大管棚施工技術(shù)及安全操作指導(dǎo)在隧道工程，特別是穿越不良地質(zhì)段或臨近既有建（構(gòu)）筑物的地下工程中，大管棚支護(hù)技術(shù)以其超前加固圍巖、控制地表沉降的顯著優(yōu)勢，扮演著至關(guān)重要的角色。這項(xiàng)技術(shù)通過沿隧道開挖輪廓線外一定距離，以一定的外插角，向掌子面前方施作一排或多排大直徑、長距離的鋼管，并進(jìn)行注漿填充，從而形成一個(gè)具有一定剛度和承載力的“棚架”結(jié)構(gòu)，為后續(xù)開挖作業(yè)提供安全保障。本文旨在結(jié)合工程實(shí)踐，系統(tǒng)闡述大管棚施工的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)與安全操作規(guī)范，以期為現(xiàn)場施工提供具有指導(dǎo)性的參考。一、大管棚施工前期準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)要點(diǎn)大管棚施工的成敗，很大程度上取決于前期準(zhǔn)備的充分性與設(shè)計(jì)方案的合理性。這絕非簡單的“打管子、灌水泥”，而是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程。（一）地質(zhì)勘察與方案設(shè)計(jì)詳盡的地質(zhì)勘察是前提。需查明施工區(qū)域的巖土體性質(zhì)、地下水分布、不良地質(zhì)體（如斷層、溶洞、涌水等）的位置與規(guī)模。據(jù)此，設(shè)計(jì)單位方能合理確定管棚的布置參數(shù)：包括管棚的直徑（通常選用Φ89mm至Φ159mm鋼管，特殊情況可更大）、長度（需根據(jù)加固范圍和地質(zhì)條件綜合確定，長管棚可達(dá)數(shù)十米）、環(huán)向間距（一般在30cm至50cm之間，確保搭接長度滿足設(shè)計(jì)要求）、外插角（通?？刂圃?°至3°，既要保證管棚能有效覆蓋開挖輪廓，又要避免侵入開挖斷面或過度上抬）、以及鋼管的材質(zhì)與壁厚（需滿足強(qiáng)度和剛度要求）。同時(shí)，注漿材料的選擇（如水泥漿、水泥砂漿、化學(xué)漿液等）及配合比設(shè)計(jì)，也需結(jié)合地質(zhì)條件和加固目的進(jìn)行優(yōu)化。（二）施工場地準(zhǔn)備與設(shè)備選型施工前，需清理平整場地，確保施工機(jī)械有足夠的作業(yè)空間和穩(wěn)定的停放基礎(chǔ)。若在洞口段施工，還需對(duì)洞口邊仰坡進(jìn)行必要的加固防護(hù)。設(shè)備選型直接影響施工效率與質(zhì)量。鉆孔設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、鉆孔深度和直徑綜合考慮，常用的有地質(zhì)鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)等，并配備合適的鉆具。注漿設(shè)備則需滿足注漿壓力和流量的要求，包括注漿泵、拌漿機(jī)、儲(chǔ)漿桶及相應(yīng)的管路系統(tǒng)。此外，還需準(zhǔn)備好鋼管加工設(shè)備（如切割機(jī)、絲扣機(jī)）、導(dǎo)向測量儀器（如測斜儀）等。（三）管棚材料的檢查與加工鋼管進(jìn)場時(shí)，必須對(duì)其材質(zhì)證明、外觀質(zhì)量（如有無裂紋、銹蝕、凹陷）進(jìn)行檢查驗(yàn)收，不合格者嚴(yán)禁使用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼管需進(jìn)行加工，通常在鋼管前端加工成錐形導(dǎo)向頭，以利鉆進(jìn)；管身需按設(shè)計(jì)要求設(shè)置注漿孔，孔徑一般為8mm至12mm，孔間距宜為15cm至30cm，梅花形布置，尾部留設(shè)不小于1m的止?jié){段。對(duì)于需要連接的鋼管，其絲扣連接必須確保強(qiáng)度和密封性，必要時(shí)進(jìn)行試連接。二、大管棚施工工藝與關(guān)鍵技術(shù)大管棚施工是一個(gè)多工序緊密銜接的過程，每一道工序的質(zhì)量都對(duì)最終效果產(chǎn)生重要影響。（一）導(dǎo)向墻（孔口管）施工導(dǎo)向墻是確保管棚鉆孔方向準(zhǔn)確的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。通常采用C20-C30混凝土澆筑，內(nèi)設(shè)鋼筋網(wǎng)片和導(dǎo)向管。導(dǎo)向管的安裝定位是重中之重，必須使用測量儀器精確放樣，確保其軸線與管棚設(shè)計(jì)軸線一致，其外插角、環(huán)向間距需嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)向管固定應(yīng)牢固，防止在鉆孔過程中發(fā)生位移。（二）鉆孔施工鉆孔是大管棚施工的核心環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接關(guān)系到管棚的受力狀態(tài)和加固效果。1.開孔與鉆進(jìn)：鉆孔應(yīng)從導(dǎo)向管內(nèi)開始，初始鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，待鉆具方向穩(wěn)定后再正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇合適的鉆進(jìn)參數(shù)（如鉆壓、轉(zhuǎn)速、沖洗液流量）。在軟弱破碎地層中，宜采用跟管鉆進(jìn)或套管護(hù)壁鉆進(jìn)技術(shù)，以防止塌孔；在穩(wěn)定性較好的地層，可采用清水或泥漿作為沖洗液，攜帶巖屑。2.孔斜控制：鉆孔偏斜是施工中常見的問題，需高度重視。除了精確安裝導(dǎo)向管外，鉆進(jìn)過程中應(yīng)定期使用測斜儀進(jìn)行孔斜監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)采取糾偏措施，如調(diào)整鉆進(jìn)角度、采用短鉆具、控制鉆進(jìn)速度等?？仔逼顟?yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，一般要求每5m測斜一次，終孔偏斜率不宜大于1%。3.清孔：鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)進(jìn)行清孔，將孔內(nèi)的巖屑、泥渣清理干凈，為后續(xù)鋼管安裝創(chuàng)造條件。清孔可采用高壓風(fēng)、高壓水或?qū)Ｓ们蹇足@具進(jìn)行。（三）鋼管安裝清孔合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鋼管安裝，防止塌孔。鋼管安裝可采用人工推送或機(jī)械頂進(jìn)的方式。對(duì)于長管棚，鋼管需逐節(jié)連接，連接時(shí)應(yīng)保證絲扣完好，擰緊到位，并確保相鄰鋼管的注漿孔對(duì)齊。安裝過程中，若遇到阻力較大，不得強(qiáng)行頂進(jìn)，應(yīng)查明原因（如孔內(nèi)有障礙物、孔斜過大等）并處理后再進(jìn)行。鋼管安裝到位后，其尾部應(yīng)與導(dǎo)向墻連接牢固。（四）注漿施工注漿是通過向管棚周圍地層注入漿液，填充空隙、膠結(jié)巖土體，從而提高圍巖穩(wěn)定性和管棚剛度的關(guān)鍵工序。1.漿液制備：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的配合比進(jìn)行漿液制備，攪拌均勻。漿液應(yīng)隨拌隨用，防止沉淀離析。對(duì)于水泥漿，需控制好水灰比；對(duì)于水泥砂漿，需注意砂的級(jí)配和攪拌時(shí)間。2.止?jié){措施：注漿前，必須確保止?jié){效果。除了鋼管本身的止?jié){段外，還可在孔口管與鋼管之間的環(huán)形間隙采用速凝水泥砂漿或?qū)Ｓ弥節(jié){塞進(jìn)行封堵。3.注漿作業(yè)：注漿應(yīng)遵循“由下至上、隔孔對(duì)稱、循序漸進(jìn)”的原則進(jìn)行，以保證注漿均勻，避免應(yīng)力集中。注漿壓力和注漿量是兩個(gè)關(guān)鍵控制指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。注漿過程中，要密切觀察注漿壓力、流量、漿液濃度及有無漏漿、跑漿現(xiàn)象。當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，且注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%以上，或注漿壓力持續(xù)上升而注漿量不再增加時(shí)，可結(jié)束該孔注漿。4.注漿結(jié)束與封孔：注漿結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清洗注漿設(shè)備和管路。對(duì)于已完成注漿的鋼管，應(yīng)采用M10-M20水泥砂漿或設(shè)計(jì)規(guī)定的材料進(jìn)行封孔，以保證管棚的整體性。三、大管棚施工安全操作指導(dǎo)安全是工程施工的生命線，大管棚施工多在不良地質(zhì)條件下進(jìn)行，且涉及鉆孔、注漿等作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，必須警鐘長鳴，常抓不懈。（一）通用安全規(guī)定1.崗前培訓(xùn)與交底：所有參與施工的人員必須經(jīng)過崗前安全教育培訓(xùn)，熟悉本工種的安全操作規(guī)程和施工現(xiàn)場的危險(xiǎn)因素及防范措施。施工前，技術(shù)負(fù)責(zé)人必須向作業(yè)班組進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，并履行簽字手續(xù)。2.個(gè)人防護(hù)：作業(yè)人員必須按規(guī)定佩戴和使用勞動(dòng)防護(hù)用品，如安全帽、安全帶、防護(hù)眼鏡、防塵口罩、絕緣手套等。嚴(yán)禁酒后上崗、疲勞作業(yè)。3.設(shè)備安全：施工機(jī)械設(shè)備在使用前必須進(jìn)行檢查、調(diào)試和試運(yùn)行，確保性能完好，安全裝置齊全有效。機(jī)械操作人員必須持證上崗，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。4.用電安全：施工現(xiàn)場臨時(shí)用電必須符合《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》要求，嚴(yán)禁私拉亂接，電動(dòng)設(shè)備必須有可靠的接地接零保護(hù)。（二）鉆孔作業(yè)安全1.鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固，鉆架應(yīng)設(shè)纜風(fēng)繩或支撐，防止傾倒。2.鉆進(jìn)過程中，操作人員應(yīng)站在安全位置，嚴(yán)禁在鉆具旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)站立或通行。3.處理孔內(nèi)事故（如卡鉆、埋鉆）時(shí)，必須制定專項(xiàng)措施，嚴(yán)禁違章操作，防止鉆桿突然彈出傷人。4.在有可能發(fā)生涌水、突泥、瓦斯等不良地質(zhì)段鉆孔時(shí)，必須有專人監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常立即停止作業(yè)，撤離人員并報(bào)告處理。（三）注漿作業(yè)安全1.注漿系統(tǒng)的管路、閥門、接頭等必須連接牢固，經(jīng)耐壓試驗(yàn)合格后方可使用。注漿過程中，嚴(yán)禁敲擊管路或閥門。2.注漿作業(yè)人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、橡膠手套等防護(hù)用品，防止?jié){液濺傷。3.注漿泵操作人員必須熟悉操作規(guī)程，密切注意注漿壓力和泵的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常立即停機(jī)檢查。4.處理注漿堵塞時(shí)，必須先卸壓，方可進(jìn)行拆卸和維修。5.對(duì)于使用化學(xué)漿液的注漿作業(yè)，必須了解其特性，采取相應(yīng)的防毒、防火措施，并配備必要的急救藥品。（四）高處作業(yè)安全當(dāng)管棚施工需要進(jìn)行高處作業(yè)（如洞口導(dǎo)向墻施工、鉆機(jī)安裝拆卸等）時(shí)，必須按規(guī)定搭設(shè)腳手架或作業(yè)平臺(tái)，設(shè)置安全防護(hù)欄桿和安全網(wǎng)。作業(yè)人員必須系好安全帶，嚴(yán)禁向下拋擲物料。（五）監(jiān)測與應(yīng)急施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)洞口周邊圍巖、地表沉降、管棚受力等情況的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常變形或險(xiǎn)情，應(yīng)立即停止作業(yè)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取加固措施。三、施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收大管棚施工質(zhì)量直接關(guān)系到隧道施工的安全。必須建立健全質(zhì)量保證體系，加強(qiáng)全過程質(zhì)量控制。1.原材料控制：嚴(yán)格執(zhí)行材料進(jìn)場檢驗(yàn)制度，不合格材料不得使用。2.工序控制：各道工序（如導(dǎo)向墻施工、鉆孔、鋼管安裝、注漿）完成后，必須經(jīng)自檢合格并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)入下道工序。3.關(guān)鍵參數(shù)控制：重點(diǎn)控制鉆孔的孔位、孔深、孔斜，鋼管的安裝位置、連接質(zhì)量，注漿的壓力、注漿量、漿液配合比等關(guān)鍵參數(shù)。4.記錄與資料：認(rèn)真做好施工記錄，包括鉆孔記錄、注漿記錄、測量記錄、材料檢驗(yàn)記錄等，確保資料的真實(shí)性、完整性和可追溯性。管棚施工完成后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，主要檢查項(xiàng)目包括管棚的數(shù)量、長度、間距、方向、注漿效果（如注漿量、加固范圍）等。必要時(shí)可進(jìn)行鉆孔取芯、聲波測試等方法檢驗(yàn)加固效果。四、結(jié)語大管棚施工技術(shù)作為一種成熟可靠的超前支護(hù)方法，在隧道工程中發(fā)揮著不可替