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，并進行注漿填充，從而形成一個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)合工程實踐，系統(tǒng)闡述大管棚施工的關(guān)鍵技術(shù)要點與安全操作規(guī)范，以期為現(xiàn)場施工提供具有指導(dǎo)性的參考。一、大管棚施工前期準備與設(shè)計要點大管棚施工的成敗，很大程度上取決于前期準備的充分性與設(shè)計方案的合理性。這絕非簡單的“打管子、灌水泥”，而是一項系統(tǒng)性的工程。（一）地質(zhì)勘察與方案設(shè)計詳盡的地質(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)計要求）、外插角（通常控制在1°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（需滿足強度和剛度要求）。同時，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，也需結(jié)合地質(zhì)條件和加固目的進行優(yōu)化。（二）施工場地準備與設(shè)備選型施工前，需清理平整場地，確保施工機械有足夠的作業(yè)空間和穩(wěn)定的停放基礎(chǔ)。若在洞口段施工，還需對洞口邊仰坡進行必要的加固防護。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、潛孔鉆機等，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、儲漿桶及相應(yīng)的管路系統(tǒng)。此外，還需準備好鋼管加工設(shè)備（如切割機、絲扣機）、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場時，必須對其材質(zhì)證明、外觀質(zhì)量（如有無裂紋、銹蝕、凹陷）進行檢查驗收，不合格者嚴禁使用。根據(jù)設(shè)計要求，鋼管需進行加工，通常在鋼管前端加工成錐形導(dǎo)向頭，以利鉆進；管身需按設(shè)計要求設(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。對于需要連接的鋼管，其絲扣連接必須確保強度和密封性，必要時進行試連接。二、大管棚施工工藝與關(guān)鍵技術(shù)大管棚施工是一個多工序緊密銜接的過程，每一道工序的質(zhì)量都對最終效果產(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)計軸線一致，其外插角、環(huán)向間距需嚴格符合設(shè)計要求。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：鉆孔應(yīng)從導(dǎo)向管內(nèi)開始，初始鉆進時應(yīng)緩慢進行，待鉆具方向穩(wěn)定后再正常鉆進。鉆進過程中，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇合適的鉆進參數(shù)（如鉆壓、轉(zhuǎn)速、沖洗液流量）。在軟弱破碎地層中，宜采用跟管鉆進或套管護壁鉆進技術(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，鉆進過程中應(yīng)定期使用測斜儀進行孔斜監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)偏斜及時采取糾偏措施，如調(diào)整鉆進角度、采用短鉆具、控制鉆進速度等。孔斜偏差應(yīng)嚴格控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)，一般要求每5m測斜一次，終孔偏斜率不宜大于1%。3.清孔：鉆孔達到設(shè)計深度后，應(yīng)進行清孔，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@具進行。（三）鋼管安裝清孔合格后，應(yīng)及時進行鋼管安裝，防止塌孔。鋼管安裝可采用人工推送或機械頂進的方式。對于長管棚，鋼管需逐節(jié)連接，連接時應(yīng)保證絲扣完好，擰緊到位，并確保相鄰鋼管的注漿孔對齊。安裝過程中，若遇到阻力較大，不得強行頂進，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：嚴格按照設(shè)計確定的配合比進行漿液制備，攪拌均勻。漿液應(yīng)隨拌隨用，防止沉淀離析。對于水泥漿，需控制好水灰比；對于水泥砂漿，需注意砂的級配和攪拌時間。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){塞進行封堵。3.注漿作業(yè)：注漿應(yīng)遵循“由下至上、隔孔對稱、循序漸進”的原則進行，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關(guān)鍵控制指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場試驗結(jié)果進行調(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)注漿壓力達到設(shè)計終壓，且注漿量達到設(shè)計值的80%以上，或注漿壓力持續(xù)上升而注漿量不再增加時，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)及時清洗注漿設(shè)備和管路。對于已完成注漿的鋼管，應(yīng)采用M10-M20水泥砂漿或設(shè)計規(guī)定的材料進行封孔，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)條件下進行，且涉及鉆孔、注漿等作業(yè)，安全風(fēng)險較高，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)場的危險因素及防范措施。施工前，技術(shù)負責(zé)人必須向作業(yè)班組進行詳細的安全技術(shù)交底，并履行簽字手續(xù)。2.個人防護：作業(yè)人員必須按規(guī)定佩戴和使用勞動防護用品，如安全帽、安全帶、防護眼鏡、防塵口罩、絕緣手套等。嚴禁酒后上崗、疲勞作業(yè)。3.設(shè)備安全：施工機械設(shè)備在使用前必須進行檢查、調(diào)試和試運行，確保性能完好，安全裝置齊全有效。機械操作人員必須持證上崗，嚴格遵守操作規(guī)程。4.用電安全：施工現(xiàn)場臨時用電必須符合《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》要求，嚴禁私拉亂接，電動設(shè)備必須有可靠的接地接零保護。（二）鉆孔作業(yè)安全1.鉆機安裝必須平穩(wěn)牢固，鉆架應(yīng)設(shè)纜風(fēng)繩或支撐，防止傾倒。2.鉆進過程中，操作人員應(yīng)站在安全位置，嚴禁在鉆具旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)站立或通行。3.處理孔內(nèi)事故（如卡鉆、埋鉆）時，必須制定專項措施，嚴禁違章操作，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，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)耐壓試驗合格后方可使用。注漿過程中，嚴禁敲擊管路或閥門。2.注漿作業(yè)人員必須佩戴防護眼鏡、橡膠手套等防護用品，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行情況，發(fā)現(xiàn)異常立即停機檢查。4.處理注漿堵塞時，必須先卸壓，方可進行拆卸和維修。5.對于使用化學(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)管棚施工需要進行高處作業(yè)（如洞口導(dǎo)向墻施工、鉆機安裝拆卸等）時，必須按規(guī)定搭設(shè)腳手架或作業(yè)平臺，設(shè)置安全防護欄桿和安全網(wǎng)。作業(yè)人員必須系好安全帶，嚴禁向下拋擲物料。（五）監(jiān)測與應(yīng)急施工過程中，應(yīng)加強對洞口周邊圍巖、地表沉降、管棚受力等情況的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常變形或險情，應(yīng)立即停止作業(yè)，啟動應(yīng)急預(yù)案，采取加固措施。三、施工質(zhì)量控制與驗收大管棚施工質(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，加強全過程質(zhì)量控制。1.原材料控制：嚴格執(zhí)行材料進場檢驗制度，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)自檢合格并報請監(jiān)理工程師檢查驗收，合格后方可進入下道工序。3.關(guān)鍵參數(shù)控制：重點控制鉆孔的孔位、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、材料檢驗記錄等，確保資料的真實性、完整性和可追溯性。管棚施工完成后，應(yīng)按設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范進行驗收，主要檢查項目包括管棚的數(shù)量、長度、間距、方向、注漿效果（如注漿量、加固范圍）等。必要時可進行鉆孔取芯、聲波測試等方法檢驗加固效果。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方法，在隧道工程中發(fā)揮著不可替