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压浆钢管式管棚法在隧道塌方处理中的相对适应性研究
摘 要：目前管棚工法在我国隧道施工中已被广泛采用，尤其在隧道塌方处理中更是起到举足轻重的作用，并且随着我国经济的快速发展，高速铁路、地铁、城市地下空间等都有了很大的发展，管棚法将面临越来越多的工程应用。但由于各方对该工法定义不同、未系统阐明其适应性等原因，施工单位对管棚法仍局限于教条，凭经验办事，无法使其发挥应有的作用。本文以压浆钢管式管棚法为例，简单从其加固机理及作用效用分析其原理，并运用大量工程实例论证，从而大致确定其在隧道塌方处理中的相对适应性。为有志于系统研究管棚法相对适应性者搭梯铺路。 关键词：隧道；塌方；压浆钢管式管棚法；适应性 1.引言
塌方是在不良地质地段施工隧道时最常见的一种灾害性事故，当预防措施不理想，不可避免的发生后，使用合理的处理措施不但能降低延误工期、节省资金还可以防止塌方继续发展，减少工程质量隐患。近年来随着我国经济的飞速发展，管棚法施工已被广泛采用，使其预支护技术日趋成熟。但将其用于隧道塌方后的处理中仍局限于教条，无法从加固机理及作用效用上对其深刻认识，故有必要对管棚工法进一步研究，归纳其相对适应性原理，以便更好的指导现场，服务于施工。 2.管棚工法的应用及发展 2.1概念界定
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管棚工法是一种在隧道开挖之前沿隧道开挖断面外轮廓，以一定间隔与隧道平行钻孔、插入钢管，再从插入的钢管内压注充填水泥浆或砂浆，来增加钢管外围岩的抗剪切强度，并使钢管与围岩一体化，由管棚和围岩构成棚架体系的新的超前支护辅助施工技术［1］。在《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）中要求管棚长度一般10～40m，钢管直径一般70～180mm，中心间距宜为管径2～3倍，管棚外插角一般0°～3°，如图1。
图1 隧道管棚超前支护示意图
目前工程中管棚法大致可分为四种方式：1、充填钢管式，2、压浆钢管式，3、喷射式，4、喷射钢管式。其中压浆钢管式管棚法在我们施工中较为常用。 2.2工程应用
管棚法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。自其诞生初便得到了大量的工程应用。不论是现在还是将来都将在地下施工中扮演越来越重要的角色。 2.2.1管棚法的历史发展
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管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助工法使用在不良地质地段。该技术首先诞生于20世纪70年代的比利时，当时在修建安特卫普（Antwerp）地铁站时受既有铁路车站影响，首次采用了管棚工法。随后在日本、美国和西欧等国被广泛采用。日本在八户市一段长180m的公路隧道中使用直径406.4mm，t=9.5m的长大口径管棚获得成功，我国铁道部第十六工程局在北京地铁西单车站施工中使用管棚法同样取得很好的效果，见图2。
图2 西单车站施工示意图
2.2.2管棚法的现状分析
目前管棚工法因其安全可靠，针对性强，已被广泛应用于各种地下工程。包括在建筑物密集，交通繁忙的城市中心处进行地铁的暗挖施工，其预支护技术日趋成熟，尤其随着近年来国内外专家学者对其进行了大量研究，均大大推进了管棚法各方面的迅速发展。目前在日本，管棚法已被公
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认为隧道施工中解决塌方冒顶的最合理、最有效的方法。 2.2.3管棚法的未来发展
随着我国高速铁路、城市地铁的快速发展，越江隧道、跨海隧道的修建以城市地下空间综合利用的飞速发展，管棚工法将会得到越来越广泛的工程应用
3.本研究的价值及内容
在我国管棚法飞速发展的现在，为更好的指导现场施工，本文对四大超前管棚施工法之一的压浆钢管式管棚法从其加固机理、作用效用两方面进行简单分析并使用大量工程实例论证，从而大致确定其在隧道塌方处理中的相对适应性。为有志于系统研究管棚法相对适应性者搭梯铺路。 4.管棚法的施工方法
根据成孔时钻杆是否跟进，管棚法可分为2种：管棚引孔顶入法和管棚跟管钻进法［2］。其具体施工工艺流程图如下
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