软弱破碎围岩，隧道里的兵荒马乱——围岩入侵、掉块、塌方乃至冒顶，诸多祸根均出于此。
如何在隧道的拱顶筑一道铜墙铁壁，来抵挡来自上方松散岩土体的压力，以保护下方作业人的员的安全及开挖支护的井然有序？这是个问题。
随着超前支护诞生，其中有这样一支坚兵提前“深”入围岩，以钢管为筋骨，以水泥浆液为血肉，将松散岩土体固结成坚实的拱，形成了上可承千钧之重的板状结构，这就叫管棚！所谓坚兵，必是训练有素的，奈何隧道管棚施工却极为粗暴简单，其功用常沦为烧火棍，令人唏嘘，何以如此？其间诸多私密，今日慢慢道来。
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隧道中的支护神器
管棚是隧道施工中的一项重要安保措施，一般用在隧道进出洞或洞身穿越软弱围岩段，是隧道施工中对付风险段的法宝，在隧道施工中广泛应用。管棚顾名思义是用钢管做的棚子，自然不是用来遮阳挡雨，而是用来支挡上覆软弱围岩，避免隧道在掘进过程中坍塌而带来安全风险，为隧道营造一个安全作业空间。
显然，要在松散软弱的岩土体中形成完美的保护壳来支挡上方岩土体的掉块，光靠钢管是不够的，因为钢管之间还存在宽度为钢管直径2至3倍的间隙，是泥土碎石逃离的空间。所以需要用水泥浆液将钢管及周边的破碎围岩一道固结成硬壳，共同抵御上覆岩土体所带来的压力，为后续的隧道掘进及初支提供一个安全的防护层！
管棚作业说起来简单，做起来确有难度，里面的道理挺多，能为后续的施工带来大量的有用信息，但现实施工中这些有用的信息却常常被忽略。打管棚时不注意过程信息的收集与分析，就像猪八戒吃长生果一样，稀里糊涂的吞下去却没品出味来，着实令人可惜！当然管棚施作肯定是监理控制的重点，控制好可以睡一段安稳觉，失控了大家一起失眠。这其中许多道道各位搞工程的看官且听我徐徐道来。
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隧道中哪里才是管棚应用的场所
管棚是隧道进出洞施工中的标配，一般来说隧道的进出口段覆盖层薄、经过成千上万年的风蚀雨浸，表层风化严重、解理裂隙十分发育，可能还伴有偏压、冲沟等不良地质综合症，岩土脆弱亟需改良。
而改良隧道进出口破碎岩土体的重担往往就落在管棚身上，所以管棚也可称为隧道支护之重器。
进洞管棚只能由洞外向洞内打，是单选题，没得选！但是出口管棚为什么也是主张由洞外向洞内打呢？
这是由于越临近洞口越接近浅表，浅表的地质受到上万年风吹雨淋的虐待，早已不再坚固和密实，有的甚至松散成渣！所以洞口段的地质条件要远弱于洞身，因此越靠近洞口段的管棚支护质量要求越高。
但是带一定外插角的管棚随着钻进深度的延伸会变得分散（不带外插角往上挑打，钢管受自重影响很可能会下垂），且管棚注浆压力会有一定的损失消耗，固结效果肯定要较开始段差许多。
受这诸多因素束缚，管棚由洞外向洞内打仿佛成为保证质量的最佳途径。
但是在出洞方案时，施工单位有时会选择从洞内外洞外打，这是为什么呢？情非得已，形势所逼！
一般来说不到万不得已，施工单位也是不愿走条路的。因为30m的管棚从洞口往洞内打，钻孔注浆一气呵成，还可以预先打造，不耽误工期。
但是从洞内向洞外打就不同了，到了管棚段就得停下来打管棚，而且是要接二连三的停，因为从洞内向洞外打管棚，就要由原来的一气呵成变成分段施工。这是由于洞内施作不易施作工作室、导向墙，而管棚在末端的分散性将更加严重。
所以设计方、监理方会就会要求将30m管棚改成10m一段，进行分段施工，还要考虑不小于3m的搭接效果，那么就只好6m或6.5m一道打了，这样30m的管棚就需要打5次。1次变5次这种耗时费力、吃力不讨好的事情，是情非得已，十分苦逼的选择。至于为什么情非得已，那是因为地势所限，出口悬崖峭壁，直临桥台，要想打管棚，必须先填出个平台出来。在陡坎峭壁上搭出个10余米宽的作业平台，引水接电的不算，耗时又费工，还不安全，谁能保证陡坎上搭出的平台安全系数要高于平地上搭建的，那肯定是脑袋进水了。所以面对这种困境，四方会议是很容易达成一致的，变更的结果就是30m变10m、1次变5次，出洞最薄弱段还要考虑加打超前小导管补强，实在是很勉强的选择。
除了洞口管棚，还有洞身管棚，即在隧道施工途中用到的管棚。
世界是奇妙的，地质是复杂的，在地表重峦叠嶂那叫风景，在地下岩脉起伏却令人头疼。
在隧道施工中途，特别长大风险隧道就会经常遇到地质条件恶化。解理裂隙发育、围岩断裂破碎那是轻的，涌水、突泥、大断层那才叫险象环生。这时候隧道支护重器之管棚往往是要出场救急的。
洞身管棚还有一种功能就是应急抢险功能，比如说已做好的隧道初支发生了开裂、变形、渗水等险情时就需要用上管棚，而这个时候管棚就像人的大腿骨折时要上定型钢板，起到很大的应急支护加强作用。所以说在长大风险隧道施工中潜孔钻和管棚完全可以列入抢险应急物资中去。
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管棚施工中应有哪些规定动作
立架、钻孔、顶管、注浆，这是管棚施工的四个规定动作。要做好这四个动作，姿势很重要。
首先立架前得清表，所谓清表就是扒掉地表一层腐植土，露出新鲜岩土做工作面，然后用全站仪放出轮廓线来。管棚的轮廓线一般较设计断面扩大10~15cm，这是考虑到地表岩土软弱会出现较大的变形收敛，需要预留出足够的空间以抵消围岩收敛变形。
放好轮廓线就可以立钢拱架了，而立架是为了浇筑导向墙，而导向墙顾名思义就是引导方向的墙，其目的为打钻创造一个最为正确的姿势，从而引导棚管按设计的位置和角度打入到岩土体中，避免管棚随着钻进深度的延伸而乱了分寸，往不同方向错开。
管棚轮廓决不是简单的半圆盖子，它是由三心拱组成的弧形，只是貌似半圆而已。导向墙的身板是厚1m，宽约1.2m，这是它的常规尺码。管棚的里面一般由3榀钢拱架组成，按50cm或60cm间距排布，而钢制导向管按30cm或40cm的设计间距摆焊在钢拱架上，这样管棚的胚胎就打好了。里面设计参数均为常规尺码，具体看设计图。
管棚骨架立好后接下来的姿式就是立模，由于导向墙施工次数少，用钢模会被施工单位认为是“败家子行为”，而木模则经济实惠的多，会持家的项目经理一般会选择木模。为了保证导向墙的成形质量，木板要有一定的厚度从而保证一定的钢度，并且向混凝土面还得光洁，两侧齐整，这样才能浇筑出一个高颜值的导向墙。
为了让导向墙模板的支护变得轻松简单些，施作时一般会预留核心土，这不仅免去搭设平台费，还让土体变得稳定，易于人工上下作业，安全性提升，实用价值极高。
立好上下模板后就进行端头封堵，一般会用钢管做好外斜撑，从而确保混凝土时浇筑时的稳定性。立好模后可以用天泵或地泵灌注混凝土，中间一根管子就是接长的地泵。
导向墙浇筑完毕，待到强度上来后拆模，新鲜的导向墙就出炉了。此时就可以进入下一个姿势钻孔，就是指用潜孔钻沿预留的导向墙按设计的深度要求进行钻孔，这个姿势具体怎么摆，放在后面讲。
交待一下管棚姿势里的一个注意事项，就是导向墙施作前应在两侧事先做好两个扩大基础来支撑导向墙，当然基础很好则另说，但是在软弱浅表事先不做好扩大基础，事后可能会有苦头吃。
那种随意用石块支垫钢架一同浇筑，可能在几场雨后就会引起导向墙的下挫，厚重的导向墙下挫可能撕裂管棚内部的土体，影响管棚效果。
钻孔后顶管前要先洗孔，所谓洗孔就是用高压风将孔洞内的残渣、碎裂石屑统统清除出孔内。碰到围岩十分破碎、卡孔现象严重的，成钻后要立即洗孔、安装管棚。
如查碰到卡钻十分严重，容易塌孔的破碎围岩，就只好采用套筒跟进式打钻方式了。所谓套筒跟进就是套筒和钻杆一同钻进，然后钻杆拔出，安装棚管，然后再将套管拔出。
因为钻孔过程会对一些破碎的围岩产生较大的扰动而引起孔内裂隙的扩张和小的坍塌，所以钻孔也是主张隔孔跳打，即分单双序孔施工。
洗孔后的下一个动作就是顶管，一般是用挖掘机铲钭顶进，手工顶进困难还是挺大的，因为围岩破碎造成的孔壁粗糙是需要强有力的推送才能完成的。
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洞内管棚和洞外管棚比有哪些寒酸落魄的地方
洞内管棚相较于洞外管棚没那么多姿势，因为空间不允许，所以也就不用做导向墙，但要做个工作室。
但这个工作室因为空间的限制，实在是简陋寒酸了，说是工作室，其实就是就大一号上台阶隧道断面，大一号是指上台阶轮遂渐外扩50cm，给管棚施工挤出一个平台来。
简陋的工作室里就不可能打造出良品来，管棚的外插角也由洞外为1~3度放松到3~5度。
当然管棚允许的有效长度也会从洞外的40m降低到洞内的10m，还要刨去3m搭接，有效的管棚长度也就6m有余而已。
洞内管棚施作时，基本是裸打，就是不做导向墙，用机械壁调好角度，沿着放样点往里打就是了。不过洞内管棚讲究点的可以做个简漏的导向架，这是洞内一次性要打较长的钻孔才会用到。
洞内施作管棚比洞外讲究的是要在开孔之前在掌子面喷射10公分厚的混凝土，目的是用来封闭掌子面的解理裂隙。这样做有两点好处，一点是能提高掌子面的安全稳定性，起到‘维稳’的作用；另一点是方便后期的注浆，免得在高压下四处漏浆，造成注浆延时长而且效果差。
关于这点，在十分破碎的围岩段，设计图中还会特别注明：“必要时设置20~50cm模筑混凝土封闭，防止钢管注浆时浆液向开挖面跑浆。”
洞内打管棚是件很啰嗦的事情。一切祸首都是因为空间有限，工作室简陋，外插角较大，又无导向架，一切靠打钻人的手感，所以管棚随着孔深增大在分散，很难形成连续有效的硬壳层。
所以分段施工（一般段长10m），搭接不少于3m，就成了洞内管棚的标准姿势。
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管棚注浆的正确姿势有哪些
管棚注浆最重要的姿势有两点，一点是要先喷混凝土封闭掌子面，另一点就是要分单双号孔分序注浆，即俗称跳孔注浆。
分单双序这点很好玩，有点像大城市里分单双号限行似的。这样做可以减少注浆量，缩短注浆时间、提升注浆效果。
之所以会有这样神奇的效果，是因为浆液在压力下会沿着裂隙疯跑，甚至会从邻近的孔里钻出来，而跳孔注浆就会避免将还没有胶凝的水泥浆驱逐走，并且会重新填充前面浆液干缩后留下的空隙。你瞧是不是很科学？
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管棚机的深度和钢花管的修炼，哪些便利哪些要点？
管棚钻孔现在普遍采用潜孔钻，潜孔钻一般由回转机构、升降机构、推压机构、支承机构和冲击机构等部分组成，钻凿孔径一般为80～165mm。
原理是在凿岩过程中使冲击器潜入孔内，减小由于钎杆传递冲击功所造成的能量损失，能获取较高的凿岩速度。凿岩过程中产生的岩粉，由风水混合气体冲洗排出孔外。
在露天为了进度一般采取干钻，便于岩粉的排出，隧道内由于空间小而封闭，作业时需降低粉尘量，会采取水钻，但钻进中遇土层特别是黏性土，粉尘不易排出会大大降低钻进速度，因此往往洞内岩层较土层更易钻进。
履带式潜孔钻较原有人工搬动的台式潜孔钻功效要高许多，其优点是履带增加了机具的稳定性，机械钻臂能上下左右调节，钻孔定位简易。而台式潜孔钻首先需要根据钻进位置、机身高度搭设打钻平台，移动机具相对困难，打钻的角度、功率、安全系数都较履带式潜孔钻要低。
履带式潜孔钻钻进时一般只需要1名司机和1名更换钻杆的辅助工，而老款台式潜孔钻因为还要搭设脚手架平台，扶钻杆等麻烦事情，一般需要3~4名钻工，人力消耗大而且进度慢。
管棚采用无缝钢管，口径一般分为108mm和89mm两种，壁厚一般分为6mm、5mm，具体看设计要求。无缝钢管进场时需检查核对出厂合格证、及试验检测报告，并按设计要求的规格型号对管棚口径、壁厚进行验收。无缝钢管进场后要按设计要求进行预制，施工单位要对此做好技术交底。
棚管要预制成钢花管，所谓钢花管就是将钢管变成带梅花孔布眼的管，形象称之为钢花管。钢花管的预制分为三段，最前顶进端预制成椎形，管身钻孔、孔径10~16mm，孔间距150mm，呈梅花形布置，尾部约留下110cm长的止浆段不钻孔。棚管用丝口进行连接，连接处分奇偶段按管节长度的一半错开布设，以免接头最脆弱处在同一截面。
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管棚钻孔过程中那些有营养的信息
管棚钻孔过程中藏着许多十分有价值的信息，需要收集和分析，那种光钻孔不分析的行为纯属钱多人傻，好比猪八戒吃人参果，吞下去了味没品出来，那是一样一样的。
管棚钻孔其实相当于一次加强版的超前地质预报，钻进过程中的快慢、是否匀速、是否卡孔等信息是判断围岩解理裂隙、地下水发育情况的直接依据，相当于是对洞身围岩的一次体检。
如果把这份体检报告纳入到技术交底中，再对症下药地制定相应的措施和方案是不是很好呢？至少围岩向好可以提拱信心支持，围岩变差则可以当作警示报告，提醒在过程中加强监控和支护措施。
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管棚注浆过程还蕴含着哪些有用的信息
管棚注浆同样也含着许多有营养的信息，这需要现场施工员做出详细的注浆记录表。
比如说一侧注浆量明显大于另一侧，说明一侧围岩可能极其破碎，这时结合一下钻进时的卡钻情况及两侧钻进速度的对比信息，及地形是否存在偏压或冲沟情况进行分析，可以得出指导施工的重要信息，甚至可以颠覆前期的方案。
而管棚注浆的注浆时间、注浆速度、注浆量的大小也是有关联的，这为避免瞒报虚报、偷工减料提供一定的分析依据。
当然围岩情况不同，注浆速度也不相同，存在一个波动是合理的，即存在一个域值范围，但超出合理范围必有问题！
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监理管棚，聪明的监理工程师会这么做
1、监理得在事前做好监理卡控要点并告知施工单位在施工中应注意的事项、常见问题，这一切的目的在于表明监理心里是有数的，施工方不要抱有侥幸心里，不要玩猫腻，否则后果是需要自已埋单的。
2、在洞内打管棚前 ，一般在掌子面前10m时就要提醒施工方做好打管棚的准备，必要时下联系单，在掌子面前4~5m时隧道就要遂榀扩大初支断面，为打管棚制造工作室了，否则下监理通知单要求立即整改。
3、洞内管棚施工要算好搭接段，及时督促施作，对未及时衔接的要及时下达监理指令督促执行。
4、现场监理工程师及监理项目部要掌握管棚成孔及浇浆耗用时间，一方面可资判断后期施作的安全系数，另一方面要相信一切不在合理时间内动作必存问题。掌握这一点，再加个提前量去巡视检查，那么一切“妖孽”将无所遁形。
5、洞外管棚施工前，对于基础承载力不足的，要求两侧需打扩大基础，支撑管棚导向墙。
6、洞外管棚钢拱架安装的位置要确保导向管位于导向墙的中间，施工误差一般设计要求为径向20cm，相邻钢管环向5cm，这需要过程验收，当然负责任的施工单位也会过程报检，这就是事前控制。
7、管棚打前要求每根管上方进行序号标注，这样便于检查不遗漏，同时也放便后续的单双孔分序注浆。
8、管棚打完后，注浆前对孔深要进行检查，孔深相应规范允许偏差5cm。孔深的检查是最为重要的，棚管长度缺斤短俩就意味着一段管棚被虚构了，碰到非常差的围岩，那么风险像噩梦一样搁在枕边。
9、 棚管进场要检查出厂合格证，试验检测报告、检查钢管规格、厚度是否符合设计要求（一般5~6mm），预制中要求施工单位首根报检，检查止浆段长度是否满足设计要求，检查注浆孔是否按设计间距（一般15cm）梅花形布置、检查孔径大小是否满足设计要求（一般10~16mm）。
10、注浆要跳孔注浆，破碎围岩段注浆前要求对掌子面进行喷混凝土封闭止浆。
11、建议施工方对这种关系后期施工安全的重要隐蔽工程，现场施工管理人员及钻孔及注浆班组人员进行实名制签认，说明要求及责任，要让压力下传，承担风险的噩梦要进入那些偷奸耍滑人的脑子里去，这叫安全质量意识。
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管棚管理难倒底藏着什么妖孽，又该如何破解呢？
管棚是安全通过五级围岩不良地质段隧道的重要安全保障措施，但为什么一些施工队仍有管棚少打漏打、注浆少注漏注的现象呢？其实最为主要的原因并不是为了省那几根棚管，因为棚管是工程局提供的，甚至可能是甲供的，并不占施工队的成本，主要原因在于管棚太占用时间了，可能会耗去他们大量的人工成本。
比如说洞内33根10m长的管棚钻孔需要1~2天的时间，如果遇到解理裂隙不发育质密的黏土层，可能10多个小时就完成注浆了，那么这一切都好说。但如果碰到解理裂隙极为发育的围岩，注浆仿佛碰到了无底洞，而设计给的注浆量却是有限的，多出来的水泥量需要工程局支付，而最关健的是这种围岩可能要耗时7~10天才能注好，那么按每6m搭接1个循环，那么光管棚就得耗时9~12天，再加上这种围岩按规范要求1次只能立1榀，进尺50~60cm，按1天1m的进尺来算，那么每3天才进尺1m。
于是所有进场的班组都如二衬班、钢筋班、初支班因为进度的缓慢都待工在那里，而每日工人的工资却是个不小的数字，施工方压力骤增。而对于工程局来说，一方面合同工期在那里，另一方面注浆量的大小设计是给了个量的，超出部分自已掏，再加上施工队传来的压力，于是管理上也就睁一眼闭一眼了。但是碰到这种很差的围岩不按设计施工带来的潜在风险却增加了。那该怎么办呢？
要解决这个问题说到底还是钱的事，而谈到钱就得讲道理，讲道理首先得尊重客观实际，因为不尊重客观实际的管理，一切都是耍流氓。而这个道理得施工方来说，监理当旁证，最终设计裁定，业主掏钱。如果施工单位平时不注意收集信息，肚里没货，手里拿不出令人信服的理由，也就是说有理说不清，那吃苦受罪就是活该。理由充分了，那施工、监理、设计、业主四方就可以坐下来开会，谈一谈工艺工法变更和施工中加强措施的方案及要求，比如说围岩破碎易卡孔，那就需要套筒跟进；比如注浆量太大，易跑浆漏浆，那就采用双液浆。总之工艺改了，钱花上去了，问题也解决了，矛盾自然也就没了，于是皆大欢喜，一切烦恼烟消云散，管理又走上了康庄大道。
供稿：王富华
审核：张晓
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