管棚在隧道进口浅埋段的施工原理

施工背景：进口地质表层为粉质黏土，硬塑，夹少量砂砾， 下伏全风化粉砂岩呈沙土状，局部夹 强风化碎块， 以下为弱风化，节理裂隙较发育，岩体较破碎，地下水为基岩裂隙水，局部较发育，受地表水下渗影响。

( 1) 大管棚工作原理: 长大管棚支护是在隧道 开挖外轮廓周边上，间隔一定的距离，沿洞轴方 向 以一定的外插角钻孔、安设钢管，然后进行管内注 浆固结软弱围岩的一种预支护措施。

( 2) 通过注浆，钢管与围岩紧密固结，使隧道拱顶预先形成加固的保护环，加固的保护环可以承受拱部的地面荷载和岩层重量，在岩体开挖后架设拱 型钢架支撑，支撑拱架相互连接，形成一个牢固的 棚状支护结构。由于钢管 和围岩形成了一个固结 的整体，拱部形变变小，传递给支护钢架的上部荷 载大大减小，从而保证了初期支护的安全。

( 3) 60 m 长管棚采用水平导向跟管钻进法施工 的工作原理是水平导向跟管钻进法施工时采用锲 子板为钻头，泥浆作为钻进循环液，用(89 ～ 220 mm) 管棚钢管作为钻杆，使用水平定向钻机将钢管打入土层中，并在钻进过程中 通过管棚专用导向仪 器随时控制钻进角度，发现角度偏差及时进行纠 偏，直至监测钻进到设计长度，然后进行封孔注浆， 最终在隧 道拱部形成一个土层、水泥与钢管共同组 成的环状拱架，进而起到超前预支护的作用。

通过对传统长大管棚的注浆工艺研究改进，改善浆液的扩散效果，提高了长大管棚对不同地层的 适应性， 实现了隧道安全度汛，为优质、高效完成后续施工提供了保障。