狹窄巷道金屬棚點樣設計先至最安全妥當？

點解而家越來越多工程要考慮金屬棚設計呢？講起今年年底大埔個場大火，真係令人心有餘悸，成日諗如果當初用嘅係金屬棚，會唔會個結果就唔同晒？其實唔單止係建築外牆，就算係礦井底下或者狹窄巷道，金屬棚嘅設計同安全性一樣咁重要。作為搭棚顧問，我今日就同大家詳細傾下，點樣為狹窄巷道量身定制又安全又實用嘅金屬棚。

點解要選擇金屬棚？

其實好簡單，你諗下，而家香港地少人多，巷道狹窄係常態啦。傳統竹棚雖然輕便同便宜，但係防火性能真係令人擔心。好似舊年大埔火災咁，竹棚同保護網一旦燒著，火勢蔓延速度真係快到你唔信。相反，金屬棚嘅耐火性同結構穩定性就高好多，尤其係對於啲長期使用或者有特殊安全要求嘅巷道工程來講，真係值得投資。

仲有啊，金屬棚唔係得一種死板設計，好似係礦井巷道裡面，工程師會根據唔同地質條件同巷道用途，設計出可縮性金屬棚、微拱型金屬棚等多種形式，靈活性其實好高。

金屬棚嘅主要類型同特點

講到金屬棚嘅類型，其實真係五花八門。我哋可以從幾個唔同角度來分：

• 按材料分：常見有29U型鋼同11#工字鋼兩種。29U型鋼嘅名點來？原來係因為佢每米重量大概29公斤，所以個名就係咁來。而11#工字鋼就係因為截面高度係110mm而得名。

• 按形狀分：主要有梯形棚、拱形棚同微拱型。梯形棚施工方便但抗壓效果較差；拱形棚抗壓效果好但巷道利用率低；微拱型就取兩者之長，兼具抗壓性同巷道利用率。

• 按功能分：有可縮性支架同剛性支架。可縮性支架有個好處，就係當巷道受到壓力時可以適度變形但唔會失效，特別適合用於地質條件唔穩定嘅區域。

點樣設計適合狹窄巷道嘅金屬棚？

設計一個好用嘅金屬棚，真係一門學問。我成日同客戶講，冇最好嘅設計，只有最適合嘅設計。首先要考慮巷道嘅基本情況：

• 巷道斷面形狀同尺寸：係直牆半圓拱定係三心拱？巷道淨寬同淨高係幾多？這些都係基本參數

• 地質條件：頂板同兩幫嘅岩層狀況點樣？會唔會有構造壓力或者礦壓影響？

• 使用要求：係用於運輸巷道、通風巷道定係其他特殊用途？

好似係某個礦井巷道設計案例中，工程師要為一個淨寬5000mm、牆高1500mm、淨高4000mm嘅直牆半圓拱巷道設計金屬棚。佢哋考慮到29U型鋼高度係124mm，背板厚度同噴漿層各50mm，最終確定巷道需要掘寬300mm先夠位置安裝。

“八類區域”要特別注意，呢個係行業內嘅經驗總結，包括：巷道交叉點、各類硐室、應力集中區域等等。呢啲特殊區域嘅金屬棚設計要更加謹慎，好多時需要加強支護。

金屬棚設計中嘅關鍵參數

設計金屬棚唔係求其畫個圖就得，有好多技術參數要精確計算。講幾個關鍵嘅：

• 支架間距：一般係500mm或者1000mm，好少用其他間距

• 搭接長度：根據支架淨斷面積決定，細於10平方米用400mm，10-15平方米用450mm，大於15平方米用500mm

• 柱窩深度：手冊規定200mm，但實際施工中取300mm更穩陣

• 迎山角：即係傾斜巷道中支架向上傾斜嘅角度，一般係巷道傾角嘅1/8-1/6

可縮性支架有個好處，就係允許巷道有一定變形但唔失支護能力。設計時要預留變形量：拱形可縮性支架頂板預留變形K1取15%-35%，兩幫移近量K2取0.5K1。

金屬棚嘅施工同安裝要點

設計得再好，都要施工到位先得。安裝金屬棚有幾個關鍵步驟：

1. 施工前準備：敲幫問頂係必須嘅，確保作業環境安全。然後清理現場，準備好所需材料同工具

2. 臨時支護：安裝金屬棚前，要先利用金屬摩擦柱等進行臨時支護，確保施工人員安全

3. 挖柱窩：柱窩要挖到實底並找平，絕對唔可以將棚腿豎在浮矸上。必要時可以喺棚腿下墊無孔柱帽

4. 組裝棚架：棚梁同棚腿連接位要用卡纜緊固，每個接頭通常用三個卡纜均勻佈置

5. 背板安裝：頂幫要用背板背緊刹牢，確保金屬棚與圍岩密貼，均勻受力

6. 拉桿連接：相鄰金屬棚之間要用拉桿連接成整體，提高穩定性。拉桿通常用φ14mm鋼筋加工

金屬棚嘅維護同修復

金屬棚安裝完唔係就一勞永逸，定期檢查同維護都好重要。維護作業主要包括：

• 定期檢查：檢查支架有冇變形、卡纜係唔係緊固、背板有冇鬆動等

• 局部修復：對於個別損壞嘅支架，可以進行局部修復。要先設置臨時支護，然後更換損壞部件

• 加強支護：當巷道條件變化或者礦壓增大時，可能需要增加支護密度或者採用更強嘅支護形式

修復金屬棚時，安全措施一定要做到足。必須派專人在維護點兩側站崗，嚴禁該區段運輸車輛。同時要堅持"一幫一修"原則，即係如果同一架棚兩幫都需要維修，要先修好一幫再修另一幫。

金屬棚設計中嘅新技術同發展趨勢

而家金屬棚設計都與時俱進，不斷有新技術應用。好似係一種用於矩形巷道嘅微拱型金屬棚支架，採用29U型鋼加工而成，棚梁為微拱形結構，矢跨比為1/6-1/4，兼具梯形棚同拱形棚嘅優點。

另外，有啲新型金屬棚增加咗加強機構，通過特殊設計提高支護效果。例如有啲設計喺支撐杆上設置T型筒同卡杆機構，可以進入煤巷預開設嘅插槽內進行輔助固定。

從香港建築業界嘅趨勢來看，金屬棚取代竹棚係大勢所趨。雖然全面轉型需要時間，但從安全性同可持續性角度考慮，金屬棚確實係更優選擇。

個人觀點與建議

做咗咁多年搭棚顧問，我深深覺得，金屬棚設計唔係簡單嘅力學計算，更係一種藝術。要考慮安全、實用、經濟等多方面因素。對於狹窄巷道來講，我個人有幾點建議：

第一，一定要實地勘察，紙上談兵好易出問題。巷道嘅實際情況可能同圖紙有好大差別。

第二，留足安全餘量，特別係對於啲地質條件複雜或者使用要求高嘅巷道。寧願保守啲，都好過出事後悔。

第三，考慮施工可行性，再好嘅設計如果施工難度太大，都係得個講字。要結合現場施工條件同工人技能水平來設計。

最後，與時俱進好重要，要不斷學習新技術、新材料，提升設計水平。好似香港而家推動金屬棚取代竹棚，我哋業界人士應該積極配合，共同提升行業安全水平。

常見問題解答

1. 金屬棚同竹棚主要區別係咩？

金屬棚同竹棚主要區別在於材料同性能。金屬棚具有更高嘅耐火性、穩定性同耐用性，但成本較高、重量較大。竹棚則具有輕便、靈活、成本低等優點，但耐火性較差。

2. 狹窄巷道金屬棚設計最需要考慮咩因素？

狹窄巷道金屬棚設計最需要考慮巷道斷面形狀同尺寸、地質條件、使用要求等因素。特別要注意巷道嘅寬度同高度限制，以及圍岩穩定性。

3. 金屬棚嘅使用壽命有幾長？

金屬棚嘅使用壽命取決於材料質量、施工質量、使用環境同維護狀況。一般來講，優質金屬棚在正常使用條件下可以有較長使用壽命，但需要定期檢查同維護。

4. 點樣判斷金屬棚係唔係需要更換？

當金屬棚出現明顯變形、裂紋、腐蝕或者連接件鬆動等情況時，可能需要更換。具體要由專業人員進行評估。

5. 香港對金屬棚有冇特別規管要求？

香港對建築棚架有相應嘅安全規管要求。大埔火災後，政府已經同業界商討推進以金屬棚架取代竹棚架嘅路線圖，預計未來對金屬棚嘅規管會進一步完善。