淺談頂管工程施工偏差測量與糾偏

淺談頂管工程施工偏差測量與糾偏的監(jiān)控實踐摘要：

本文介紹手掘式直線頂管施工偏差測量與糾偏的限制工作問題以及解決這些問題的方法。

關(guān)鍵詞：

頂管偏差測量糾偏監(jiān)控結(jié)合本次市政工程二級建立師接著教化的聽課，同時結(jié)合本人施工管理的某污水處理廠穿XX河頂管工程的施工工作，淺談頂管工程施工偏差測量與糾偏的監(jiān)控實踐。頂管工作施工技術(shù)是一種對環(huán)境無公害的非開挖地下管線鋪設(shè)和穿越工程的施工技術(shù)，頂管施工方法許多，一般采納施工技術(shù)簡潔、放開的自然平衡的手掘式工具管頂管較多，不過無論采納何種頂管技術(shù)方法，均要進行頂管施工偏差測量與糾偏的監(jiān)控工作。而且可以說頂管施工偏差測量和糾偏工作是頂管施工成敗的重要環(huán)節(jié)，不行輕視。

從工程監(jiān)控的角度看，假如單純強調(diào)頂管施工偏差測量和糾偏，僅是施工質(zhì)量的被動限制，不過是頂管施工偏差已經(jīng)造成，通過測量得到偏差數(shù)值，實際偏差大于規(guī)范偏差允許值所進行的糾偏是迫不得已而為之。假如對頂管施工前就實行一些預(yù)控措施，進行主動限制，對預(yù)防頂管施工偏差和防止糾偏就非常重要了。

一、頂管施工質(zhì)量的預(yù)控措施

（一）要求承包單位在頂管施工前14天，依據(jù)管道所處的土層性質(zhì)、設(shè)計管道的直徑、長度、地下水位。地上、地下建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)位置、尺寸、高程狀況，編制頂管施工方案報監(jiān)理審查，報業(yè)主審定；

（二）對進場的施工隊伍、材料、頂進機具設(shè)備以及現(xiàn)場三通一同等施工條件進行審核，符合開工條件時同意開工；

（三）在熟識施工合同和頂管設(shè)計施工圖的基礎(chǔ)上，審查工作坑內(nèi)后背強度、頂管管口強度是否與頂管長度匹配；核查頂管段的水文地質(zhì)資料和巖土資料，是否有發(fā)生管內(nèi)涌水的可能，進行頂管段內(nèi)的地下障礙物的調(diào)查，以便實行必要的預(yù)控措施，對頂管施工的噪音、地面開裂或下沉的預(yù)控，確保頂管施工順當(dāng)和平安地進行；

（四）檢查為頂管安裝的導(dǎo)軌，能否保證頂管頂進方向是否堅固和正確，檢查兩根導(dǎo)軌內(nèi)距、坡度等偏差是否在規(guī)范允許范圍內(nèi)；

（五）在頂管施工偏差測量前，應(yīng)事先把工作井（坑）外坐標(biāo)和高程引測至測量平臺（在主油缸之間），利用全站儀測定在工作井壁上預(yù)留洞的磚墻上，精確放出頂管中心點和頂管外徑，吊工具管于導(dǎo)軌上，套上第一節(jié)鋼筋混凝土管推動至預(yù)留洞磚墻上，檢查頂管中線和管內(nèi)底高程，應(yīng)符合設(shè)計要求；

（六）手工掘進工具管段長度不宜過長，適合的長度L/D=1.0～1.5以內(nèi)，工具管過長會影響糾偏的靈敏度；

（七）頂管施工前應(yīng)調(diào)查分析頂管段的覆蓋土層厚度，假如土層小于2.0~2.5D（D是頂管直徑），頂管會向上彎曲，為此應(yīng)建議實行相應(yīng)措施。若頂管段的巖土勘察資料表明，地基土承載力低，應(yīng)要求實行地基加固，以盡可能解決首節(jié)頂管低頭和由此引起的后續(xù)頂管高程偏差較難限制的問題。

二、頂管施工偏差測量

在頂管施工偏差測量前，應(yīng)把地面限制點坐標(biāo)引測到工作井頂面定出上游點和下游點的坐標(biāo)，其兩點聯(lián)線即為頂管設(shè)計軸線，然后引測到工作坑底作為導(dǎo)軌軸線之用，至于高程偏差測量仍舊是把高程引測到上游點或下游點，再引測到井壁上，供測量高程偏差之用。

（一）頂管內(nèi)的軸線偏差測量

1、激光全站儀測軸線偏差

激光全站儀是將激光放射器與全站儀并聯(lián)后，固定于望遠鏡上，依據(jù)管線設(shè)計的坡度和方向，將放射器調(diào)整好，通過棱鏡將激光射入望遠鏡內(nèi)放射出去。同時在頂管內(nèi)立上裝有接收靶（靶上刻有尺度線），當(dāng)頂管軸線與設(shè)計坡度一樣時，投光點直射靶心，當(dāng)頂管軸線與設(shè)計坡度不一樣時，則投光點射在靶上的位置與中心點的偏心距即為偏差。偏差值干脆從靶上讀得。規(guī)范規(guī)定軸線偏差允許值小于50mm，值得留意的是，望遠鏡為正像時與正看的實物左右相符。望遠鏡為倒像時望遠鏡里的左偏，實際正看為右偏；望遠鏡里的右偏實際正看為左偏，見下圖：

光學(xué)全站儀測軸線偏差

當(dāng)頂管直徑大于或等于DN1200mm時，可采納光學(xué)全站儀來測量確定頂管施工軸線偏差。

將全站儀置于工作坑中測量平臺上，將儀器整平對中后，用望遠鏡豎絲對準(zhǔn)井上標(biāo)點，豎向移動至頂管內(nèi)，在工具管后端接縫處，放置有刻度的水準(zhǔn)管氣泡居中的一端頂在管內(nèi)壁的水平尺，用手電筒照耀，假如全站儀豎絲卡在水平橫尺中間點（即設(shè)計軸線圓心點）則偏差為零，當(dāng)望遠鏡為倒像時右偏讀數(shù)實為左偏值，假如是左偏讀數(shù)，實為右偏值。

3、無論用什么儀器測軸線偏差均要進行起止點坐標(biāo)閉合，閉合差在允許范圍內(nèi)（即水平角閉合差±60√n，長度相對閉合差L/1000）。

（二）管內(nèi)底高程的偏差測量

1、全站儀測量管內(nèi)底高程偏差，用常規(guī)方法測量，而且記數(shù)不受到頂管內(nèi)光線較暗的影響，其允許偏差20√D，D為距離值以km計）。

2、用水準(zhǔn)儀測管內(nèi)底高程偏差，按常規(guī)測高程的方法即可，要留意所測的導(dǎo)線高程必需閉合差在允許偏差范圍內(nèi)（即小于30√L，L導(dǎo)線長度km計）。

三、頂管施工偏差的過程限制

（一）編制頂管施工專項實施方案，明確工作程序，工作的重點，例如在工作坑安裝后背，安裝導(dǎo)軌以及吊裝第一根頂管就位頂管時，要進行旁站監(jiān)管，以及在頂管施工中每天要對頂進記錄進行檢查，發(fā)覺問題剛好探討解決。

（二）采納手工掘進時，工具管進入土層，在頂進10m范圍內(nèi)，每頂進500mm要測量其軸線和高程一次（允許偏差為軸線3mm，高程0～+3mm，如超過應(yīng)實行措施訂正），頂管進入土層后正常頂進時，每頂進1000mm要測量軸線和高程一次（允許偏差為軸線每節(jié)管50mm，管內(nèi)底高程+40mm，-50mm），并連續(xù)繪制工具管測點的行進軌跡，盡早駕馭偏差發(fā)展趨勢，不失時機地進行糾偏，避開頂管施工軸線上下左右過分彎曲。

四、頂管施工偏差的緣由分析

（一）工作坑內(nèi)導(dǎo)軌偏差；

（二）頂管段土層類型改變引起土層承載力改變；

（三）頂管段地下水狀況改變；

（四）頂管推動速度過快或過慢的影響；

（五）頂管施工方法不妥，或遇上軟土或流砂，使頂管施工產(chǎn)生偏差；

（六）頂管施工過程中遇著大石塊、樁基礎(chǔ)或其他障礙物，造成偏差；

（七）頂管長度越長，產(chǎn)生偏差的可能性增加；

（八）主油缸油封漏油，頂進力不均衡；

（九）后背墻變形嚴(yán)峻；

（十）頂鐵或頂環(huán)發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象。

五、頂管施工偏差的糾偏

（一）糾偏的起點：頂管施工軸線和高程偏差達到20mm時就應(yīng)偏差校正。

（二）挖土校正法：對于漸漸積累的偏差，可采納挖土方法訂正，即從頂管施工的高程偏差上看，頂管正偏差多挖，負(fù)偏差少挖或不挖；從頂管施工軸線偏差上看，偏差一側(cè)少挖，另一側(cè)多挖。挖土校正法適用于積累偏差30mm內(nèi)的糾偏和含水量低的粘性土類，或地下水位以上的砂土層中，或者說適用于開挖工作面土層是穩(wěn)定的土類。

（三）強制校正法1、工具管校正法

工具管靠尾部圓周勻稱布設(shè)四個校正千斤頂（糾偏油缸），糾偏油缸一端與工具管連接，另一端與后節(jié)鋼筋混凝土管的端面為后座，以調(diào)整工具管的方向。最大糾偏角度按接縫寬度不大于30mm為宜。

2、主壓千斤頂校正法

當(dāng)頂距較短（小于15m）時，如發(fā)覺管軸線有偏差，可以利用主壓千斤頂進行校正。例如：管軸線向右偏時，可將管口處右側(cè)的頂鐵比左側(cè)頂鐵加長10～15mm，當(dāng)千斤頂向前推動時，右側(cè)頂力大于左側(cè)，從而校正右側(cè)的偏差。

3、其他強制校正法在此不再說明。

六、舉例：

長沙市XX河9#井向11#井頂管工程，采納手掘放開式工具管施工方法，頂管為鋼筋混凝土管，DN1200mm，總頂管長度100m，如圖下圖所示：

在頂管施工過程中，實行了上述頂管施工質(zhì)量監(jiān)控的預(yù)控措施。如把綠景橋上的坐標(biāo)和高程引測到A9井底的測量平