頂管工作施工技術(shù)是一種對(duì)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)。頂管施工方法很多，一般采用施工技術(shù)簡(jiǎn)單、敞開的自然平衡的手掘式工具管頂管較多，不過無論采用何種頂管技術(shù)方法，均要進(jìn)行頂管施工偏差測(cè)量與糾偏的監(jiān)理工作。而且可以說頂管施工偏差測(cè)量和糾偏工作是頂管施工成敗的重要環(huán)節(jié)，不可輕視。
從工程監(jiān)理的角度看，如果單純強(qiáng)調(diào)頂管施工偏差測(cè)量和糾偏，僅是施工質(zhì)量的被動(dòng)控制，不過是頂管施工偏差已經(jīng)造成，通過測(cè)量得到偏差數(shù)值，實(shí)際偏差大于規(guī)范偏差允許值所進(jìn)行的糾偏是迫不得已而為之。如果對(duì)頂管施工前就采取一些預(yù)控措施，進(jìn)行主動(dòng)控制，對(duì)預(yù)防頂管施工偏差和防止糾偏就十分重要了。
一、頂管施工質(zhì)量監(jiān)理的預(yù)控措施
（一）要求承包單位在頂管施工前14天，根據(jù)管道所處的土層性質(zhì)、設(shè)計(jì)管道的直徑、長(zhǎng)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、高程情況，編制頂管施工方案報(bào)監(jiān)理審查，報(bào)業(yè)主審定；
（二）對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工隊(duì)伍、材料、頂進(jìn)機(jī)具設(shè)備以及現(xiàn)場(chǎng)三通一平等施工條件進(jìn)行審核，符合開工條件時(shí)同意開工；
（三）在熟悉施工合同和頂管設(shè)計(jì)施工圖的基礎(chǔ)上，審查工作坑內(nèi)后背強(qiáng)度、頂管管口強(qiáng)度是否與頂管長(zhǎng)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(jìn)行頂管段內(nèi)的地下障礙物的調(diào)查，以便采取必要的預(yù)控措施，對(duì)頂管施工的噪音、地面開裂或下沉的預(yù)控，確保頂管施工順利和安全地進(jìn)行；
（四）檢查為頂管安裝的導(dǎo)軌，能否保證頂管頂進(jìn)方向是否牢固和正確，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(cè)量前，應(yīng)事先把工作井（坑）外坐標(biāo)和高程引測(cè)至測(cè)量平臺(tái)（在主油缸之間），利用經(jīng)緯儀測(cè)定在工作井壁上預(yù)留洞的磚墻上，準(zhǔn)確放出頂管中心點(diǎn)和頂管外徑，吊工具管于導(dǎo)軌上，套上第一節(jié)鋼筋混凝土管推進(jìn)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(jì)要求；
（六）手工掘進(jìn)工具管段長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，適合的長(zhǎng)度L/D=1.0～1.5以內(nèi)，工具管過長(zhǎng)會(huì)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，如果土層小于2.0~2.5D（D是頂管直徑），頂管會(huì)向上彎曲，為此監(jiān)理應(yīng)建議采取相應(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)要求采取地基加固，以盡可能解決首節(jié)頂管低頭和由此引起的后續(xù)頂管高程偏差較難控制的問題。
二、頂管施工偏差測(cè)量
在頂管施工偏差測(cè)量前，應(yīng)把地面控制點(diǎn)坐標(biāo)引測(cè)到工作井頂面定出上游點(diǎn)和下游點(diǎn)的坐標(biāo)，其兩點(diǎn)聯(lián)線即為頂管設(shè)計(jì)軸線，然后引測(cè)到工作坑底作為導(dǎo)軌軸線之用，至于高程偏差測(cè)量仍然是把高程引測(cè)到上游點(diǎn)或下游點(diǎn)，再引測(cè)到井壁上，供測(cè)量高程偏差之用。
（一）頂管內(nèi)的軸線偏差測(cè)量
1、激光經(jīng)緯儀測(cè)軸線偏差
激光經(jīng)緯儀是將激光發(fā)射器與經(jīng)緯儀并聯(lián)后，固定于望遠(yuǎn)鏡上，按照管線設(shè)計(jì)的坡度和方向，將發(fā)射器調(diào)整好，通過棱鏡將激光射入望遠(yuǎn)鏡內(nèi)發(fā)射出去。同時(shí)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(jì)坡度一致時(shí)，投光點(diǎn)直射靶心，當(dāng)頂管軸線與設(shè)計(jì)坡度不一致時(shí)，則投光點(diǎn)射在靶上的位置與中心點(diǎn)的偏心距即為偏差。偏差值直接從靶上讀得。規(guī)范規(guī)定軸線偏差允許值小于50mm，值得注意的是，望遠(yuǎn)鏡為正像時(shí)與正看的實(shí)物左右相符。望遠(yuǎn)鏡為倒像時(shí)望遠(yuǎn)鏡里的左偏，實(shí)際正看為右偏；望遠(yuǎn)鏡里的右偏實(shí)際正看為左偏，見下圖：
2、光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)軸線偏差
當(dāng)頂管直徑大于或等于DN1200mm時(shí)，可采用光學(xué)經(jīng)緯儀來測(cè)量確定頂管施工軸線偏差。
將經(jīng)緯儀置于工作坑中測(cè)量平臺(tái)上，將儀器整平對(duì)中后，用望遠(yuǎn)鏡豎絲對(duì)準(zhǔn)井上標(biāo)點(diǎn)，豎向移動(dòng)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，用手電筒照射，如果經(jīng)緯儀豎絲卡在水平橫尺中間點(diǎn)（即設(shè)計(jì)軸線圓心點(diǎn)）則偏差為零，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡為倒像時(shí)右偏讀數(shù)實(shí)為左偏值，如果是左偏讀數(shù)，實(shí)為右偏值。
3、無論用什么儀器測(cè)軸線偏差均要進(jìn)行起止點(diǎn)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(zhǎng)度相對(duì)閉合差L/1000）。
（二）管內(nèi)底高程的偏差測(cè)量
1、全站儀測(cè)量管內(nèi)底高程偏差，用常規(guī)方法測(cè)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(jì)）。
2、用水準(zhǔn)儀測(cè)管內(nèi)底高程偏差，按常規(guī)測(cè)高程的方法即可，要注意所測(cè)的導(dǎo)線高程必須閉合差在允許偏差范圍內(nèi)（即小于30√L，L導(dǎo)線長(zhǎng)度km計(jì)）。
三、頂管施工偏差的過程控制
（一）編制頂管施工監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，明確監(jiān)理工作程序，監(jiān)理工作的重點(diǎn)，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(shí)，要進(jìn)行旁站監(jiān)理，以及在頂管施工中每天要對(duì)頂進(jìn)記錄進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)研究解決。
（二）采用手工掘進(jìn)時(shí)，工具管進(jìn)入土層，在頂進(jìn)10m范圍內(nèi)，每頂進(jìn)500mm要測(cè)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)采取措施糾正），頂管進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時(shí)，每頂進(jìn)1000mm要測(cè)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(cè)點(diǎn)的行進(jìn)軌跡，盡早掌握偏差發(fā)展趨勢(shì)，不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行糾偏，避免頂管施工軸線上下左右過分彎曲。
四、頂管施工偏差的原因分析
（一）工作坑內(nèi)導(dǎo)軌偏差；
（二）頂管段土層類型變化引起土層承載力變化；
（三）頂管段地下水狀況變化；
（四）頂管推進(jìn)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(zhǎng)度越長(zhǎng)，產(chǎn)生偏差的可能性增加；
（八）主油缸油封漏油，頂進(jìn)力不均衡；
（九）后背墻變形嚴(yán)重；
（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(diǎn)
頂管施工軸線和高程偏差達(dá)到20mm時(shí)就應(yīng)偏差校正。
（二）挖土校正法
對(duì)于逐漸積累的偏差，可采用挖土方法糾正，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(qiáng)制校正法
1、工具管校正法
工具管靠尾部圓周均勻布設(shè)四個(gè)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)節(jié)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(shí)，如發(fā)現(xiàn)管軸線有偏差，可以利用主壓千斤頂進(jìn)行校正。例如：管軸線向右偏時(shí)，可將管口處右側(cè)的頂鐵比左側(cè)頂鐵加長(zhǎng)10～15mm，當(dāng)千斤頂向前推進(jìn)時(shí)，右側(cè)頂力大于左側(cè)，從而校正右側(cè)的偏差。
3、其他強(qiáng)制校正法在此不再說明。
六、舉例：
昆明市××河A9井向A11井頂管工程，采用手掘敞開式工具管施工方法，頂管為鋼筋混凝土管，DN1500mm，總頂管長(zhǎng)度190m，如圖下圖所示：
在頂管施工監(jiān)理過程中，采取了上述頂管施工質(zhì)量監(jiān)理的預(yù)控措施。如把綠景橋上的坐標(biāo)和高程引測(cè)到A9井底的測(cè)量平臺(tái)，要求測(cè)量偏差在允許范圍內(nèi)，用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀施測(cè)，對(duì)軸線偏差和高程偏差及時(shí)糾偏；對(duì)工作坑后背安裝，導(dǎo)軌安裝以及第一根頂管就位起進(jìn)行旁站監(jiān)理，認(rèn)真分析頂管施工偏差的影響因素，找出對(duì)策，勤檢查，勤糾偏，使此頂管段高程合格率為89%，軸線偏差25mm的效果，經(jīng)昆明市政工程質(zhì)監(jiān)站在施工過程中的監(jiān)督、檢查確認(rèn)，工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
