淺談頂管工程施工偏差測量與糾偏的監(jiān)理實踐

  

 

  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)。頂管施工方法很多，一般采用施工技術(shù)簡單、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，均要進行頂管施工偏差測量與糾偏的監(jiān)理工作。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)，不可輕視。 

  從工程監(jiān)理的角度看，如果單純強調(diào)頂管施工偏差測量和糾偏，僅是施工質(zhì)量的被動控制，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。如果對頂管施工前就采取一些預(yù)控措施，進行主動控制，對預(yù)防頂管施工偏差和防止糾偏就十分重要了。 

 

（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、高程情況，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)場三通一平等施工條件進行審核，符合開工條件時同意開工； 

（三）在熟悉施工合同和頂管設(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，以便采取必要的預(yù)控措施，對頂管施工的噪音、地面開裂或下沉的預(yù)控，確保頂管施工順利和安全地進行； 

（四）檢查為頂管安裝的導軌，能否保證頂管頂進方向是否牢固和正確，檢查兩根導軌內(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）外坐標和高程引測至測量平臺（在主油缸之間），利用經(jīng)緯儀測定在工作井壁上預(yù)留洞的磚墻上，準確放出頂管中心點和頂管外徑，吊工具管于導軌上，套上第一節(jié)鋼筋混凝土管推進至預(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，如果土層小于2.0~2.5D（D是頂管直徑），頂管會向上彎曲，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。 

 

  在頂管施工偏差測量前，應(yīng)把地面控制點坐標引測到工作井頂面定出上游點和下游點的坐標，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軌軸線之用，至于高程偏差測量仍然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、激光經(jīng)緯儀測軸線偏差 

  激光經(jīng)緯儀是將激光發(fā)射器與經(jīng)緯儀并聯(lián)后，固定于望遠鏡上，按照管線設(shè)計的坡度和方向，將發(fā)射器調(diào)整好，通過棱鏡將激光射入望遠鏡內(nèi)發(fā)射出去。同時在頂管內(nèi)立上裝有接收靶（靶上刻有尺度線），當頂管軸線與設(shè)計坡度一致時，投光點直射靶心，當頂管軸線與設(shè)計坡度不一致時，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： 

  2、光學經(jīng)緯儀測軸線偏差 

  當頂管直徑大于或等于DN1200mm時，可采用光學經(jīng)緯儀來測量確定頂管施工軸線偏差。 

  將經(jīng)緯儀置于工作坑中測量平臺上，將儀器整平對中后，用望遠鏡豎絲對準井上標點，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（即設(shè)計軸線圓心點）則偏差為零，當望遠鏡為倒像時右偏讀數(shù)實為左偏值，如果是左偏讀數(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、用水準儀測管內(nèi)底高程偏差，按常規(guī)測高程的方法即可，要注意所測的導線高程必須閉合差在允許偏差范圍內(nèi)（即小于30√L，L導線長度km計）。 

 

（一）編制頂管施工監(jiān)理實施細則，明確監(jiān)理工作程序，監(jiān)理工作的重點，例如在工作坑安裝后背，安裝導軌以及吊裝第一根頂管就位頂管時，要進行旁站監(jiān)理，以及在頂管施工中每天要對頂進記錄進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時研究解決。 

（二）采用手工掘進時，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)采取措施糾正），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，盡早掌握偏差發(fā)展趨勢，不失時機地進行糾偏，避免頂管施工軸線上下左右過分彎曲。 

 

（一）工作坑內(nèi)導軌偏差； 

（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）后背墻變形嚴重； 

（十）頂鐵或頂環(huán)發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象。 

 

（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 

  工具管靠尾部圓周均勻布設(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)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 

  當頂距較短（小于15m）時，如發(fā)現(xiàn)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，當千斤頂向前推進時，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： 

  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和高程引測到A9井底的測量平臺，要求測量偏差在允許范圍內(nèi)，用經(jīng)緯儀和水準儀施測，對軸線偏差和高程偏差及時糾偏；對工作坑后背安裝，導軌安裝以及第一根頂管就位起進行旁站監(jiān)理，認真分析頂管施工偏差的影響因素，找出對策，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，工程質(zhì)量達到設(shè)計和規(guī)范要求。