手掘式直線頂管施工偏差測量與糾偏的監理實踐
發布時間：2010-01-14 共1頁
頂管工作施工技術是一種對環境無公害的非開挖地下管線鋪設和穿越工程的施工技術。頂管施工方法很多，一般采用施工技術簡單、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方法，均要進行頂管施工偏差測量與糾偏的監理工作。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節，不可輕視。
從工程監理的角度看，如果單純強調頂管施工偏差測量和糾偏，僅是施工質量的被動控制，不過是頂管施工偏差已經造成，通過測量得到偏差數值，實際偏差于規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控措施，進行主動控制，對預防頂管施工偏差和防止糾偏就十分重要了。
一、頂管施工質量監理的預控措施
（一）要求承包單位在頂管施工前14天，根據管道所處的土層性質、設計管道的直徑、長度、地下水位。地上、地下建筑物或構筑物的結構與基礎位置、尺寸、高程情況，編制頂管施工方案報監理審查，報業主審定
（二）對進場的施工隊伍、材料、頂進機具設備以及現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計施工圖的基礎上，審查工作坑內后背強度、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資料和巖土資料，是否有發生管內涌水的可能，進行頂管段內的地下障礙物的調查，以便采取必要的預控措施，對頂管施工的噪音、地面開裂或下沉的預控，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，檢查兩根導軌內距、坡度等偏差是否在規范允許范圍內；
（五）在頂管施工偏差測量前，應事先把工作井（坑）外坐標和高程引測至測量平臺（在主油缸之間），利用經緯儀測定在工作井壁上預留洞的磚墻上，準確放出頂管中心點和頂管外徑，吊工具管于導軌上，套上第一節鋼筋混凝土管推進至預留洞磚墻上，檢查頂管中線和管內底高程，應符合設計要求；
（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，工具管過長會影響糾偏的靈敏度；
（七）頂管施工前應調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，為此監理應建議采取相應措施。若頂管段的巖土勘察資料表明，地基土承載力低，應要求采取地基加固，以盡可能解決首節頂管低頭和由此引起的后續頂管高程偏差較難控制的問題。
二、頂管施工偏差測量
在頂管施工偏差測量前，應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，其兩點聯線即為頂管設計軸線，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）頂管內的軸線偏差測量
1、激光經緯儀測軸線偏差
激光經緯儀是將激光發射器與經緯儀并聯后，固定于望遠鏡上，按照管線設計的坡度和方向，將發射器調整好，通過棱鏡將激光射入望遠鏡內發射出去。同時在頂管內立上裝有接收靶（靶上刻有尺度線），當頂管軸線與設計坡度一致時，投光點直射靶心，當頂管軸線與設計坡度不一致時，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。規范規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
2、光學經緯儀測軸線偏差
當頂管直徑于或等于DN1200mm時，可采用光學經緯儀來測量確定頂管施工軸線偏差。
將經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，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壁的水平尺，用手電筒照射，如果經緯儀豎絲卡在水平橫尺中間點（即設計軸線圓心點）則偏差為零，當望遠鏡為倒像時右偏讀數實為左偏值，如果是左偏讀數，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（即水平角閉合差±60√n，長度相對閉合差L/1000）。
（二）管內底高程的偏差測量
1、全站儀測量管內底高程偏差，用常規方法測量，而且記數不受到頂管內光線較暗的影響，其允許偏差20√D，D為距離值以km計）。
2、用水準儀測管內底高程偏差，按常規測高程的方法即可，要注意所測的導線高程必須閉合差在允許偏差范圍內（即小于30√L，L導線長度km計）。
三、頂管施工偏差的過程控制
（一）編制頂管施工監理實施細則，明確監理工作程序，監理工作的重點，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，要進行旁站監理，以及在頂管施工中每天要對頂進記錄進行檢查，發現問題及時研究解決。
（二）采用手工掘進時，工具管進入土層，在頂進10m范圍內，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管50mm，管內底高程+40mm，-50mm），并連續繪制工具管測點的行進軌跡，盡早掌握偏差發展趨勢，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。
四、頂管施工偏差的原因分析
（一）工作坑內導軌偏差；
（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，使頂管施工產生偏差；
（六）頂管施工過程中遇著石塊、樁基礎或其他障礙物，造成偏差；
（七）頂管長度越長，產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）頂鐵或頂環發生扭曲變形現象。
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，偏差一側少挖，另一側多挖。挖土校正法適用于積累偏差30mm內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，另一端與后節鋼筋混凝土管的端面為后座，以調節工具管的方向。最糾偏角度按接縫寬度不于30mm為宜。
2、主壓千斤頂校正法
當頂距較短（小于15m）時，如發現管軸線有偏差，可以利用主壓千斤頂進行校正。例如：管軸線向右偏時，可將管口處右側的頂鐵比左側頂鐵加長10～15mm，當千斤頂向前推進時，右側頂力于左側，從而校正右側的偏差。
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
在頂管施工監理過程中，采取了上述頂管施工質量監理的預控措施。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，用經緯儀和水準儀施測，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，經昆明市政工程質監站在施工過程中的監督、檢查確認，工程質量達到設計和規范要求。
