顶管施工中关键技术的控制措施

顶管施工中关键技术的控制措施

摘要:本文针对在管道建设中的顶管施工应用技术及其控制方式进行总结、分析并进行探讨。

关键词:顶管施工顶进方式技术控制

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

一、顶管施工概要分析

（一）工作坑的设置及管道顶进方式的选择

在顶管施工中不需开挖地面但需开挖工作坑及接收坑。按结构工作坑可分为钢筋混凝土坑、钢板桩坑、地下连续墙坑等。在设计工作坑时优先考虑的是钢筋混凝土坑，它施工方法简单、造价低、作业强度较小。而钢板桩坑施工成本低、构筑也比较容易，并且施工速度也快,施工时采用此方法也较为普遍。但当施工时所顶管子管径很大，且埋深也大时,更多采用的是地下连续墙坑。

（二）顶管出洞技术

顶管出洞技术是指施工从安放好在工作井里的第一节管从井中破门入土的过程阶段。这一过程的关键是管线放线、导轨铺设、洞口止水和穿墙等工作措施。顶管管线放线准确是保证工具管按设计要求顺利进洞的重要环节,达到符合施工质量的要求，如果顶管管线放线不准确就会造成顶管轴线偏差,使工程进度和工程质量受到影响,且损坏设备造成较大的经济损失。铺设土坑导轨是为安装在工作井内的管子出洞提供基准的设备。导轨具有坚固、挺直,管子压上去不变形等特征。在顶管工程中进出洞口应充分考虑其安全、可靠性。当工作坑中的出洞进行顶管时,当出洞安全又顺利,顶管施工就已成功一半。因此应对洞口土体进行加固采取措施确保使进出洞工作顺利开展。

二、顶管施工技术

在选择工作坑时要选择便于排水、出土和运输，与电源和水源较近，在单向顶进时宜在下游一侧利于坑壁土体作后背。当开挖工作坑时要按设计施工规定进行支护，支撑要符合运土、提吊管件以及机具设备等的要求。若后背为千斤顶的支撑结构时要有足够的强度和刚度，保持压缩变形的均匀。工作坑底要根据土质、管子重量和地下水的情况做好基础设施，防止工作坑的下沉，致使管子顶进位置产生偏差。要保证两导轨的顺直、平行、等高等条件，它的纵坡与管道设计坡度要保持完全一致。导轨安装的允许偏差值的范围：轴线位置为3mm；顶面高程为0～+3mm；两轨内距为±2mm。安装后的导轨要牢固不可在使用中产生位移且随时检查校核。千斤顶要固定在支架上且与管道中心保持垂线对称，它的合力点要保持在管道中心的垂直线上。当一开始顶进时要缓慢进行，等到各部位

接触点密合后再使用正常顶进速度进行顶进，手工掘进顶管时要注意下面几个问题：当首管节接触或切入土层之后要自上而下分层开挖；首管节迎面的超挖量应根据土质条件确定；在允许超挖的稳定土层中正常顶进时管下部135。范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5cm;管。

三、顶管施工关键技术控制

（一）测量方法与方向控制

工线形控制包括测量的方法、测量设备、测量与方向控制要点、曲线顶管的测量和曲线顶管管缝控制等技术。采用坐标法设计给出的工作井、接收井中心的坐标,根据坐标采用导线法将直线顶管部分控制在工作井上。当顶管顶进时在机头的中心部分设定一个光靶,根据光靶数据传输即可知道目前机头的方位。当使用全站仪测出曲线顶管部分的工作井、圆心坐标、接收井坐标及曲线半径的机头光耙的坐标时,便可得知机头偏差情况。顶进的测量与方向的控制主要是采用全站仪及激光经纬仪和水准仪测量。如果顶进距离长观察有困难时,可采用自动跟踪仪测量。再通过油缸进行纠编。测量与方向控制及其要点有：做好原始记录，制定放样复核制度。在施工顶进前，要严格遵守放样复测制度,确保测量数据万无一失。放置在工作井后方的仪座在顶进时为防止其移位和变形,要定时复测且及时调整。在顶进纠偏时，要做到勤测量、多微调且设置偏差警戒线,纠偏角度保持在10′~20′,不得大于1°。在初始推进阶段,方向由主顶油缸控制。即要减慢主顶推进速度,又要不断地调整油缸编组和机头纠偏。在开始顶进前，要制定坡度，对每米、每节管的位置、标高要认真确定,达到符合设计坡度要求和质量的标准。

（二）曲线顶管测量与管缝控制

曲线顶管的测量工作是整个顶管工程质量的保障,它直接影响到管线线形的平顺及顶管实施的贯通,因此要确保无误。顶管施工测量包括高程测量、左右偏差测量。高程测量是在地面上永久性水准引测至井边,然后通过垂直吊钢尺测量引至井下,再设置临时水准点,且在管道内设水准仪用以测量机关内的标靶,得到机头高程偏差的数据信息。左右偏差测量是在直线顶管中设置一个激光经纬仪在后座上,通过视屏直接看机头内的标靶得知左右偏差,而曲线顶管则因为管线的弧形线形因素,后座内激光经纬仪不能标靶。若想得知左右偏差需在管道内布置移动测站。曲线顶管管缝控制趋于关键的地位,因为，假设管缝张不开就形不成曲线；管缝张开过大,又造成顶管偏差或超标,尤其是软土中的顶管,当管缝形成时,一但纠偏控制不好,造成缝越来越大,虽然可通过千斤顶纠偏,但假设偏差纠不回来时顶管线形成蛇形且最大偏差点超过规范允许范围,遇见地下水丰富的地方会造成危险。要把管外最大开口间隙控制在20 mm以内,防止管接口的张缝过大造成渗漏。在顶管时要由专人负责测量机头和第一节混凝土管左右两边的管缝,并且坚持控制原则，严格做好记录,每次纠偏前后要认真地进行实测,一但发现超出规定现象时要停止顶管,讨论、研究后做出相应的对策再进行顶进工作。

四、顶进纠偏措施

对利用顶管机倾斜仪对机头折角、倾斜仪基数和走动趋势以及前后尺读数的比较、机尾处地面沉降量等进行测量所提供的数据再进行分析。对大于0.5°以上的纠偏要做到尽量防止和避免且慎重讨论,必要时要重新在非重要地段进行测量并进一步加强控制与观测。进行纠偏动作后如果未发生折角变动时应该立即停止顶进工作并且会同电工、机修工一道对电路和液压管路进行排查,及时排除故障,防止轴线超出偏差范围现象发生。在顶进过程中的纠偏可采用调整纠偏千斤顶的方法,在进行纠偏的操作后,可采用管道左则千斤顶左伸右缩的方法,假如有高程和方向偏差同时出现现象发生,要先纠正偏差大的一面。假如有较大偏差的现象发生时，要根据实际情况分析其发展趋势,并采取分层次地逐步地进行纠偏工作,要做到勤调微纠原则,假如偏差超过规范标准,要及时停止顶进工作,并讨论研究对策进行实时有效措施,再进行顶进工作。

参考文献

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水，2009,25(6).

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