浅谈顶管施工中偏差成因及纠偏措施

浅谈顶管施工中偏差成因及纠偏措施

摘要在油气管道工程顶管施工中，由于人为因素、设备安装、土质变化等因素的影响，会在施工中出现管道偏差的现象。此时施工中的纠偏工作就显得格外重要，其关系到整个管道的施工质量和进度。本文结合国内油气管道施工及工程经验，对顶管施工中管道产生偏差的原因及纠偏控制的一些措施进行分析。

关键词顶管施工偏差纠偏

0引言

目前，在长输管道工程施工中由于大开挖施工占地面积大，影响环境、交通，因此顶管施工常用于非开挖管道施工。高石001-H2井地面集输工程是蜀南气矿开发建设的集输管道工程，穿越G319国道（桩号为H2-29～H2-30），设计要求通过顶管方式施工，因此顶管施工成为管道施工的工序之一，保障施工质量和进度成为了关键。

1顶管施工定义

所谓顶管施工，即是在发送坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶进之后，再下第二节管子继续顶进，直至穿过土层推到接收坑。

2顶管施工中产生偏差的原因

2.1人为因素

由于在施工准备工作、管子顶进过程中设备安装、管子的选择、操作等方面产生偏差。如果施工人员加以重视，并采取严格的检查措施，上述原因产生的偏差是可以避免的。

2.1.1刃脚的安装误差

如果刃脚安装存在误差，会造成顶进施工刚开始就出现偏差。所以对安装后的刃脚，一定要严格按设计要求进行验收。

图2 刃脚的安装形式示意图

2.1.2管子的外形尺寸

在向发送坑内下管前要认真检查管子，管端面的倾斜度一定要符合管材验收规范（JCT640-2010 6.3.7），验收不合格的管子做好标记进行隔离，禁止使用。

2.1.3设备的安装精度

导轨、后背墙、千斤

顶的安装应符合规范要求。

千斤顶的布置和液压系统

尤为重要。液压系统不合

理，会出现各千斤顶的供

油速度不一致，导致千 管子 图3 导轨调校

斤顶顶出长度的差异。布置千斤顶时要与管道中轴线相对称，高程要靠下方（0～5mm）。顶铁安装时，要使着力点通过管壁的中心线，顶铁的数量尺寸要对称、长度相同。顶进初始，导轨的安装精度是导致偏差的决定性因素，要与管道中轴线相对称，高程要靠上（0～3mm）。

2.1.4人工操作的超挖

顶进管子的方向和高程的控制，主要取决于挖土操作，工作面上挖土不但影响顶进效率，更重要影响质量，所以必须要对挖土严格要求。在管道下方的135°位置不宜超挖，一经超挖改变了管道下方土质结构、承载力，由于管子自身重力会改变管道的高程，不易进行纠偏。

2.2环境因素

顶管施工中管道周围的土质是不均匀的，作用在管壁上的土压力也是不对称的，故施工时尽量选择在土质均匀的土层中施工。在顶管施工前，虽然得到了设计提供的地勘资料、己方也进行地质复查，但顶进过程中仍不可避免遇到预想不到的地质情况。

实际施工中往往遇到这种情况，在管子顶进过程中，管子容易产生偏移误差。管道周围土体承载力和土压力对于管道施工至关重要，因为在顶进过程中难免发生轴线偏移现象。如果管道周围的土体能够提供较大的反作用力，则管道不易发生较大偏移；如果周围土体属于软土质或不均匀土质，则管道很容易因受力不均匀、土的承载能力不足造成较大偏移。同时，管道上方的覆盖土过薄也很容易因管顶土压力不足造成偏移，最常见的是管道轴线向上弯曲和管道中间鼓肚现象。

图4 管道未发生偏移时受土压力示意图5管道发生偏移时受土压力示意

3纠偏措施

在顶管施工过程中，由于人为和环境因素的影响，施工过程中有偏差的存在是不可避免的，就需要我们在出现偏差之后采取纠偏措施。

3.1挖土纠偏

发现存在偏差，进行一侧超挖，一侧欠挖的形式增减挖土量改变在顶进过程中的受力方向，达到纠偏目的，做到“勤顶、勤测、勤纠”的原则。该方法适合于管道偏差较小的情况，一般偏差为10～20mm。3.2外加力纠偏

使用楔形方木或锻件在管子偏离中心一侧的壁上，利用千斤顶给管子加力，利用顶进时对管子作用的分力，使管子的方向得到校正。一般适用于偏差大于20mm的情形。

3.3调整顶进方向纠偏

调整千斤顶端面与后背墙挡板的夹角，改变顶进方向，达到纠偏目的。调整最大角度宜为5°。

F1=F2F

1

≠F2

以上纠偏措施，应采取逐步顶进逐步纠偏，限制每一次纠偏量，禁止一次纠偏量过大，防止反向偏差产生。

4结束语

近年来，顶管技术日趋成熟，顶进速度不断提高，得到了越来越广泛的应用。通过对顶管过程中偏差产生的原因及纠偏措施的了解和认识，能更有效控制油气输送管道施工质量和工程进度，做到安全、环保、适用。同时为今后类似工程施工提供借鉴。

参考文献：

［1］《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2015;

［2］《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JCT640-2010;

［3］《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会2006；

［4］何大鹏陈磊顶管施工工艺及质量控制［C］ 2010。