頂管施工過程的技術控制及監(jiān)控措施

1、頂管施工過程的技術控制及監(jiān)控措施摘要：隨著經濟和城市建設的發(fā)展，城市基礎設施的日趨完善，城市優(yōu)質道路的形成以及各種地下管線中的煤氣、熱力、電力、給排水管道等的交錯復雜、相互影響，因而對地下管線的敷設提出了較高要求。本文根據(jù)施工管理經驗對頂管工程在施工過程的技術控制及監(jiān)控措施作詳細論述。關鍵詞：頂管施工； 技術控制；監(jiān)控措施頂管施工技術是繼盾構施工之后發(fā)展起來的一種地下施工方法，它是一種快速和經濟的地下施工方法。然而在施工工程中由于多方面的因素，影響地面建筑物及構筑物，使出現(xiàn)裂縫、沉降等現(xiàn)現(xiàn)象。如何采取有效措施進行控制及監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題采取糾正，避免造成更大的損失，是施工過程中的重要環(huán)節(jié)。 一

2、、頂管施工技術概述 傳統(tǒng)的明挖施工法(即挖溝、埋管、砌筑、回填)常常會破壞道路，而且施工經常遇到地上障礙物、地下管線，導致工程無法實施，在傳統(tǒng)明挖施工法無法施工的場合，非開挖施工法卻不受影響，可以十分迅速地從其下方鋪設，特別是在交通繁忙、居民稠密、商業(yè)密布的城市中心地區(qū)，以及舊城改造和城市擴展工程中，非開挖施工已成為城市基礎設施建設中一種不可缺少的施工方法，且應用越來越多。 非開挖技術是指在地表不開槽的條件下鋪設，更換或修復各種地下管線的施工新技術。而頂管法又是非開挖施工中用的較多的一種方法。所謂頂管法施工，即是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度

3、頂入土中，并將土方運走，一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進。 近幾十年來隨著施工技術和施工機械的研制和發(fā)展，如各種導向儀、鉆進系統(tǒng)、挖掘機械的出現(xiàn)，中繼間的應用，觸變泥漿減阻的使用，使得長距離頂管、曲線頂管、水下頂管、小口徑頂管成為可能，且足以適應各種土質條件和施工環(huán)境，目前正在開發(fā)更先進的技術，以實現(xiàn)施工完全自動化并減少棄土的產生，頂管施工已顯出了越來越多的優(yōu)越性，原本作為特殊施工法的頂管技術現(xiàn)已成為普通施工方法被廣泛應用。頂管施工技術適于非巖性土層，在巖石層、含水層施工難度大；管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物的情況；街道狹窄、兩側建筑物多的情況；在交通量大的市區(qū)街道施工，管道

4、既不能改線，又不能斷絕交通的情況；現(xiàn)場條件復雜，與地面工程交叉作業(yè)，相互干擾，易發(fā)生危險時；管道扭土較深，開槽土方盤大，并需要支扭時。 二、頂管施工過程中引起地面變化的因素及其技術控制措施 頂管施工過程中，引起地面變化的主要因素有：1)地下水的損失；2)頂管引起土的損失；3)工具管在頂進運動過程中對土的作用力。所以，要控制頂管對地面的沉降影響，實際上就是要做好上述三個因素的控制。因此，頂管施工過程中的技術控制將著重點從以上三個因素著手來進行，下面以筆者在實踐工作中某頂管工程作為實例。 地下水損失的控制：在泥水平衡頂管施工過程中，造成地下水的損失主要有兩個方面：1)頂管工作井和頂管洞口處漏水。針

5、對這個問題，在再次頂管前，對整個工作井進行細致的檢查，對于工作井不密封漏水，造成地下水損失的，將采用堵漏靈和堵漏膨脹劑進行堵漏，保證整個工作井沒有漏水滲水。2)頂管過程中機頭前端泥水倉水壓力小于地下水的壓力，造成抽水時地下水水的損失。由于工程中本段頂管的深度約為9米。根據(jù)本地區(qū)地下水大概為路面以下0.5米的實際情況，即地下水對機頭泥水倉的水壓為8.5m高度，考慮到泥水倉的泥水壓力在正常的情況下不大于1.2倍地下水壓時地面基本不冒漿，所以這個時候為了保證路面不冒漿，同時地下水位不由于排泥漿而出現(xiàn)地下水損失，所以這個時候機頭泥水倉的泥水壓力要控制在0.11-0.15mpa之間。 頂管引起土的損失的

6、控制。在泥水平衡頂管施工過程中，造成土體損失的主要有兩個方面：1)頂管機頭前端泥水倉的泥水壓力較小，引起機頭前端泥土塌方，引起頂管泥土損失；所以在頂管施工過程中要時刻注意保持好機頭前端泥水倉的泥水壓力。2)管道頂進時由于管道的運動對管道周邊泥土產生摩擦力，從而帶動管道周邊土體向前運動，產生土體損失。針對這個情況，我們要采取有效的措施，盡量減小管道與周邊泥土的摩擦力，所以在頂管的過程中，要做好潤滑泥漿的注漿工作，使?jié)櫥酀{在管道周圍形成了一個泥漿潤滑套。這樣可以最大程度減少管道運動摩擦力，減小管道運動造成土體的損失。3)由于頂管過程中產生偏位，糾偏后造成土體的超挖，形成土體損失。為此，在頂管施工

7、的過程中，要適當控制好頂管的速度，使工具管刀盤在各種不同的土質截面上有適當?shù)目臻g和充分的調整時間，不致于產生偏位。對于微小的偏位，操作人員要對機頭及時進行糾偏工作，把管道的偏位控制在2cm的范圍內，盡量減少由于糾偏對土體產生的損失。 工具管在頂進過程中對土體的作用力。在管道頂進過程中，工具管在千斤頂?shù)淖饔孟聦ζ淝胺降耐馏w產生了作用力，引起機頭前端土體的重新組合和隆起。要控制好這個因素，就必須在頂管過程中時刻注意觀察機頭的土壓力的變化情況，（可以看操作平臺上顯示的機頭土壓力表)因為頂管的深度約為9米，所以土體對機頭的主動土壓力壓強約為0.15-0.2mpa之間，（由于土質的變化，土體對機頭的主動

8、土壓力也有所不同)所以在頂進的過程中，要時刻注意保持土壓力表的讀數(shù)為0.15-0.2mpa，不得過大或者過小，否則就會造成土體的損失或土體的隆起。 三、頂管引起地面沉降的監(jiān)控措施 為了及時了解到頂管對地面產生的影響程度，對是否繼續(xù)頂管做出科學的預測和判斷，將嚴格對整個頂管路段進行嚴密的監(jiān)測。其監(jiān)控布控點可如下圖分布所示： 以上以頂管軸線為Y軸，以其截面為x軸來表示點的位置如房屋這邊的點的編號分別為：3-5點、3-4點、3-3點、3-2點、3-1點。 為了保證頂管過程中能夠對地面的沉降情況有一個及時準確的了解，所以在頂管過程中要求每兩個小時對以上的布控點坐一次測量。當軸線點的沉降大于15mm，

9、2號軸線或者4號軸線出現(xiàn)大于10mm時應該馬上報告，當房屋上的 3號軸線的沉降大于5mm的，應該馬上報告，并分析原因。施工單位必須每天把地面沉降的真實情況實際公布。 四、組織保障技術控制和監(jiān)控組織小組的成立 為了保證頂管施工能夠順利進行，施工單位應專門成立一個監(jiān)控小組，小組人員由項目經理任組長，施工技術管理人員負責對機頭倉泥水壓力讀數(shù)和控制好機頭土壓力，做好軸線偏移量和地面高程的沉降觀測和記錄，當偏移量大于1cm的時候馬上向井長提出警報，大于2cm的時候要求停工并報告，地面的允許沉降值也按以上的規(guī)定進行，當超過規(guī)定的時候就馬上停工。組員包括頂管的井長和開機的操作手，形成豎直管理鏈，其管理結構如下所示： 操作人員必須聽從命令，頂管過程中發(fā)生非常態(tài)狀況，施工技術管理人員立即叫停止頂管作業(yè)，待排除隱患，恢復常態(tài)后才可繼續(xù)施工。所有的監(jiān)控人員在輪班的時候要做好書面上的交底工作。 五、結語 頂管法施工作為一種非開挖鋪設地下管網施工方法，與其它施工方法比，有比較大的優(yōu)勢，但也有比較多的缺點比如說施工進度還不夠快施工受地質件的影響很大。隨著我國城市化的發(fā)展機械頂管的發(fā)展，它的技術將越來