淺談頂管施工中偏差成因及糾偏措施

邊曉東

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，山西 太原 030032）

市政排水工程在不影響人們正常工作和生活的條件下，在有效工期內(nèi)順利的完成施工相當(dāng)困難。傳統(tǒng)的施工技術(shù)在施工時(shí)進(jìn)行大面積開挖會(huì)破壞城市現(xiàn)狀，對(duì)市民的生活出行帶來(lái)諸多不便。非開挖頂管在施工中保證原有路面和植被不被破壞，并且在不穩(wěn)定及飽和土層中以最小的破壞和最大的保護(hù)環(huán)境等方面解決了城市施工中的難題，為城市管道的鋪設(shè)提供了安全和質(zhì)量保證。

1 頂管施工概述

所謂頂管施工，即是在發(fā)送坑內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計(jì)的坡度頂入土中，并將土方運(yùn)走。一節(jié)管子完成頂進(jìn)之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進(jìn)，直至穿過(guò)土層推到接收坑。

圖1 頂管施工示意圖

2 頂管施工中產(chǎn)生偏差的主要原因

2.1 測(cè)量因素

由于在施工準(zhǔn)備工作、管子頂進(jìn)過(guò)程中頂進(jìn)測(cè)量、偏差校正操作等方面產(chǎn)生偏差。如果施工人員加以重視，并采取嚴(yán)格的檢查措施，上述原因產(chǎn)生的偏差是可以避免的。

2.2 設(shè)備的安裝精度

頂管施工質(zhì)量的好壞與設(shè)備的安裝精確度有直接的關(guān)系。導(dǎo)軌、千斤頂支架、靠背等設(shè)備必須安放準(zhǔn)確牢固，以保證頂管的順利進(jìn)行。導(dǎo)軌、后背墻、千斤頂?shù)陌惭b應(yīng)符合規(guī)范要求。千斤頂?shù)牟贾煤鸵簤合到y(tǒng)尤為重要。液壓系統(tǒng)不合理，會(huì)出現(xiàn)各千斤頂?shù)墓┯退俣炔灰恢?，?dǎo)致千斤頂頂出長(zhǎng)度的差異。

2.3 環(huán)境因素

頂管施工中管道周圍的土質(zhì)是不均勻的，作用在管壁上的土壓力也是不對(duì)稱的，施工時(shí)在頂管施工前，雖然得到了設(shè)計(jì)提供的地勘資料、也進(jìn)行地質(zhì)復(fù)查，但頂進(jìn)過(guò)程中仍不可避免遇到預(yù)想不到的地質(zhì)情況。最常見的是管道軸線向上彎曲和管道中間鼓肚現(xiàn)象

3 糾偏措施

3.1 頂管測(cè)量

1） 激光經(jīng)緯儀安裝于頂管坑后背處的頂管掘進(jìn)中心線上，激光經(jīng)緯儀的安裝必須保證頂進(jìn)過(guò)程中的穩(wěn)定。在掘進(jìn)機(jī)內(nèi)安裝有激光靶，激光束的照射角度與管道的設(shè)計(jì)坡度相一致，激光照射到光靶上形成一個(gè)激光點(diǎn)，機(jī)手根據(jù)激光點(diǎn)的位置變化確定掘進(jìn)機(jī)的方向變化。開始頂?shù)谝还?jié)管子時(shí)，每頂進(jìn)20-50cm/次，正常頂進(jìn)時(shí)，每頂進(jìn)1m/次。校正時(shí)，每頂進(jìn)50cm 即測(cè)量一次。

2） 高程測(cè)量：在工作坑內(nèi)引設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，停止頂進(jìn)，將激光水準(zhǔn)儀支設(shè)工作坑同內(nèi)，測(cè)量前端管底高程。同時(shí)，測(cè)首節(jié)管后端內(nèi)底高程，以控制坡度。工作井內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，以便閉合之用，經(jīng)常校水準(zhǔn)點(diǎn)，提高精度。

3） 一個(gè)管段頂完后，應(yīng)對(duì)中心和高程再作一次竣工測(cè)量，一個(gè)接口測(cè)一點(diǎn)，有錯(cuò)口的測(cè)兩點(diǎn)。

3.2 頂進(jìn)偏差的校正

事先應(yīng)檢查頂鐵安裝是否平直，以防頂進(jìn)時(shí)產(chǎn)生偏心荷載。頂進(jìn)利用千斤頂出，靠在后背不動(dòng)的情況下將被頂進(jìn)管子推向前進(jìn)。

管道頂進(jìn)過(guò)程中，遵循勤量測(cè)、勤糾偏、微糾偏的原則，當(dāng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)偏差在10～20mm 時(shí)，采用超挖糾偏法，即在偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，在偏向側(cè)不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加頂力后，使偏差回歸。糾偏校正應(yīng)緩緩進(jìn)行，使管子逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。

為有效控制地面出現(xiàn)沉降偏差，工具管必須始終切進(jìn)土內(nèi)，嚴(yán)禁超挖，以防止發(fā)生土體坍塌事故。

當(dāng)偏差大于20mm 時(shí)，采用千斤頂糾偏法，當(dāng)超挖糾偏不起作用時(shí)，用小型千斤頂頂在管端偏向的反側(cè)內(nèi)管壁上，另一端斜撐在有墊板的管前土壁上，支頂牢固后，即可施加頂力。同時(shí)配合超挖糾偏法，邊頂邊支，直至使偏差回歸。

調(diào)整千斤頂端面與后背墻擋板的夾角，改變頂進(jìn)方向，達(dá)到糾偏目的。調(diào)整最大角度宜為5°。

3.3 設(shè)備安裝精度

頂進(jìn)初始，導(dǎo)軌的安裝精度是導(dǎo)致偏差的決定性因素，要與管道中軸線相對(duì)稱，高程要靠上（0～3mm）。

靠背安放時(shí)必須精確測(cè)放，保證靠背和頂管軸線垂直。后靠背采用整體式鋼后背，直接靠在井壁上，安放時(shí)必須垂直于頂管軸線。

安放千斤頂時(shí)，千斤頂數(shù)量為偶數(shù)，設(shè)置在管道兩側(cè)，并與管中心左右對(duì)稱，每只千斤頂均應(yīng)與管軸線平行。且頂缸的合力點(diǎn)在頂管中心點(diǎn)以下R/2 處。

3.4 工具管進(jìn)洞、出洞

（1） 工具管進(jìn)洞時(shí)，要嚴(yán)格控制進(jìn)洞時(shí)的頂進(jìn)偏差。中心偏差不得大于20mm，高低偏差宜拋高5～10mm。掘進(jìn)機(jī)就位后，將機(jī)頭墊高5mm，保持出洞時(shí)掘進(jìn)機(jī)有向上的趨勢(shì)。若達(dá)不到上述要求，拉出工具管，作第二次進(jìn)洞。頂進(jìn)初始階段的頂進(jìn)質(zhì)量對(duì)后續(xù)頂進(jìn)的管道軸線等有重要的影響。

（2） 頂管工具頭進(jìn)洞時(shí)，在接收坑內(nèi)應(yīng)預(yù)先安置枕墊和滾筒。工具管距接收井洞口外壁還余300mm 時(shí)應(yīng)拆除洞口封門，快速推進(jìn)工具管進(jìn)入接收井。

3.5 頂管加固

進(jìn)行完以上階段的施工以后，應(yīng)該對(duì)放置好的頂管進(jìn)行加固，避免由于頂管出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。在進(jìn)行具體施工時(shí)，應(yīng)該采用膨潤(rùn)土泥漿置換以及在路面下的位置進(jìn)行補(bǔ)漿的施工方式，促使泥漿進(jìn)入路面下方的土體中，從而提升頂管與路面下方土體之間的緊密性，降低道路運(yùn)行給頂管造成的影響，確保頂管的穩(wěn)固性道路的安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

地下城市管網(wǎng)作為重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施之一，頂管施工技術(shù)的應(yīng)用可以提高施工的效率與質(zhì)量。通過(guò)對(duì)頂管過(guò)程中偏差產(chǎn)生的原因及糾偏措施的了解和認(rèn)識(shí)，能更有效控制油氣輸送管道施工質(zhì)量和工程進(jìn)度，做到安全、環(huán)保、適用，最大程度保證工程建設(shè)的順利開展。