深基坑顶管测量控制技术研究

李侠

摘要：钢管在顶进施工过程中，顶管机不断向前移动并转轴，管内固定导线点并不是固定的，导线数据随钢管移动而变化，导致测量数据无法检核，测量控制工作时间长、难度大、频率高，成果无法重复使用。测量控制过程受到沉井内径限制极大，需要高精度测量短边基线方位以及实施高精度洞内控制测量。本为主要研究深基坑顶管施工工艺，施工测量控制方法以及存在的主要问题，提出了一些解决的深基坑施工主要措施。

关键词：顶管施工;测量控制;顶管工程;深基坑控制

前  言

深基坑顶管项目的风险性高、关键环节多、控制要点多综合性较大的工程项目。确保深基坑安全性能好坏的主要手段是施工过程中的控制措施好坏，控制措施与项目管理制度、管理措施与手段、技术设计水平、测量控制技术有直接关系，当然其质量控制还需要监理、设计者、业主等多方面控制手段共同完成。施工过程还要考虑地质条件、施工技术水平，经济支持、施工组织设计等重要因素，这样多种因素综合考虑才能确保深基坑顶管施工的安全以及周围环境的安全。但是在施工中关键环节是测量控制技术，测量控制技术直接影响施工效果以及施工效率。

一、顶管工程施工工艺

深基坑顶管方案设计师应该充分考虑到多方面因素，在深基坑顶管施工前，必须要弄清顶管处的地质情况，当遇到障碍物时要有充分而可靠的应急解决方案。该方法施工主要是机械顶管施工方法。在施工过程中利用机械对钢管进行顶进施工，管头挖掘可以采用人工或机械进行施工。该方法适用于地下水位以上黄土地层、软土地层、地下水位以下强风岩地层;该方法施工特点是施工成本低，在顶进过程中如遇前方障碍物可立即采用人工方式排除;其缺点是顶进管径应大于1m，否则不便于人员进出，顶进距离不宜过长。

1.顶管工作井施工

井内设集水坑，便于抽排积水;后靠背设置，工作井基础设定后，根据管道走向设置后靠背;导轨安装，导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量有较大的影响，因此导轨安装依据管径大小、管道坡度、顶进方向确定，顶进方向必须平直，标高、轴线准确。导轨可用轻型钢轨制作;顶进设备采用千斤顶，头部设刃口工具管，起切土作用并保护管道及导向作用。为防止土体坍塌，在工具管内设格栅。其它设备准备，工作坑上方设活动式工作平台，一般采用30号槽钢作梁，上铺方木。下管采用临时吊车吊运下管，出土采用摇头扒杆。

2.挖土与顶进

工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好正常状态，即可进开挖和顶进。首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管中心和管底标高以便符合设计要求，即可进行管前端挖土。挖土与运土：管前挖土是保证顶进质量及地上构筑物安全的关键，管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位的准确性，因此管前周围挖土应严格控制。管前挖出的土应及时外运，大管径可采用手推车推运，管径较小时，采用双筒卷扬机牵引小车出土。土运至管外，再用工作平台上的摇头扒杆吊到平台上，然后运出坑外。

二、施工测量与控制

1.控制施工测量方法

1.1 平面定向投点。施工测量参考线是施工过程中重要依据。为精确测定深基坑井下的参考坐标以及方位角，采取在沉井中吊钢丝两根钢丝方法完成一井定向，将地面控制坐标传递到施工工作面。

1.2 高程传递引测。在高程传递之前，必须检核地面起始水准点高程。主要采用悬挂钢尺法，即在基坑中悬挂50米钢尺，钢尺零端挂一重锤（10kg）.采用两次仪器高法观测，由不同的仪器高测得高差互差不大于5mm时，取平均值作为高差值。确定深基坑水准点基点高程后，再精确测出顶管腰线位置高程，以测定顶管前进纵向坡度。

1.3 顶管施工测量控制。测量坐标与方位以及高程传递到工作面以后，顶管施工腰线三维测量控制是顶管施工的关键环节。为提高测量精度以及速度，施工平面定位采用全站仪导线为主、激光指向为辅的测量控制方法。高程测量控制采取三维坐标全站仪测量以及水准测量结合的测量控制方法进行控制。

2.控制偏差与校正

顶进偏差与多种因素有关，在一些情况下也是不可避免，但是通过测量控制过程可以及时发现偏差，同时及时采用有效措施进行校正，进而可提高施工质量。顶进偏差的校正限差为管位偏差10mm，当达到或超过该值时必须进行校正，纠偏校正过程应缓缓，使管子逐渐恢复正确位置，不可猛纠硬调，这样很有可能破坏顶管施工质量。常见的校正方法有：

2.1 挖土校正法：偏差值不超过2cm时可采用挖土校正。主要是通过超挖与欠挖来控制顶管方向，即在纠正方向一側超挖，而在相反方向欠挖，使顶管施工过程中逐渐恢复设计到位置。

2.2 顶木校正法：当偏差较大或者挖土校正无效时，可采用圆木或者木方，利用顶木在顶进过程中产生的分力，使管子在施工时得到校正。

三、深基坑顶管工程存在主要问题

深基坑施工是一个复杂的综合性工程，因此，许多关键环节一旦出现问题将会影响这个工程质量，甚至施工效果。深层基坑施工过程主要问题有一下几点：

1.基坑支护系统存在设计缺陷或施工缺陷导致支护失稳。主要原因是设计方案不科学、不合理或施工过程、方法、工艺欠缺;

2.土体力学性质变化，造成土体失稳而引起重大事故。主要原因是开挖坡度设计不可理、基坑外环境超载现象等;

3.围护设施渗漏水，水引起周围环境破坏或基坑失稳。主要原因是围护体系施工存在质量问题引起漏水造成;

四、深基坑施工中主要措施

当支护结构地面出现裂缝时必须及时用粘土或水泥砂浆封堵，并查找原因防止此类情况的再次出现。当支护结构侧壁土体出现渗漏水时，应及时增设泄水管，卸载水压力。当流泥、流沙或开挖使坑外地面或道路下沉、管线变形时，如超过允许值比较小，应立即用粘土阻塞夯实再加混凝土封砌渗漏和用水泥砂浆、化学浆液等材料处理渗漏，并增加监测频率;如超过允许值相当大，造成地面或道路下陷、管线断裂时，应立即停止基坑开挖和坑内降水，用粘土阻塞夯实再加混凝土封砌渗漏和用水泥浆液、化学浆液等材料处理渗漏。

五、结束语

深基坑的顶管施工工艺可以大大节省成本，但是其中也是包含了很多困难与危险的。随着科技不断进步，施工水平与方法的不断提高，通过合理的测量控制是可以到达预期设计效果的。值得推广的施工方法。

参考文献：

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[2]刘博.浅谈基坑施工测量技术实践[J].城市建设理论研究（电子版）.2012（3）：3-4.

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