浅谈顶管施工中偏差成因及纠偏措施

边晓东

（山西省工业设备安装集团有限公司，山西 太原 030032）

市政排水工程在不影响人们正常工作和生活的条件下，在有效工期内顺利的完成施工相当困难。传统的施工技术在施工时进行大面积开挖会破坏城市现状，对市民的生活出行带来诸多不便。非开挖顶管在施工中保证原有路面和植被不被破坏，并且在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境等方面解决了城市施工中的难题，为城市管道的铺设提供了安全和质量保证。

1 顶管施工概述

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。

图1 顶管施工示意图

2 顶管施工中产生偏差的主要原因

2.1 测量因素

由于在施工准备工作、管子顶进过程中顶进测量、偏差校正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。

2.2 设备的安装精度

顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。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，导致千斤顶顶出长度的差异。

2.3 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，施工时在顶管施工前，虽然得到了设计提供的地勘资料、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。最常见的是管道轴线向上弯曲和管道中间鼓肚现象

3 纠偏措施

3.1 顶管测量

1） 激光经纬仪安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上，激光经纬仪的安装必须保证顶进过程中的稳定。在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角度与管道的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点，机手根据激光点的位置变化确定掘进机的方向变化。开始顶第一节管子时，每顶进20-50cm/次，正常顶进时，每顶进1m/次。校正时，每顶进50cm 即测量一次。

2） 高程测量：在工作坑内引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设工作坑同内，测量前端管底高程。同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校水准点，提高精度。

3） 一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。

3.2 顶进偏差的校正

事先应检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏心荷载。顶进利用千斤顶出，靠在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进。

管道顶进过程中，遵循勤量测、勤纠偏、微纠偏的原则，当测量发现偏差在10～20mm 时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。纠偏校正应缓缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。

为有效控制地面出现沉降偏差，工具管必须始终切进土内，严禁超挖，以防止发生土体坍塌事故。

当偏差大于20mm 时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。

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°。

3.3 设备安装精度

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）。

靠背安放时必须精确测放，保证靠背和顶管轴线垂直。后靠背采用整体式钢后背，直接靠在井壁上，安放时必须垂直于顶管轴线。

安放千斤顶时，千斤顶数量为偶数，设置在管道两侧，并与管中心左右对称，每只千斤顶均应与管轴线平行。且顶缸的合力点在顶管中心点以下R/2 处。

3.4 工具管进洞、出洞

（1） 工具管进洞时，要严格控制进洞时的顶进偏差。中心偏差不得大于20mm，高低偏差宜抛高5～10mm。掘进机就位后，将机头垫高5mm，保持出洞时掘进机有向上的趋势。若达不到上述要求，拉出工具管，作第二次进洞。顶进初始阶段的顶进质量对后续顶进的管道轴线等有重要的影响。

（2） 顶管工具头进洞时，在接收坑内应预先安置枕垫和滚筒。工具管距接收井洞口外壁还余300mm 时应拆除洞口封门，快速推进工具管进入接收井。

3.5 顶管加固

进行完以上阶段的施工以后，应该对放置好的顶管进行加固，避免由于顶管出现漏水的现象。在进行具体施工时，应该采用膨润土泥浆置换以及在路面下的位置进行补浆的施工方式，促使泥浆进入路面下方的土体中，从而提升顶管与路面下方土体之间的紧密性，降低道路运行给顶管造成的影响，确保顶管的稳固性道路的安全性和稳定性。

4 结语

地下城市管网作为重要的城市基础设施之一，顶管施工技术的应用可以提高施工的效率与质量。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，最大程度保证工程建设的顺利开展。