针对顶管工程施工测量及其纠偏

2020-02-18许国平

四川水泥 2020年2期

许国平

（身份证 350822198303056115，福建厦门 361000）

0 引言

截止至今，我国使用顶管施工技术已经40 多年。因为这项施工技术不但适用于铁路、建筑体、公路、江河等复杂区域，同时，因其埋设相对较深，即使是在城市繁荣地区，也能够开展地下管的施工工程，进而被普遍推广至整个管道的施工工程中来。基于此，本文将详尽地阐述顶套管施工的测量技术及顶进纠偏方法，希望能够给同行带来一定的参考价值。

1 测量控制方法概述

第一，相关的施工人员需要在作业前开展测量工作。具体包括首次测量网评测，地面坐标连接点加密导线评测，地面高程连接点加密评测。也就是说，相关的施工人员需要对施工场地所存在的五个GPS 原始连接点予以评测，接着再根据三等网精度为导线的布局工作提供评测，然后再严格按照二等水准精度测量高程点，最终将导线连接点与相对应的水准点导入至工作井以及接收井的周边。其次，进一步联系测量。该环节就是把顶管工作井与接收井口地面的控制点位置导入至井下，为井下测量提供一定参照。在进行控制点坐标联系测量的过程中，相关的施工人员需要使用井口搭建一个运作平台，放置铅垂仪定点，同时还要利用全站仪进行观测，如此才能够把控制坐标点导入至井下。在进行高程联系测量的过程中，相关的施工人员可以采取吊钢尺配合水准仪测量的手段。各个井内控制点以及高程点都不能低于两个，所选取的点位要尽可能地拉开，同时也不能够干扰到工程的后续进程。第三，进行井中初始状态测量。通常就涵括了管道轴线纠偏测量，全站仪安置归心墩测量，顶进设施方位测量以及机头进洞位置测量。第四，进行顶进施工测量。这就涵括了自动导向以及人工复核测量两种类型。第五，开展管道贯通、竣工测量环节。上述方法都属于比较普遍的测量方法。

2 主要的测量技术分析

2.1 井内初始状态的测量技术

使用该项测量技术是为了更好地在顶进过程中，确保顶管机头、顶进装置以及测量装置的精准性，由此为顶进作业以及顶进期间的跟踪测量工作提供相应条件。具体来说，该技术包括如下几个环节。其一，管道中心轴线的测量工作。因为在实际作业过程中很容易出现偏差，出洞管道口与进洞管道口的交叉部分很难和之前规划的方位完全重叠，所以，相关的施工人员需要灵活地通过井下控制点为洞口中心三维坐标提供再次测量，然后再依据最终数据，对原本设计的轴线予以调整。其二，固定式强制归心墩测量工作。也就是说，按照中心轴线的实际测量结果，在井中放置全站仪的运作墩台，这样就能够确保全站仪方位的合理性。其三，设施测量工作。相关的工作人员需要对导轨、千斤顶等多项设施进行测量。在安置导轨的过程中，还需要保证与管道中心轴线方位的统一性，保持千斤顶方位的平衡，同时，由于受到管道沉降的影响，顶管中心轴线上端会比预计多上升1至2 厘米。其四，机头定位测量工作。为了有效地维持顶管机头处在初始的情形下，需要将中心布局于管道中心轴线之上，同时为后续的跟踪测量工作构建科学的计算模型。具体来说，相关的测量人员需要明确机头中心方位的坐标，然后保证机头中心位置准确就位，接着在其上端装配棱镜，此时要测量棱镜的方位坐标，之后再估算出机头中心以及棱镜的相对方位，最终把上述信息传输至计算机之中。如此一来，在后续的测量环节中，只需要利用全站仪确定棱镜的方位，计算机就能够迅速地估算出机头中心的方位，同时也能够判断机头方位是否有出现偏差问题。

2.2 顶进测量技术

2.2.1 顶管状态测量技术

该技术就是指全方位地测量顶管机的实时状态，在第一时间引导顶管机进行位置的纠正，这就涵括了顶管机和管道轴线的平面的纠偏工作、高程纠偏工作、纵向坡度纠偏工作、横向旋转纠偏工作以及顶进里程纠偏工作。

在此之中，状态测量在整个测量过程中至关重要，通常会应用RMS-D 顶管测量导向系统，该系统涵括如下几个部分，具体如下：其一，全站仪。相关的工作人员要将其放置在洞口强制归心墩之上，通过它来寻找观测目标。其二，后视棱镜。相关的施工人员要在井壁之上选取有助于在井上、井下观察测量的方位，然后在这些方位上安置后视棱镜，这样一来，就能够帮助全站仪准确地进行井上、井下定向。其三，前视棱镜。它就是指放置在顶管机头上端的一个棱镜，相关的工作人员通过全站仪对其提供实时性地测量，然后进一步跟踪获取机头中心的方位。其四，倾斜仪。该装置就是为顶管机的俯仰角、侧转角提供相应测定，协助前视棱镜得到机头中心的方位，同时进一步明确顶管机的状态。其五，计算机软件。其中就涵括了三个板块，如参数调节、显示、历史搜索。参数调节就是指为设计轴线、棱镜方位等信息予以设置；显示部分就是对顶管机运作期间的水平及垂直移动距离，顶进间隔等参数予以直观图像化呈现，然后再比较设置参数，估算出偏差的水平；历史搜索部分就是指将测量信息全部导入至数据库之中，然后工作人员可以随时搜索信息。其四，状态测量。在相关的设施安置完毕后，工作人员要使用全站仪对准后视棱镜，然后再观察地面近井的控制点，继续扫描棱镜，最终计算出自动边角平差，由此提升定向的精准程度。

2.2.2 人工复核测量技术

顶管顶推入到一定程度就开始使用人工测量的手段，然后为机头方位以及已安置的钢管提供复核测量，通常在顶进150 米的位置复核一次，在与接收井间隔150 至200 米的位置再复核一次。针对已经安置完毕的钢管，相关的测量人员需要采用水平尺，明确测量直径以及中心点位，同时在中心点位附着上一些反光片，接着把水平尺放置在钢管内部，实现调平之后，继续测量中心点位的坐标，最终就能够获取管位中心的实际坐标。

3 纠偏校正方法

因为受到人工开挖、顶进土层地质等因素的影响，当顶管轴线及高程产生了误差之后，相关的工作人员需要迅速进行纠偏，但不允许猛纠硬调。常见的纠偏方法阐述如下：

3.1 超挖纠偏方法

在顶管轴线偏差为10 至20 毫米之间的情况下,相关的工作人员需要在顶管轴线偏向的工具管反侧进行挖掘，而且还要在偏向侧予以留坎，由此产生一定的顶进阻力，让顶管在顶进的过程中，朝着阻力相对较低的超挖侧进行偏向，然后慢慢纠正到预期的轴线处。

3.2 顶木纠偏方法

在超挖纠偏方法已经不起作用的前提下，当误差超过20 毫米，相关的施工人员需要将圆木的一侧放置在工具管的管壁之上，另一侧放置于含有钢板的土壁之上,在确保支顶稳固以后，就能够开始进行顶进活动。在顶进期间，综合应用超挖纠偏的方法，一边顶一边支,灵活地应用顶进期间斜支撑分力生成的阻力，在管向阻力相对较小的一边予以纠偏。