浅谈砂卵石地层人工顶管施工监测技术

赵全峰

【摘  要】论文介绍了成都新都区砂砾石地层人工顶管施工高程、轴线控制技术，以往顶管施工测量控制通常采用激光经纬仪或全站仪进行控制，本工程主要介绍采用激光水准仪吊线法测量控制方法，不仅解决了常规仪器的烦琐操作程序，并且在工作井内操作方便，可以有效消除测量误差，实践中取得了良好效果。

【Abstract】This paper introduces the construction elevation and axis control technology of artificial pipe jacking in sand and gravel strata in Xindu District of Chengdu. In the past， laser theodolite or total station is usually used to control pipe jacking construction measurement. This project mainly introduces the method of measuring and controlling with laser level suspension method， which not only solves the complicated operation procedure of the conventional instrument， but also is convenient to operate in the working well， which can effectively eliminate the measurement error and obtain good results in practice.

【关键词】顶管施工;测量控制;方法

【Keywords】pipe jacking construction; measurement and control; method

【中图分类号】U455                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）11-0183-02

1 引言

手掘式顶管法具有顶管的普遍优点，即土方开挖少，作业人员少，建设公害少，文明施工程度高，不影响交通及其上构（建）筑物，不需拆迁，覆土深时节省投资等。本工程为成都地区典型砂砾石地层，选用人工顶管施工。顶管施工高程和轴线控制是重难点，特别是砂砾石地层，具有容易产生偏差、纠偏困难等特点，管道轴线和高程质量控制直接影响线路能否贯通，过程中必须做到勤测量、勤纠偏，因此，对管道中心线、高程都应精确地确定。

2 工程概况与特点

三河片区3#线（金河湾小区片区管线）主要收集货运大道绕城立交至万石路连接线污水及金河湾小区污水，起点为金河湾小区西南侧现状污水检查井，沿货运大道绕城立交至万石路连接线旁绿化带敷设，经金河湾小区外绿化带，在宝成铁路上游约132m处垂直下穿毗河，最后排入斑竹园污水处理厂。污水管网工程在下穿毗河后至斑竹园污水厂范围（24#～31#井段），埋深5.1～8.2m，设计采用顶管施工，管径DN800，钢筋混凝土钢承口Ⅲ级管，全长共285m，最大顶进长度56m，最小顶进长度16m，根据地勘资料管道主要穿越砂卵石地层，结合现场实际情况，根据经验采用人工手掘式顶管进行施工，24#～31#顶管施工位于毗河流域左岸，地下水丰富，沿线布置8处降水井全过程进行降水。

①施工总平面布置图（见图1）。②场地工程地质及水文地质。地基土由填土、粉土、淤泥质粉土、砂土及卵石等物理力学性质差异悬殊的多种土层组成，场地为不均匀地基。各地基土的工程特征与适宜性分述如下。人工填土层（Q4ml）：场地内主要为杂填土，成分杂而不均，结构松散，为近期堆填，具较大的湿（震）陷性，属特殊性岩土，未经换填、碾压夯实处理，不能作为管道地基持力层。第一，粉土（Q4al）：分布不均，厚度变化较大，呈松散-稍密状，稍湿，承载力较低，属中压缩性土，可作为管道地基持力层及下卧层。第二，砂土（Q4al）：场地内所见砂土，主要为细砂，呈不规则的透镜状零星分布于卵石层顶部及其中，呈松散状，承载力低，位于卵石层顶部厚度≥1.0m的细砂具中等液化性，不能作为管道地基持力层，并为场地内的不良地质体。第三，淤泥质土（Q4al）：场地内局部少量分布，厚度较小，呈软塑-流塑状，属高压缩性土及特殊性软土。在场地内分布于管道基底设计标高之下，不能直接作为地基持力层，若作为地基下卧层，须进行强度验算。第四，卵石层（Q4al）：呈松散-密实状，湿-饱和，分布稳定，厚度大，力学强度高，属中-低压缩性，是良好的天然地基持力层及下卧层[1]。

3 测量原理

①准备工作：在顶管施工偏差测量前，用全站仪把地面控制点坐标引测到工作井顶面定出上下游点A、B两点的坐标，其两点联线即为顶管设计轴线;用全站仪在基坑内工作井始发洞口处D点设置轴线点。②顶进过程，采用吊线将轴线基准点引至工作井0点，并将激光水准仪架设于0点上，通过顶部水平气泡人工调整对中。③轴线控制方法：通过对中后的激光水准仪发射的垂直线瞄准D点进行轴线方向控制，掌子面设置目标靶进行校核轴线。④高程控制方法：通过激光水准仪发射的垂直线瞄准导轨基座上C点高程（做为后视点），掌子面设置目标靶进行高程控制。

若发现有偏差操作人员可以及时依据测量光靶上的偏差数据来进行纠偏[2]。

4 纠偏方法

管道在顶进过程中，由于迎面阻力、管壁摩擦力分布不均匀和千斤顶的微小偏心等都可能导致工具管前进的方向偏移或旋转。为保证管道的施工质量，必须及时纠正，才能避免施工偏差超过允许值。顶进过程中要：“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”，始发顶进进入土层时每顶进30cm测量不少于1次，正常顶进时每顶进1.0m测量不少于1次。

①挖土校正法。在管子偏向设计中心线的一侧适当超挖，以使迎面阻力减小，而在相对一侧欠挖或留坎，使迎面阻力加大，而形成力偶，让首节管子调向，逐渐回到设计位置。高程檢查结果发现管子“低头”时，则在管顶处向上多挖土，管底处略挖出向上斜坡，管顶少挖土，再进行顶进即得以校正。②顶木校正法。当偏差大于3mm时或利用挖土校正法无效时，用1根原木，一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端支在垫有木板的管前土壤上，支架稳固后开动千斤顶，利用顶进时斜支管子所产生的分力使管子得以校正。

5 结语

通过285m砂砾石地层人工顶管施工，掌握了人工顶管施工轴线和高程监测控制方法，不仅操作方便，而且大大节约了工程成本，经成都市新都区质监站、建设单位、监理单位在施工过程中的监督、检查确认，工程质量达到设计和规范要求。

【参考文献】

【1】章书寿.工程测量[M].北京：水利水电出版社，1994.

【2】GB 50268—2008给排水管道工程施工及验收规范[S].