□文 /胡朝暉

1 工程概況

薊運河過河頂管工程是漢沽營城污水處理廠污水管網(wǎng)部分最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。工程位于漢沽區(qū)河西五經(jīng)路薊運河大橋中心線以西50.25m，頂管距離437m，頂管管徑2000mm，管道埋深12.7m，為華北地區(qū)一次頂進距離最長的頂管工程。

由于薊運河過河頂管工程長度達437m，河底地質(zhì)情況復(fù)雜，頂管過程中需穿越不同土層，因此頂管機姿態(tài)控制難度較大；另外由于頂管接收井預(yù)留洞口直徑僅僅比頂管機外徑大40cm，在頂管過程中任何細小的偏差累積都會導(dǎo)致頂管不能順利進入接收井預(yù)留洞口，因此監(jiān)控測量控制和糾偏調(diào)整控制的效果直接決定了頂管是否順利完成。

2 施工難點

針對以往超過100m的長距離頂管施工經(jīng)驗，頂管機姿態(tài)控制、監(jiān)控測量控制和糾偏調(diào)整控制的效果直接決定了頂管軸線偏差的大小，在長距離頂管且下穿薊運河這一特殊工況條件下，為了降低頂管軸線偏差，確保頂管質(zhì)量優(yōu)良，必須要做到頂管機姿態(tài)平穩(wěn)、監(jiān)控測量及時有效、糾偏調(diào)整方法得當(dāng)。

3 關(guān)鍵控制點實施方案

3.1 頂管機姿態(tài)控制

1）根據(jù)以往經(jīng)驗，頂管機在進出洞口期間，由于頂進速度減緩，在自重作用下，容易引起頂管機及連接管下沉。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，一方面在沉井預(yù)留洞口外側(cè)施工水泥攪拌樁，加固井周5m范圍的土體，提高土的承載力；另一方面在沉井底板上按照設(shè)計高程焊接鋼制導(dǎo)軌，引導(dǎo)頂管機順利進出沉井預(yù)留洞口。

2）為確保頂管高程符合設(shè)計要求且頂管機能夠姿態(tài)平穩(wěn)的進出沉井預(yù)留洞口，將頂速放緩，控制在10mm/min左右；當(dāng)頂管機進入河底后，提高頂進速度，控制在30mm/min左右。

3）以往頂管施工中，頂管機機身與導(dǎo)軌之間的摩阻力不足以抵抗刀盤轉(zhuǎn)矩的反力，容易導(dǎo)致頂管機偏轉(zhuǎn)。由于薊運河河底土質(zhì)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，為防止偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生，一方面在頂管機和隨其后2～3節(jié)管子內(nèi)壁前后兩端均勻布置8塊預(yù)埋鋼板，將各預(yù)埋鋼板之間通過M30高強螺栓連接在一起，使頂管機和其隨后的2～3節(jié)管材形成整體；另一方面采用大刀盤的反力來校正這種偏轉(zhuǎn)，即頂管機刀盤采用順時針和逆時針兩種旋轉(zhuǎn)方式間隔出土，從而避免由單一旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)。

3.2 監(jiān)控測量

1）建立地上地下測量監(jiān)控系統(tǒng)，地上采用2臺徠卡全站儀布設(shè)頂管中線和頂管方向并將測設(shè)的點位放樣至沉井底部工作平臺，地下通過激光指向設(shè)備進行軸線控制。本次頂管長度437m，普通的定向設(shè)備不能滿足精度要求，測量誤差較大。為提高頂管精度，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析，選用YBJ-1000型激光指向儀，有效射程為1000m，其斑點直徑在400m處為15mm，在600m處為20mm，在1000m處為40mm，滿足長距離頂管施工對于測量儀器的精度要求。

2）井下安排專人負責(zé)頂管軸線的測量工作。

3）每完成一節(jié)管子的頂進，測量一次管中心線和高程并做好測量記錄。

4）吊裝管道過程中，為了防止導(dǎo)軌振動對測量平臺上定向儀的影響，在管道安裝完畢頂進開始前，參照沉井頂部和底部測設(shè)的頂管中線方向樁，重新對定向儀器進行整平對中，以降低測量誤差，保證頂管中線始終與設(shè)計中線相符合。

5）對頂管軸線進行測量應(yīng)安排在工作間隙進行，若發(fā)生偏移傾向，應(yīng)增加測量次數(shù)。

3.3 糾偏調(diào)整控制

1）在頂管機作業(yè)前，若發(fā)現(xiàn)中線和高程有微小偏差，暫不糾偏，因為此時糾偏，機頭連接管尚位于導(dǎo)軌上，起不到糾偏效果。

2）頂管機在頂進過程中，以激光靶十字線原點為標(biāo)準值，當(dāng)軸線偏差在±2cm以內(nèi)，不進行糾偏，當(dāng)高程或中線超出標(biāo)準值2cm以上時，根據(jù)監(jiān)視器內(nèi)的光點位置變化趨勢進行糾偏，遵循“先糾高程，后糾中線，小角度連續(xù)糾偏”的原則。

3）用于糾偏的千斤頂伸出量一次不得太大，以不超過2cm為宜；當(dāng)光點位置有反向移動趨勢或移動速度放緩時，可將千斤頂縮回，停止糾偏。

4 結(jié)語

GB50268—2008《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)300m≤頂管長度＜1000m時，直線頂管水平軸線允許偏差為100mm，直線頂管內(nèi)底高程允許偏差為（+60，-80）mm。本次薊運河過河頂管過程中，通過加強頂管機姿態(tài)控制、監(jiān)控測量控制和糾偏調(diào)整控制，頂管全過程水平軸線位移最大偏差為25mm，內(nèi)底高程最大偏差為（-20，+35）mm，均符合規(guī)范要求。

本次頂管施工質(zhì)量優(yōu)良，創(chuàng)造了華北地區(qū)一次頂進距離最長的施工紀錄。

［1］余彬全，陳傳燦.頂管施工技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，2003.