洱海區(qū)域頂管施工中的測量體系研究

方 濤

(中建五局第三建設有限公司，湖南 長沙 410000)

近年來，由于頂管因其不需大面積開挖即可進行施工，且可以有效地避過地上建筑物、地下綜合管線等障礙物而被廣泛推廣運用于各類工程[1，2]，特別是此類施工方法機械化程度高，可以很大程度上縮短工期，從而降低項目成本。

在工程施工中，測量控制尤為重要，特別是頂管施工[3，4]。一方面頂管屬于不開槽施工，無法觀測管道中線、高程及設計坡度；另一方面頂管尤為重要的沉井施工更需要測量把控：井位放樣、軸線放樣及過程下沉觀測，故在頂管施工中需要一套測量體系進行配合。本文以云南某管道工程為例，對洱海區(qū)域頂管施工中的測量控制措施進行了論述探討，工程實踐證明，有效的測量控制可以確保施工符合設計意圖，并提高工程質(zhì)量，更增加施工效率。

1 工程概況

大理洱海環(huán)湖截污項目涉及管道施工近40 km，其中頂管施工7.75 km，涉及頂管工作井施工28座，接收井施工28座，騎馬井施工47座，管道埋深均在5 m以下，管徑為800～1 000。由于施工區(qū)域毗鄰洱海，地下水豐富，地質(zhì)條件復雜，故工程采用NPD泥水平衡偏壓破碎型頂管機。同時，頂管為不開槽作業(yè)，過程控制尤為重要，特別是測量方面。

2 頂管施工測量控制體系

2.1 頂管井位測量

1)井位放樣。根據(jù)設計圖紙，將井位四角點坐標輸入至南方RTK中進行頂管工作井及接收井的井位放樣。由于整個工程管道總長近40 km，致使部分區(qū)域地勘資料失真，可能導致所定井位位于已有管線上或出現(xiàn)現(xiàn)場不滿足井位施工條件等現(xiàn)象，故在井位放樣時，考慮現(xiàn)場實際施工情況定出井位中心點，再根據(jù)中心點確定井位四角點坐標。

2)預留孔放樣。根據(jù)設計圖紙或中心點變更后圖紙，將已知的兩個相鄰井位坐標輸入至南方RTK中進行頂管軸線放樣，從而確定出沉井井壁上管道預留孔位置，即為所放軸線與井位邊線的交點，進而確定與角點的相對位置，再根據(jù)預留洞口中心點標高確定預留洞位置，便于前期沉井制作。

3)沉井下沉測量控制。a.利用吊車將已制作完成的沉井放入原先已放好樣的井位上，再次對井位四角坐標及地面高程進行復核，待確認無誤后，準備沉井下沉；同時，在沉井四角用紅漆做出標尺，間距500 mm，以此監(jiān)測沉井下沉的過程情況。b.在需要觀測的沉井井壁四周選取不易受擾動的地面布置4個下沉觀察點，觀察點標高由已知控制點利用水準儀引點確定，引點過程采用四等水準測量標準。下沉過程中，以已作出的標尺為水平觀測點，利用水準儀每隔1 h全方位觀測一次，若井位出現(xiàn)不均勻下沉或超沉現(xiàn)象，及時進行糾偏[5]；除此之外，在井壁上再標注中線，以此按設計要求嚴格控制其平面位置。

2.2 測量體系糾偏

由于施工區(qū)域內(nèi)位于洱海邊，地下水位豐富，地質(zhì)條件復雜，在沉井下沉過程中不易控制，致使部分井位出現(xiàn)偏移或超沉現(xiàn)象，故需要重新調(diào)整頂管軸線及洞口位置，采用經(jīng)緯儀進行把控。通過確定接收井預留洞口位置為定點的方式來確定頂管工作井的預留洞口位置；首先，在接收井預留洞口另一側(范圍為機頭出洞口所需最小距離)架設經(jīng)緯儀，通過順延定點形成一條直線交工作井兩側，測量所交直線長度，結合現(xiàn)場頂管機械設備所需操作面要求調(diào)整所架設的經(jīng)緯儀位置，以此使所交直線長度滿足施工要求，至此確定工作井預留洞位置，再按設計管道坡度，已定點預留孔標高計算出工作井中的預留洞標高，從而確定預留洞口位置，同時也將頂管軸線確定。

由于井位及洞口位置的調(diào)整，致使過程中所需建設的騎馬井位置也隨之變化，根據(jù)新確定的頂管軸線選定騎馬井位置，按設計規(guī)范要求，對于管徑小于2 m的地下管線，超出100 m必須設置騎馬井，但為便于現(xiàn)場施工，建設、監(jiān)理及設計等單位決定在滿足規(guī)范允許的情況下，對于騎馬井的位置可以靈活設置。

2.3 頂管頂進測量控制

1)在軸線進行放樣時，設計坡度也隨之給出。為控制施工精度，工程采用NPD泥水平衡偏壓破碎型頂管機，具體結構見圖1。2)工作井井內(nèi)布置頂管機械設備，對頂進施工質(zhì)量意義非凡，故在布置上一定精準，特別是在測量方面，據(jù)此將軸線測量的控制系統(tǒng)設在工作井內(nèi)液壓主頂裝置中間，且使其精準移至頂管軸線上。同時，在機械設備安裝時，一定按照測量放樣的基線固定安裝，施工中需經(jīng)常對控制臺進行復測，以保證測量精度，控制臺基礎應用混凝土澆筑在沉井底板上。3)由于采用NPD泥水平衡偏壓破碎型頂管機，該機自帶J2激光經(jīng)緯儀導向，并配有4個糾偏油缸，糾偏角度范圍為上下1.7°，左右1.2°，故在頂進過程中時刻注意激光點的偏向。同時，在過程中需根據(jù)不同土質(zhì)、覆土深度和地面沉降的情況，配合測量報表的分析，及時調(diào)整泥水與土壓平衡值來保持坡度的平穩(wěn)[6]，及時糾正偏移量，從而降低對土體的干擾，且還根據(jù)頂進速度，再調(diào)整注漿壓力和注漿量，進而使軸線和地層變形控制在最佳狀態(tài)。

3 結語

本文所探討研究的頂管施工中測量體系適宜洱海區(qū)域內(nèi)流砂等復雜地質(zhì)，很大程度上提高了施工測量的準確度，同時也提出了過程中出現(xiàn)偏差的補救措施，更適宜在工程中推廣運用，極大地提高了施工效率，并經(jīng)過實際工程案例證明，可以為類似工程提供借鑒。