深基坑頂管測量控制技術(shù)研究

李俠

摘要：鋼管在頂進施工過程中，頂管機不斷向前移動并轉(zhuǎn)軸，管內(nèi)固定導(dǎo)線點并不是固定的，導(dǎo)線數(shù)據(jù)隨鋼管移動而變化，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)無法檢核，測量控制工作時間長、難度大、頻率高，成果無法重復(fù)使用。測量控制過程受到沉井內(nèi)徑限制極大，需要高精度測量短邊基線方位以及實施高精度洞內(nèi)控制測量。本為主要研究深基坑頂管施工工藝，施工測量控制方法以及存在的主要問題，提出了一些解決的深基坑施工主要措施。

關(guān)鍵詞：頂管施工;測量控制;頂管工程;深基坑控制

前 ?言

深基坑頂管項目的風險性高、關(guān)鍵環(huán)節(jié)多、控制要點多綜合性較大的工程項目。確保深基坑安全性能好壞的主要手段是施工過程中的控制措施好壞，控制措施與項目管理制度、管理措施與手段、技術(shù)設(shè)計水平、測量控制技術(shù)有直接關(guān)系，當然其質(zhì)量控制還需要監(jiān)理、設(shè)計者、業(yè)主等多方面控制手段共同完成。施工過程還要考慮地質(zhì)條件、施工技術(shù)水平，經(jīng)濟支持、施工組織設(shè)計等重要因素，這樣多種因素綜合考慮才能確保深基坑頂管施工的安全以及周圍環(huán)境的安全。但是在施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)是測量控制技術(shù)，測量控制技術(shù)直接影響施工效果以及施工效率。

一、頂管工程施工工藝

深基坑頂管方案設(shè)計師應(yīng)該充分考慮到多方面因素，在深基坑頂管施工前，必須要弄清頂管處的地質(zhì)情況，當遇到障礙物時要有充分而可靠的應(yīng)急解決方案。該方法施工主要是機械頂管施工方法。在施工過程中利用機械對鋼管進行頂進施工，管頭挖掘可以采用人工或機械進行施工。該方法適用于地下水位以上黃土地層、軟土地層、地下水位以下強風巖地層;該方法施工特點是施工成本低，在頂進過程中如遇前方障礙物可立即采用人工方式排除;其缺點是頂進管徑應(yīng)大于1m，否則不便于人員進出，頂進距離不宜過長。

1.頂管工作井施工

井內(nèi)設(shè)集水坑，便于抽排積水;后靠背設(shè)置，工作井基礎(chǔ)設(shè)定后，根據(jù)管道走向設(shè)置后靠背;導(dǎo)軌安裝，導(dǎo)軌安裝牢固與準確對管子的頂進質(zhì)量有較大的影響，因此導(dǎo)軌安裝依據(jù)管徑大小、管道坡度、頂進方向確定，頂進方向必須平直，標高、軸線準確。導(dǎo)軌可用輕型鋼軌制作;頂進設(shè)備采用千斤頂，頭部設(shè)刃口工具管，起切土作用并保護管道及導(dǎo)向作用。為防止土體坍塌，在工具管內(nèi)設(shè)格柵。其它設(shè)備準備，工作坑上方設(shè)活動式工作平臺，一般采用30號槽鋼作梁，上鋪方木。下管采用臨時吊車吊運下管，出土采用搖頭扒桿。

2.挖土與頂進

工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部處于良好正常狀態(tài)，即可進開挖和頂進。首先將管子下到導(dǎo)軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測管中心和管底標高以便符合設(shè)計要求，即可進行管前端挖土。挖土與運土：管前挖土是保證頂進質(zhì)量及地上構(gòu)筑物安全的關(guān)鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進管位的準確性，因此管前周圍挖土應(yīng)嚴格控制。管前挖出的土應(yīng)及時外運，大管徑可采用手推車推運，管徑較小時，采用雙筒卷揚機牽引小車出土。土運至管外，再用工作平臺上的搖頭扒桿吊到平臺上，然后運出坑外。

二、施工測量與控制

1.控制施工測量方法

1.1 平面定向投點。施工測量參考線是施工過程中重要依據(jù)。為精確測定深基坑井下的參考坐標以及方位角，采取在沉井中吊鋼絲兩根鋼絲方法完成一井定向，將地面控制坐標傳遞到施工工作面。

1.2 高程傳遞引測。在高程傳遞之前，必須檢核地面起始水準點高程。主要采用懸掛鋼尺法，即在基坑中懸掛50米鋼尺，鋼尺零端掛一重錘（10kg）.采用兩次儀器高法觀測，由不同的儀器高測得高差互差不大于5mm時，取平均值作為高差值。確定深基坑水準點基點高程后，再精確測出頂管腰線位置高程，以測定頂管前進縱向坡度。

1.3 頂管施工測量控制。測量坐標與方位以及高程傳遞到工作面以后，頂管施工腰線三維測量控制是頂管施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為提高測量精度以及速度，施工平面定位采用全站儀導(dǎo)線為主、激光指向為輔的測量控制方法。高程測量控制采取三維坐標全站儀測量以及水準測量結(jié)合的測量控制方法進行控制。

2.控制偏差與校正

頂進偏差與多種因素有關(guān)，在一些情況下也是不可避免，但是通過測量控制過程可以及時發(fā)現(xiàn)偏差，同時及時采用有效措施進行校正，進而可提高施工質(zhì)量。頂進偏差的校正限差為管位偏差10mm，當達到或超過該值時必須進行校正，糾偏校正過程應(yīng)緩緩，使管子逐漸恢復(fù)正確位置，不可猛糾硬調(diào)，這樣很有可能破壞頂管施工質(zhì)量。常見的校正方法有：

2.1 挖土校正法：偏差值不超過2cm時可采用挖土校正。主要是通過超挖與欠挖來控制頂管方向，即在糾正方向一側(cè)超挖，而在相反方向欠挖，使頂管施工過程中逐漸恢復(fù)設(shè)計到位置。

2.2 頂木校正法：當偏差較大或者挖土校正無效時，可采用圓木或者木方，利用頂木在頂進過程中產(chǎn)生的分力，使管子在施工時得到校正。

三、深基坑頂管工程存在主要問題

深基坑施工是一個復(fù)雜的綜合性工程，因此，許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)問題將會影響這個工程質(zhì)量，甚至施工效果。深層基坑施工過程主要問題有一下幾點：

1.基坑支護系統(tǒng)存在設(shè)計缺陷或施工缺陷導(dǎo)致支護失穩(wěn)。主要原因是設(shè)計方案不科學、不合理或施工過程、方法、工藝欠缺;

2.土體力學性質(zhì)變化，造成土體失穩(wěn)而引起重大事故。主要原因是開挖坡度設(shè)計不可理、基坑外環(huán)境超載現(xiàn)象等;

3.圍護設(shè)施滲漏水，水引起周圍環(huán)境破壞或基坑失穩(wěn)。主要原因是圍護體系施工存在質(zhì)量問題引起漏水造成;

四、深基坑施工中主要措施

當支護結(jié)構(gòu)地面出現(xiàn)裂縫時必須及時用粘土或水泥砂漿封堵，并查找原因防止此類情況的再次出現(xiàn)。當支護結(jié)構(gòu)側(cè)壁土體出現(xiàn)滲漏水時，應(yīng)及時增設(shè)泄水管，卸載水壓力。當流泥、流沙或開挖使坑外地面或道路下沉、管線變形時，如超過允許值比較小，應(yīng)立即用粘土阻塞夯實再加混凝土封砌滲漏和用水泥砂漿、化學漿液等材料處理滲漏，并增加監(jiān)測頻率;如超過允許值相當大，造成地面或道路下陷、管線斷裂時，應(yīng)立即停止基坑開挖和坑內(nèi)降水，用粘土阻塞夯實再加混凝土封砌滲漏和用水泥漿液、化學漿液等材料處理滲漏。

五、結(jié)束語

深基坑的頂管施工工藝可以大大節(jié)省成本，但是其中也是包含了很多困難與危險的。隨著科技不斷進步，施工水平與方法的不斷提高，通過合理的測量控制是可以到達預(yù)期設(shè)計效果的。值得推廣的施工方法。

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