淺談長(zhǎng)距離小間距雙排鋼筋混凝土頂管施工監(jiān)理控制要點(diǎn)

一、工程概況及難點(diǎn)

南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程是國(guó)家南水北調(diào)和江蘇省江水北調(diào)水質(zhì)保障的重要規(guī)劃項(xiàng)目，也是宿遷市委市政府區(qū)域環(huán)境治理和河道水質(zhì)達(dá)標(biāo)著力推動(dòng)的重點(diǎn)載體建設(shè)工程。該工程建設(shè)內(nèi)容為：鋪設(shè)管道總長(zhǎng)約91.7km，興建尾水調(diào)度泵站2座，興建污水處理廠內(nèi)配套提升泵站5座。工程核定投資概算54152.31萬元。

整個(gè)工程項(xiàng)目分兩期完成，一期工程共分五個(gè)施工標(biāo)段。其中，施工02標(biāo)的過京杭大運(yùn)河頂管工程屬于南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程重要節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵單體工程，施工地點(diǎn)位于宿遷市中運(yùn)河七號(hào)橋上游75m處，工程內(nèi)容包括新建左岸頂管工作井1座、右岸頂管接收井1座；新建工作井尺寸9.6m×9.4m，高16.4m，接收井尺寸7.6m×9.2m，高17m；采用雙線DN1400鋼筋混凝土頂管由東往西橫穿京杭大運(yùn)河，單管線長(zhǎng)約400m，雙管道間距為1.74m；鋼筋混凝土頂管設(shè)計(jì)為DRCPⅢd1400×2000，強(qiáng)度等級(jí)C50，壁厚180mm。

由于京杭運(yùn)河形成歷史悠久，千百年的洪水演變，歷史上曾經(jīng)發(fā)生黃河南下奪淮事件，導(dǎo)致駱馬湖下游中運(yùn)河段河床地質(zhì)條件復(fù)雜多變，宿遷市七號(hào)橋附近地質(zhì)條件變化較大。從工程地質(zhì)勘察資料報(bào)告揭示該工程過京杭大運(yùn)河頂管穿越的土層為第10層和第11層：其中第10層為粉質(zhì)粘土，含鐵錳粉末和多量的姜結(jié)石；第11層為重粉質(zhì)壤土或中粉質(zhì)壤土，含鐵錳粉末和少量的姜結(jié)石。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)報(bào)告提供的資料，審查施工隊(duì)伍編制的頂管施工方案，并組織國(guó)內(nèi)專家進(jìn)行論證。經(jīng)過分析核算施工單位采用NPD1500大刀盤泥水平衡掘進(jìn)機(jī)，機(jī)頭直徑1820mm，長(zhǎng)度4m；配備雙作用雙沖程等推力油缸4只，每只油缸最大推力為2000kN。在施工過程中根據(jù)地質(zhì)變化情況督促施工單位采取應(yīng)變措施，確保施工質(zhì)量與安全。

二、頂管施工監(jiān)理控制要點(diǎn)

1.施工前質(zhì)量控制

首先要求施工單位根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、施工圖設(shè)計(jì)文件、地質(zhì)報(bào)告、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素，編制過中運(yùn)河頂管專項(xiàng)施工方案，監(jiān)理審查方案期間多次與施工單位深入討論優(yōu)化，特別要求施工單位在方案中增加長(zhǎng)距離頂管中繼間技術(shù)、管節(jié)外表面熔蠟減阻措施、觸變泥漿減阻技術(shù)、長(zhǎng)距離頂管激光定向控制技術(shù)、針對(duì)特殊土層措施、雙管小間距施工工藝等內(nèi)容，最終方案確定后要求施工單位嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)要求，做好施工準(zhǔn)備工作及施工中的質(zhì)量控制。監(jiān)理單位根據(jù)施工單位確定的專項(xiàng)施工方案，制定過程中運(yùn)河頂管工程質(zhì)量監(jiān)理工作細(xì)則與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

頂管準(zhǔn)備期間監(jiān)理單位最重要的工作是：審核管材生產(chǎn)廠家的大管徑頂管生產(chǎn)能力，現(xiàn)場(chǎng)考察生產(chǎn)廠家的設(shè)備、質(zhì)量保證體系及類似經(jīng)驗(yàn)，督促施工單位對(duì)生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)交底，確保生產(chǎn)廠家清楚施工圖設(shè)計(jì)文件對(duì)特制管材的設(shè)計(jì)要求，督促生產(chǎn)廠家按圖生產(chǎn)確保管材質(zhì)量及供管進(jìn)度，對(duì)管材生產(chǎn)廠商的原材料進(jìn)行抽樣檢測(cè)，巡視管材生產(chǎn)過程，檢查混凝土成品管、橡膠密封圈和膠合板襯墊材料外觀尺寸及質(zhì)量試驗(yàn)資料，特別是檢查管道外觀是否完好，有無裂縫、缺損、漏筋，鋼套環(huán)尺寸有無變形，橡膠圈有無裂縫、老化、變質(zhì)，成品管強(qiáng)度回彈。針對(duì)前期發(fā)現(xiàn)的膠合板襯墊厚度不夠12mm等問題，及時(shí)督促生產(chǎn)廠家整改。

頂管準(zhǔn)備期間其他重要監(jiān)理工作：（1）督促施工單位對(duì)頂管施工操作人員進(jìn)行專項(xiàng)施工方案技術(shù)交底和安全培訓(xùn)，明確責(zé)任劃分，確保施工過程中對(duì)頂力、糾偏、壓漿、排泥等相關(guān)施工情況和發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)記錄和解決；（2）督促施工單位合理布置頂管施工場(chǎng)地，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況將排泥場(chǎng)布置于工作井西南側(cè)，操控室及油泵緊靠工作井南側(cè)，注漿機(jī)械布置于北側(cè)，吊車布置于東側(cè)，管材布置于吊車東南側(cè)，沉井四周做好圍擋及上下護(hù)籠爬梯；（3）督促并配合施工單位對(duì)過中運(yùn)河頂管處河道管頂覆土進(jìn)行復(fù)測(cè)，經(jīng)測(cè)管頂覆土高度為4.35m，滿足規(guī)范大于1.5倍管徑的要求；另復(fù)核施工單位計(jì)算頂距100m頂進(jìn)阻力2490kN，滿足工作井后背墻允許最大頂力2500kN及管口允許最大頂力8067kN的要求，即按照設(shè)計(jì)要求“中間設(shè)置3個(gè)中繼間”可以滿足頂進(jìn)要求；（4）檢查施工單位頂管配備人員及進(jìn)場(chǎng)機(jī)械情況，頂管施工人員每天配備2個(gè)班組無間斷施工，每班組6人，另有帶班組長(zhǎng)、安全員及技術(shù)負(fù)責(zé)人在崗，測(cè)量放樣儀器、通訊監(jiān)視系統(tǒng)、起吊設(shè)施、泥漿管道系統(tǒng)、頂管機(jī)具材料、供電設(shè)施及備用電源等全部設(shè)備經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)均滿足施工要求；（5）督促施工單位落實(shí)特殊土層應(yīng)對(duì)措施。因進(jìn)出洞口周圍土體含水豐富，要求施工單位采取管井降水并對(duì)進(jìn)出洞口土體進(jìn)行注漿加固，確保土體固結(jié)，防止流動(dòng)性土或地下水由洞口進(jìn)入沉井，避免管子出現(xiàn)磕頭現(xiàn)象。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告揭示地質(zhì)情況及現(xiàn)場(chǎng)工況分析，該工程采用分次單排管頂進(jìn)方案，經(jīng)專家論證后頂管機(jī)具采用大刀盤泥水平衡頂管機(jī)。另為防止遇到軟弱土層，施工單位將機(jī)頭與后面3節(jié)管子連成整體，確保在軟弱土層中保持不磕頭不飄移；（6）檢查施工單位工作井出洞口止水圈和封門板設(shè)置情況，確保雙道止水圈在整個(gè)頂管過程中能有效防止水土和觸變泥漿的流失，檢查測(cè)放管道軸線、導(dǎo)軌安裝定位情況，確保單獨(dú)固定設(shè)置的激光軸線與管道的設(shè)計(jì)中心線一致。

監(jiān)理單位檢查督促施工單位進(jìn)行各項(xiàng)頂進(jìn)準(zhǔn)備工作，從2018年7月22日頂管隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)至8月10日各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后方同意開始頂進(jìn)施工，并要求頂管隊(duì)伍嚴(yán)格按照專項(xiàng)施工方案做好頂進(jìn)過程中各項(xiàng)控制措施，確保頂進(jìn)質(zhì)量滿足規(guī)范及施工圖設(shè)計(jì)要求。

2.施工中質(zhì)量控制

施工期間認(rèn)真做好進(jìn)場(chǎng)管材的質(zhì)量檢查，監(jiān)理單位每天對(duì)進(jìn)場(chǎng)成品管進(jìn)行外觀尺寸檢查和混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，并對(duì)橡膠密封圈和木襯材料等配件質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，針對(duì)不合格產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)記并要求退場(chǎng)，杜絕質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的管材進(jìn)場(chǎng)。經(jīng)檢查合格的管材外側(cè)熔蠟處理后方可使用。

首先開始頂進(jìn)北側(cè)頂管，2018年8月11日開始頂進(jìn)至8月28日完成。開始頂進(jìn)前監(jiān)理單位首先復(fù)核第一根管的就位情況，確認(rèn)管子前后端高程及方向符合設(shè)計(jì)要求。頂進(jìn)過程監(jiān)理單位全程旁站，每天檢查頂進(jìn)頂力、軸線偏差及出土等各項(xiàng)頂進(jìn)參數(shù)情況，監(jiān)督控制室操作人員當(dāng)班期間規(guī)范操作規(guī)范記錄監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，要求操作人員勤監(jiān)測(cè)勤糾偏，提高工作責(zé)任心，嚴(yán)禁當(dāng)班期間各種影響頂進(jìn)施工的行為。頂進(jìn)期間要求施工單位確保無人員機(jī)械碰撞激光經(jīng)緯儀，定期復(fù)核激光經(jīng)緯儀激光軸線是否與管道的設(shè)計(jì)中心線一致。檢查施工單位根據(jù)不同土質(zhì)情況的配置的減阻泥漿膨潤(rùn)土配比情況，根據(jù)膨潤(rùn)土出廠使用說明，粉質(zhì)粘土層每立方米水需放入膨潤(rùn)土40kg，粉砂層每立方米水需放入膨潤(rùn)土55kg，督促及時(shí)注漿及時(shí)補(bǔ)漿，確保頂進(jìn)時(shí)管外壁和土體之間的間隙能形成穩(wěn)定連續(xù)的泥漿套。在第一道頂管頂進(jìn)時(shí)督促施工單位詳細(xì)記錄頂進(jìn)參數(shù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整頂進(jìn)工藝和設(shè)備參數(shù)，為第二道頂管作業(yè)提供參考。如頂進(jìn)60m到運(yùn)河?xùn)|堤處發(fā)現(xiàn)出土為砂，與設(shè)計(jì)地勘報(bào)告不相符，因前期應(yīng)對(duì)措施充分，采取將機(jī)頭與后面3節(jié)管子連成整體，對(duì)管節(jié)外表面進(jìn)行熔蠟處理并及時(shí)注漿和補(bǔ)漿等減阻措施，確保在軟弱土層中不磕頭、不飄移，保證頂力未明顯增加，順利完成北側(cè)第一道管道頂進(jìn)。

因雙管道間距只有1.74m，為防止北側(cè)頂管頂進(jìn)過程擾動(dòng)土體對(duì)南側(cè)頂管造成影響，根據(jù)專項(xiàng)施工方案和實(shí)際地質(zhì)情況，間隔7天后待土體穩(wěn)定后才開始南側(cè)頂進(jìn)，2018年9月4日開始至9月17日完成頂進(jìn)，期間督促施工單位做好各項(xiàng)減阻措施。因頂進(jìn)相關(guān)措施到位，兩段頂管頂力均在合理范圍內(nèi)，最大頂力為4個(gè)千斤頂，10MPa為2420kN，中繼間均未啟用。

3.施工后監(jiān)理控制

頂管完成后監(jiān)理單位要求施工單位立即壓注管外空隙M15水泥砂漿置換出膨潤(rùn)土，壓漿體凝結(jié)后拆除管路封閉注漿孔。要求施工單位及時(shí)做好頂管出入洞口加固工作，確保已頂進(jìn)完成的管節(jié)固定不位移，并進(jìn)入頂管內(nèi)部進(jìn)行全部管節(jié)質(zhì)量檢查，檢查管道有無破損滲水情況。經(jīng)施工單位自檢，監(jiān)理復(fù)核，業(yè)主委托第三方檢測(cè)均能滿足施工圖設(shè)計(jì)及《給排水管道施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）要求。

三、結(jié)語

南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程實(shí)施過程中，施工監(jiān)理人員抓住鋼筋混凝土頂管質(zhì)量控制要點(diǎn)，做好事前、事中、事后質(zhì)量控制；針對(duì)地質(zhì)條件的變化，及時(shí)組織業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工等技術(shù)人員分析、論證、優(yōu)化施工工藝，因地制宜；在遇到粉細(xì)砂層地質(zhì)條件下要求施工單位提高減阻泥漿濃度，添加穩(wěn)定膨潤(rùn)土添加劑，增加頂進(jìn)速度，控制泥水倉壓力和頂力，保證了頂管順利頂進(jìn)；針對(duì)雙排頂管小間距設(shè)計(jì)方案，要求采取間隔時(shí)間頂進(jìn)，確保置換水泥漿固結(jié)穩(wěn)定，防止串漿流失，工程效果較好