基于視覺式導(dǎo)向系統(tǒng)的頂管施工技術(shù)的闡述

摘要：目前來說，采用的頂管施工技術(shù)已經(jīng)相對成熟，形成了不同的施工工藝，在具體應(yīng)用時要結(jié)合工藝的原理，充分發(fā)揮頂管頂進技術(shù)優(yōu)勢，縮小工程施工空間，實現(xiàn)對造價的高效控制，跟隨頂管施工技術(shù)伴生的導(dǎo)向測量施工技術(shù)多數(shù)采取了人工觀測的方式，這需要做好頂管頂進作業(yè)全過程的測量把控，才可以避免人為誤差導(dǎo)致頂管偏差的情況出現(xiàn)。于是形成了相應(yīng)的施工新技術(shù)即視覺式導(dǎo)向系統(tǒng)的頂管施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：視覺式導(dǎo)向系統(tǒng);頂管施工技術(shù);工程特點

一、工程特點

（一）本工法采用螺紋套筒+微型光點+傾斜儀，實現(xiàn)頂管機滾動角精確控制，解決了傳統(tǒng)人工測量調(diào)整水平方向的方式。

（二）本工法采用攝像機采集頂管機光源信息，配合tunis軟件使用，實現(xiàn)頂管機俯仰角控制，解決了傳統(tǒng)人工測量調(diào)整垂直方向的方式。

（三）本工法采用基于視覺式導(dǎo)向系統(tǒng)的頂管施工技術(shù)，解決現(xiàn)有導(dǎo)向系統(tǒng)成本高、精度低、通用性差，以及不能自動識別和實時測量偏差等的問題。

二、適用范圍

第一，工法適用于直線段頂管工程;第二，最佳技術(shù)經(jīng)濟條件為長度在50-300m范圍內(nèi)、坡度在±2‰范圍內(nèi)、工作井寬大于4.5m、管道外徑1.2m以上及2m以下（含1.2m及2.0m）的直線段頂管工程。

三、工藝流程及操作要點

（一）工藝流程

工作井施工→頂管工作井內(nèi)設(shè)備安裝→引入測量軸線及水準點→導(dǎo)向裝置安裝調(diào)試→千斤頂及頂鐵調(diào)試→頂進施工→竣工測量等相關(guān)工作。

（二）操作要點

1.工作井施工

第一，核實頂管設(shè)備的尺寸，確認頂管井的尺寸符合設(shè)備安裝、始發(fā)及到達的要求;第二，預(yù)留洞口制作應(yīng)采用圓形模板，模板的尺寸允許偏差為±5mm。模板的強度和剛度應(yīng)符合保持洞口圓度的要求;第三，頂管井施工的防排水措施應(yīng)應(yīng)預(yù)留集水坑，井周邊應(yīng)設(shè)置臨時排水系統(tǒng);第四，頂管井施工完成后，應(yīng)對頂管井周邊地面進行硬化處理。

2.頂管工作井內(nèi)設(shè)備安裝

第一，起重設(shè)備活動范圍附近有高壓電線路時，吊裝活動范圍與高壓電線的最小距離應(yīng)符合國家或行業(yè)相關(guān)的技術(shù)標準;第二，管機正式起吊前應(yīng)進行試吊，試吊中檢查全部機具、場地受力情況，系好溜繩，平穩(wěn)起吊，吊裝人員不能站立在吊臂和頂管機下方;第三，頂管機下放至距離導(dǎo)軌50cm時，調(diào)整頂管機的吊放位置，并使頂管機的刀盤超出導(dǎo)軌，然后緩慢放下;第四，激光全站儀安裝完畢并與頂管機測量靶中心重合，誤差不超過2mm。

3.引入測量軸線及水準點

第一，將地面的管道中心樁引入工作井的側(cè)壁上（兩個點），作為頂管中心的測量基線;第二，將地面上的臨時水準點引入工作井底不予碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時水準點。

4.導(dǎo)向裝置安裝調(diào)試

第一，根據(jù)施工管線的標高、縱坡等設(shè)計要求，計算好全站儀激光線角度，擰緊瞄準器水平及豎向制動螺旋，固定瞄準器，再調(diào)整瞄準器豎向及水平微動螺旋，使得全站儀目鏡“十字”線的中心與激光導(dǎo)向鉆頭光靶的中心重合，鎖死瞄準器。第二，調(diào)節(jié)瞄準器調(diào)焦螺旋，使得光靶能夠清晰地顯示在顯示屏上，并使光靶影像與顯示屏大小相適應(yīng)。

5.千斤頂及頂鐵調(diào)試

第一，千斤頂室掘進頂管的主要設(shè)備，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況及設(shè)備工況計算頂力;第二，千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用并列式，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應(yīng)在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時力偶，造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，管上部管壁與土壁有間隙時，千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的1/4～1/5處為宜;第三，安裝頂鐵應(yīng)無歪斜、扭曲現(xiàn)場，必須安裝直順。

6.頂進施工

第一，工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部分處于良好狀態(tài)。即可進行試頂;第二，首先校測設(shè)備的水平及垂直標高是否符合設(shè)計要求，合格后即可頂進工具頭，然后安放給水工作管，再次測量標高，確定無誤后進行試頂，待調(diào)整各項參數(shù)后即可正常頂進施工;第三，在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測，加強監(jiān)控。

7.竣工測量等相關(guān)工作

第一，當?shù)叵滤桓摺⒖赡馨l(fā)生管涌或流沙現(xiàn)象時，應(yīng)采用水下達到方式，到達后再進行止水和排水處理;第二，井內(nèi)宜預(yù)留略高于管底的墊層以支承頂管機;第三，頂管機進入接收井洞口和加固區(qū)時，頂進速度不宜大于10mm/min。

四、質(zhì)量措施

第一，認真貫徹執(zhí)行國家及地方有關(guān)技術(shù)規(guī)范、工藝標準和操作規(guī)程，對本工程質(zhì)量負責(zé);第二，掌握本工程的施工動態(tài)、定期召開質(zhì)量會議，正確處理質(zhì)量與速度的關(guān)系，確保安全、文明施工;第三，認真閱讀并審查施工圖紙，參加圖紙會審，負責(zé)向施工班組及有關(guān)人員進行技術(shù)交底;第四，組織隱蔽工程驗收，工程轉(zhuǎn)序驗交，分部、分項工程驗收，參與質(zhì)量評定及交工驗收。

五、結(jié)語

本技術(shù)對行業(yè)現(xiàn)有頂管導(dǎo)向技術(shù)具有創(chuàng)新性改革，采用視覺式導(dǎo)向系統(tǒng)，解決現(xiàn)有導(dǎo)向系統(tǒng)成本高、精度低、通用性差以及不能自動識別和實時測量偏差等的問題，工程質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求，應(yīng)用前景顯著。

參考文獻：

[1].給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程[S].CECS246：2008.

[2].給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范[S].GB50268-2008.

作者簡介：黃德強，海峽宏基建工集團有限公司。