探討管道工程頂管施工過程中的監(jiān)理要點(diǎn)
——以汀溪水庫群至翔安原水輸水工程第Ⅱ標(biāo)段為例

楊珂莉

（廈門水務(wù)建設(shè)工程管理有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

本工程為汀溪水庫群至翔安原水輸水工程第Ⅱ標(biāo)段（同翔大道-同新路），隸屬于汀溪水庫群至翔安原水輸水工程，共7個(gè)標(biāo)段，管道全長26.7km，橫跨廈門市同安區(qū)和翔安區(qū)。第Ⅱ標(biāo)段管徑DN1600，長約4.2km，管材為鋼管。地點(diǎn)位于廈門市同安區(qū)。

第Ⅱ標(biāo)段頂管共8段，采用D1620×16管徑的Q345B焊接鋼管。實(shí)際頂通順序?yàn)椋旱谝欢雾敼芏螛短?hào)范圍BK0+217～BK0+009,頂管長度208m；第二段頂管段樁號(hào)范圍BK0+678～BK0+424,頂管長度254m；第三段頂管段樁號(hào)范圍BK0+217～BK0+424,頂管長度207m；第四段頂管段樁號(hào)范圍BK1+267～BK0+918,頂管長度349m；第五段頂管段樁號(hào)范圍CK2+249～BK1+267,頂管長度241m；第六段頂管段樁號(hào)范圍BK0+678～BK0+918,頂管長度240m；第七段頂管段樁號(hào)范圍CK2+679～CK2+460,頂管長度219m；第八段頂管段樁號(hào)范圍CK2+460～CK2+249,頂管長度 211m。

1.1 地質(zhì)情況

頂管段鉆孔位置沿管道外側(cè)交叉布置，間距為20～50m，平均鉆孔深度為20m，平均控制性鉆孔深度為25m。

在現(xiàn)代地質(zhì)情況勘察中，通過原位測試、土工測試和取芯鑒別方法，基于相應(yīng)的勘探計(jì)劃，針對(duì)基土的巖性和成因進(jìn)行分析，得出該地區(qū)土層結(jié)構(gòu)從上到下依次包括：素填土①1、粉質(zhì)粘土③1、粉質(zhì)粘土④、殘積砂質(zhì)粘性土⑤、全風(fēng)化花崗巖⑥1、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥2、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥3和中風(fēng)化花崗巖⑥4。

①1素填土（Q4ml）：沿線地段均有分布，頂面標(biāo)高30.55～7.22m，揭示厚度0.50～5.50m，平均厚度1.43m。該土層為褐紅或灰黃色，松散，稍濕～飽和，主要由粘性土回填而成。

③1粉質(zhì)粘土（Q4al）：該土層主要分布在沿線沖洪積地貌單元，頂面埋深0.50～5.50m，頂面標(biāo)高6.02～16.01m，揭示厚度0.70～6.90m，平均厚度3.54m。呈褐色或灰褐色，可塑狀，以粘、粉粒為主。

④粉質(zhì)粘土（Qdl）：該土層主要分布在線路BK0+410～BK1+450 段和 CK2+400～CK2+840坡殘積臺(tái)地地貌單元，頂面埋深0.50～2.00m，頂面標(biāo)高29.35～12.27m，揭示厚度1.00～5.60m，平均厚度3.16m。呈褐黃色，硬塑狀，干強(qiáng)度及韌性中等，粘性較強(qiáng)。

⑤殘積砂質(zhì)粘性土(Qel)：該土層沿線基本均有分布，其頂面埋深0.70～8.80m，頂面標(biāo)高27.15～-0.78m，揭示層厚0.90～15.00m，平均厚度8.59m。該土層系場地母巖花崗巖風(fēng)化成土并殘留原地的產(chǎn)物，具殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。呈褐黃色或灰白色，可塑～硬塑狀，主要以長石等礦物風(fēng)化后的粘粉粒為主。

⑥1全風(fēng)化花崗巖：該土層沿線大部分地段有分布，其頂面埋深1.10～19.60m，頂面標(biāo)高19.85～-11.58m，揭示層厚1.40～14.40m，平均厚度5.92m?；尹S色，堅(jiān)硬狀，巖芯呈砂土狀，散體狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化強(qiáng)烈，組織結(jié)構(gòu)基本破壞，以粘粉粒為主，含少量長石、石英顆粒。

⑥2砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：該土層沿線部分鉆孔有揭示，頂面埋深4.00～23.40m，頂面標(biāo)高15.18～-15.75m，揭示厚度 1.70～13.40m，平均揭示厚度4.91m?；尹S、淺黃色，巖芯呈砂礫狀，散體狀結(jié)構(gòu)，礦物成份主要為長石、石英、黑云母等。

⑥3碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：沿線個(gè)別鉆孔（ZK191和ZK199）揭示到該層,其頂面埋深17.40～18.50m，頂面標(biāo)高-6.58～-2.07m，揭示層厚2.30～3.40m，平均揭示厚度2.85m?；野住\黃色，巖芯呈碎塊狀，碎裂狀結(jié)構(gòu)，礦物成份主要為長石、石英及黑云母等。

⑥4中風(fēng)化花崗巖：沿線個(gè)別鉆孔有揭示到該層。其頂面埋深7.60～8.50m，頂面標(biāo)高12.48～11.56m，揭示層厚3.10～5.70m。灰白、青灰色, 巖芯多呈柱狀、長柱狀，塊狀構(gòu)造，礦物成份主要為長石、石英、黑云母等暗色礦物。

1.2 工程特點(diǎn)

本工程管線施工線路長，涉及地質(zhì)條件復(fù)雜多變，頂管段常遇孤石、流沙等，溝槽開挖深度部分超過6m，其支護(hù)方案必須重點(diǎn)監(jiān)督。

1.3 頂管掘進(jìn)設(shè)備

采用泥水平衡機(jī)械進(jìn)行頂管掘進(jìn)，使用全自動(dòng)泥水輸送設(shè)備和泥漿泵輸送經(jīng)過挖掘、攪拌的泥漿，并在沉井上部合適位置設(shè)置兩個(gè)沉淀池。

2 頂管施工工藝流程

3 頂管質(zhì)量監(jiān)理工作要點(diǎn)

3.1 頂管的施工順序和施工方法

（1）針對(duì)施工組織設(shè)計(jì)開展全面研究和審查工作，重點(diǎn)審查主千斤頂和各類管材的質(zhì)量、強(qiáng)度，明確各材料接口形式。對(duì)組織設(shè)計(jì)方案中涉及的壓漿孔布置方式、土層穩(wěn)定措施、環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)措施進(jìn)行審查，確保相關(guān)施工方法與設(shè)計(jì)要求相符。

（2）針對(duì)制定的頂管施工策略，對(duì)用到的機(jī)具性能進(jìn)行分析，重點(diǎn)結(jié)合土層結(jié)構(gòu)和成分特點(diǎn)評(píng)估頂管的適用性。另外，要審查施工單位在這類工程施工方面具備的資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)。

（3）針對(duì)相應(yīng)的頂管施工計(jì)劃，考慮在施工中可能對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境造成影響，需要求施工單位從施工角度對(duì)此進(jìn)行全面分析，確保施工計(jì)劃達(dá)到相應(yīng)的環(huán)保性要求。同時(shí)，考慮施工過程可能影響周邊建筑、公共工程、地下管線，要求施工單位結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化施工計(jì)劃，并制定相應(yīng)的保護(hù)措施。

3.2 頂管機(jī)頭的選型和設(shè)備安裝要點(diǎn)

（1）對(duì)施工單位選擇的機(jī)頭性能、功能特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估施工單位相關(guān)專業(yè)人員的施工經(jīng)驗(yàn)，并要求現(xiàn)場配置足夠熟練且經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)交底的專業(yè)人員。

（2）對(duì)經(jīng)常施工的機(jī)頭、工具管進(jìn)行檢查，確保與經(jīng)過審核批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì)方案選定的設(shè)備一致，尤其要檢查核對(duì)型號(hào)、動(dòng)力、各部件尺寸等，確保機(jī)頭、工具管的鏈接符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，沒有滲漏情況。

（3）在機(jī)頭、工具管和相關(guān)電氣、液壓、供水等系統(tǒng)安裝完成后，要對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，收集并分析相關(guān)測試數(shù)據(jù)是否與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符，再投入實(shí)際應(yīng)用。

3.3 頂管工作坑的設(shè)置及相關(guān)設(shè)備的安裝

（1）在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，要求工作坑的平面位置避開高壓電力設(shè)施、交通道路等，并離周圍建筑物有一定距離，另外，要避開有地下管線工程分布的地方。

（2）針對(duì)頂進(jìn)工作坑的檢查，要確保設(shè)備與土體之間的距離符合要求，確保整體結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)定，不會(huì)在作業(yè)過程產(chǎn)生位移，并要求對(duì)存在位移風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備后靠土體進(jìn)行加固。

（3）對(duì)頂管進(jìn)出預(yù)留洞內(nèi)的土體特征進(jìn)行檢查，根據(jù)機(jī)頭類型和周邊環(huán)境采用井點(diǎn)降水和土體加固等措施，確保整個(gè)區(qū)域土體的穩(wěn)定性，并保證地下管線和周邊建筑物不受影響。另外，要保證機(jī)頭可以順利進(jìn)出洞口而不受影響和干擾。

（4）在工作坑洞口位置設(shè)置風(fēng)門板、止水圈等裝置，并要求止水圈可以在整個(gè)頂管過程中起到防止水土流失的作用。另外，還要檢查風(fēng)門板的操作是否方便。

（5）確保千斤頂、導(dǎo)軌、油泵站等設(shè)備的設(shè)置和安裝符合設(shè)計(jì)規(guī)范，確保各設(shè)備的安裝定位、標(biāo)高符合要求，并保持穩(wěn)定性。對(duì)頂機(jī)等設(shè)備進(jìn)行單機(jī)和聯(lián)機(jī)測試，確保設(shè)備運(yùn)行正常后，再拆除封門機(jī)頭頂進(jìn)土體。頂進(jìn)作業(yè)期間，要安排專人檢測、保養(yǎng)和維護(hù)設(shè)備。

3.4 頂管接收坑的設(shè)置及相關(guān)設(shè)備的安裝

（1）在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下，對(duì)接收坑的位置進(jìn)行檢查，避開高壓電力設(shè)施、交通道路、地下管線等，并與周邊建筑物保持距離，避免造成不利影響。根據(jù)實(shí)際情況，必要時(shí)做好土體加固、降水工作，保證現(xiàn)場安全。

（2）要求僅在機(jī)頭靠近洞口時(shí)才能進(jìn)行開鑿作業(yè)，在機(jī)頭進(jìn)洞前要控制切土、水沖，嚴(yán)格控制頂進(jìn)速度，確保機(jī)頭平穩(wěn)進(jìn)入洞口。

（3）要保證導(dǎo)軌和進(jìn)洞機(jī)頭的安裝規(guī)范和質(zhì)量，確保導(dǎo)軌標(biāo)高與機(jī)頭進(jìn)洞標(biāo)高的一致性，如果導(dǎo)軌標(biāo)高過低時(shí)，要使用模板墊塞，避免損傷機(jī)頭和相關(guān)設(shè)備設(shè)施。

3.5 頂力估算及中繼環(huán)

（1）對(duì)施工組織設(shè)計(jì)中的頂力進(jìn)行科學(xué)估算，確定中繼環(huán)的位置，對(duì)工作坑結(jié)構(gòu)后靠強(qiáng)度、土體荷載能力進(jìn)行計(jì)算，確保其能夠達(dá)到工程施工要求。

（2）結(jié)合圖紙，檢查中繼環(huán)型號(hào)、尺寸，通過實(shí)地考察測量和分析，確保中繼環(huán)千斤頂達(dá)到同步同行程的效果。應(yīng)確保橡膠止水圈足夠耐磨，滿足中繼環(huán)長期反復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求。保證單個(gè)中繼環(huán)頂力符合要求，并有一定的余量留存。

（3）在頂管中，最大頂力應(yīng)小于管材本身能夠承受的頂力極限。

（4）確保工作坑主千斤頂最大頂力小于工作坑后靠結(jié)構(gòu)和土體的最大允許頂力，留足余量。

（5）為有效避免頂力、控制力突增的情況，要在增設(shè)中繼環(huán)的基礎(chǔ)上采用觸變泥漿達(dá)到減少管壁和土體之間的摩擦阻力。要保證頂進(jìn)作業(yè)的連續(xù)性，減少停止的情況，在頂進(jìn)作業(yè)期間做好過程監(jiān)督和實(shí)時(shí)評(píng)估，處理好各種問題。

（6）全面檢查頂機(jī)設(shè)備的參數(shù)、部件狀況，處理好頂進(jìn)長度、地面沉降等方面的問題，全面收集施工中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。監(jiān)理單位要指派人員在現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督檢查，并要求監(jiān)理人員具有良好的風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，對(duì)各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，督促相關(guān)技術(shù)單位采取必要措施，避免頂力突增情況。

3.6 管節(jié)進(jìn)洞

（1）管節(jié)進(jìn)洞前，要做好對(duì)機(jī)頭軸線和標(biāo)高的監(jiān)控，確保其均對(duì)準(zhǔn)洞口保持勻速平穩(wěn)的方式進(jìn)洞，做好過程的校準(zhǔn)和糾偏，確保機(jī)頭和管節(jié)順利進(jìn)入洞口。

（2）針對(duì)洞口位置的土體和地下管線、周邊建筑物采用一定的方法做好加固和保護(hù)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的土體形變情況進(jìn)行監(jiān)測。

（3）檢查接收坑內(nèi)部的工具管、支承結(jié)構(gòu)，確保相關(guān)設(shè)施安裝到位，并保證軸線、標(biāo)高與機(jī)頭入洞的方向一致。

（4）當(dāng)機(jī)頭面向洞口時(shí)，拆除洞口封墻、封板，拆除后立刻將機(jī)頭頂入洞口并順利進(jìn)入導(dǎo)軌，避免機(jī)頭長時(shí)間在洞口前滯留。待管節(jié)進(jìn)入洞口后，封堵管節(jié)和洞內(nèi)壁之間的間隙，避免出現(xiàn)水土流失情況。

3.7 管節(jié)頂進(jìn)

（1）待機(jī)頭進(jìn)入洞口，根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)調(diào)整設(shè)備操作參數(shù)，使頂管狀態(tài)符合要求。

（2）根據(jù)組織計(jì)劃和設(shè)計(jì)方案檢查壓漿孔、管節(jié)和中繼環(huán)的布置情況，針對(duì)粗變泥漿的壓注要遵循“機(jī)尾壓漿、管中順序補(bǔ)漿、隨頂隨壓漿、特殊地段或地面沉降增量時(shí)增大壓漿量”等相關(guān)原則，做好壓漿量和時(shí)間的計(jì)算分析。

（3）要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行全面檢查，檢查對(duì)象包括機(jī)頭內(nèi)部校準(zhǔn)板，做好軌跡核對(duì)，如果偏差超過允許范圍，要及時(shí)分析原因，并按照規(guī)范的方式糾偏。機(jī)頭內(nèi)部設(shè)置的兩組糾偏千斤頂?shù)募m偏行程差值要控制在5cm以內(nèi)。

（4）監(jiān)理單位要持續(xù)關(guān)注頂進(jìn)情況，檢測和分析頂進(jìn)過程中周邊土壤情況、設(shè)備各類參數(shù)，對(duì)出現(xiàn)作業(yè)問題要積極與施工單位溝通，采取有效的方法進(jìn)行處理。如果現(xiàn)場出現(xiàn)冒漿情況，要督促技術(shù)人員快速查明原因，根據(jù)實(shí)際情況采取減壓、封堵的方式合理解決問題。

3.8 管節(jié)出洞

（1）在管節(jié)出洞前，監(jiān)理人員需要全面檢查整個(gè)系統(tǒng)，督促具有相關(guān)資質(zhì)的人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試，確保系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備和元件正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在保證相關(guān)準(zhǔn)備工作符合要求時(shí)再逐步開展管節(jié)出洞工作。

（2）要檢查洞口止水圈的安裝質(zhì)量，確保尺寸和安裝方式都符合實(shí)際，觀測止水圈附近是否存在滲漏情況。

（3）對(duì)洞口前土體進(jìn)行加固處理，保證在拆除洞口后不會(huì)出現(xiàn)土體大幅度位移、塌方和水土流失情況。

（4）在機(jī)頭出洞過程中，要保證頂進(jìn)操作的平穩(wěn)性，以較低的速度進(jìn)行勻速推進(jìn)。當(dāng)首段管節(jié)出洞口后進(jìn)行壓注觸變泥漿操作。當(dāng)管節(jié)出洞口約15m左右，監(jiān)理人員要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行檢查，監(jiān)督施工人員以規(guī)范的方式調(diào)節(jié)各類技術(shù)參數(shù)，開展規(guī)范的操作活動(dòng)。

（5）如果在機(jī)頭出洞環(huán)節(jié)中遇到異物，要先暫停操作，在保證設(shè)備、管節(jié)安全的情況下去除異物。在機(jī)頭出洞操作期間還要對(duì)機(jī)頭進(jìn)行細(xì)致的防護(hù)，避免其受到損傷。

4 結(jié)語

本工程所屬大項(xiàng)目汀溪水庫群至翔安原水輸水工程，在同安區(qū)2018年8月才完全交地的情況下，于同年12月底完成主管線全線施工，2019年1月完成調(diào)試并通水，使翔安水廠使用上同安汀溪水庫水源，大大緩解了翔安區(qū)水源緊張問題，保障了翔安地區(qū)供水安全。