淺談砂卵石地層人工頂管施工監(jiān)測技術(shù)

趙全峰

【摘? 要】論文介紹了成都新都區(qū)砂礫石地層人工頂管施工高程、軸線控制技術(shù)，以往頂管施工測量控制通常采用激光經(jīng)緯儀或全站儀進(jìn)行控制，本工程主要介紹采用激光水準(zhǔn)儀吊線法測量控制方法，不僅解決了常規(guī)儀器的煩瑣操作程序，并且在工作井內(nèi)操作方便，可以有效消除測量誤差，實(shí)踐中取得了良好效果。

【Abstract】This paper introduces the construction elevation and axis control technology of artificial pipe jacking in sand and gravel strata in Xindu District of Chengdu. In the past， laser theodolite or total station is usually used to control pipe jacking construction measurement. This project mainly introduces the method of measuring and controlling with laser level suspension method， which not only solves the complicated operation procedure of the conventional instrument， but also is convenient to operate in the working well， which can effectively eliminate the measurement error and obtain good results in practice.

【關(guān)鍵詞】頂管施工;測量控制;方法

【Keywords】pipe jacking construction; measurement and control; method

【中圖分類號】U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）11-0183-02

1 引言

手掘式頂管法具有頂管的普遍優(yōu)點(diǎn)，即土方開挖少，作業(yè)人員少，建設(shè)公害少，文明施工程度高，不影響交通及其上構(gòu)（建）筑物，不需拆遷，覆土深時節(jié)省投資等。本工程為成都地區(qū)典型砂礫石地層，選用人工頂管施工。頂管施工高程和軸線控制是重難點(diǎn)，特別是砂礫石地層，具有容易產(chǎn)生偏差、糾偏困難等特點(diǎn)，管道軸線和高程質(zhì)量控制直接影響線路能否貫通，過程中必須做到勤測量、勤糾偏，因此，對管道中心線、高程都應(yīng)精確地確定。

2 工程概況與特點(diǎn)

三河片區(qū)3#線（金河灣小區(qū)片區(qū)管線）主要收集貨運(yùn)大道繞城立交至萬石路連接線污水及金河灣小區(qū)污水，起點(diǎn)為金河灣小區(qū)西南側(cè)現(xiàn)狀污水檢查井，沿貨運(yùn)大道繞城立交至萬石路連接線旁綠化帶敷設(shè)，經(jīng)金河灣小區(qū)外綠化帶，在寶成鐵路上游約132m處垂直下穿毗河，最后排入斑竹園污水處理廠。污水管網(wǎng)工程在下穿毗河后至斑竹園污水廠范圍（24#～31#井段），埋深5.1～8.2m，設(shè)計(jì)采用頂管施工，管徑DN800，鋼筋混凝土鋼承口Ⅲ級管，全長共285m，最大頂進(jìn)長度56m，最小頂進(jìn)長度16m，根據(jù)地勘資料管道主要穿越砂卵石地層，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用人工手掘式頂管進(jìn)行施工，24#～31#頂管施工位于毗河流域左岸，地下水豐富，沿線布置8處降水井全過程進(jìn)行降水。

①施工總平面布置圖（見圖1）。②場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)。地基土由填土、粉土、淤泥質(zhì)粉土、砂土及卵石等物理力學(xué)性質(zhì)差異懸殊的多種土層組成，場地為不均勻地基。各地基土的工程特征與適宜性分述如下。人工填土層（Q4ml）：場地內(nèi)主要為雜填土，成分雜而不均，結(jié)構(gòu)松散，為近期堆填，具較大的濕（震）陷性，屬特殊性巖土，未經(jīng)換填、碾壓夯實(shí)處理，不能作為管道地基持力層。第一，粉土（Q4al）：分布不均，厚度變化較大，呈松散-稍密狀，稍濕，承載力較低，屬中壓縮性土，可作為管道地基持力層及下臥層。第二，砂土（Q4al）：場地內(nèi)所見砂土，主要為細(xì)砂，呈不規(guī)則的透鏡狀零星分布于卵石層頂部及其中，呈松散狀，承載力低，位于卵石層頂部厚度≥1.0m的細(xì)砂具中等液化性，不能作為管道地基持力層，并為場地內(nèi)的不良地質(zhì)體。第三，淤泥質(zhì)土（Q4al）：場地內(nèi)局部少量分布，厚度較小，呈軟塑-流塑狀，屬高壓縮性土及特殊性軟土。在場地內(nèi)分布于管道基底設(shè)計(jì)標(biāo)高之下，不能直接作為地基持力層，若作為地基下臥層，須進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。第四，卵石層（Q4al）：呈松散-密實(shí)狀，濕-飽和，分布穩(wěn)定，厚度大，力學(xué)強(qiáng)度高，屬中-低壓縮性，是良好的天然地基持力層及下臥層[1]。

3 測量原理

①準(zhǔn)備工作：在頂管施工偏差測量前，用全站儀把地面控制點(diǎn)坐標(biāo)引測到工作井頂面定出上下游點(diǎn)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)，其兩點(diǎn)聯(lián)線即為頂管設(shè)計(jì)軸線;用全站儀在基坑內(nèi)工作井始發(fā)洞口處D點(diǎn)設(shè)置軸線點(diǎn)。②頂進(jìn)過程，采用吊線將軸線基準(zhǔn)點(diǎn)引至工作井0點(diǎn)，并將激光水準(zhǔn)儀架設(shè)于0點(diǎn)上，通過頂部水平氣泡人工調(diào)整對中。③軸線控制方法：通過對中后的激光水準(zhǔn)儀發(fā)射的垂直線瞄準(zhǔn)D點(diǎn)進(jìn)行軸線方向控制，掌子面設(shè)置目標(biāo)靶進(jìn)行校核軸線。④高程控制方法：通過激光水準(zhǔn)儀發(fā)射的垂直線瞄準(zhǔn)導(dǎo)軌基座上C點(diǎn)高程（做為后視點(diǎn)），掌子面設(shè)置目標(biāo)靶進(jìn)行高程控制。

若發(fā)現(xiàn)有偏差操作人員可以及時依據(jù)測量光靶上的偏差數(shù)據(jù)來進(jìn)行糾偏[2]。

4 糾偏方法

管道在頂進(jìn)過程中，由于迎面阻力、管壁摩擦力分布不均勻和千斤頂?shù)奈⑿∑牡榷伎赡軐?dǎo)致工具管前進(jìn)的方向偏移或旋轉(zhuǎn)。為保證管道的施工質(zhì)量，必須及時糾正，才能避免施工偏差超過允許值。頂進(jìn)過程中要：“勤頂、勤挖、勤測、勤糾”，始發(fā)頂進(jìn)進(jìn)入土層時每頂進(jìn)30cm測量不少于1次，正常頂進(jìn)時每頂進(jìn)1.0m測量不少于1次。

①挖土校正法。在管子偏向設(shè)計(jì)中心線的一側(cè)適當(dāng)超挖，以使迎面阻力減小，而在相對一側(cè)欠挖或留坎，使迎面阻力加大，而形成力偶，讓首節(jié)管子調(diào)向，逐漸回到設(shè)計(jì)位置。高程檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)管子“低頭”時，則在管頂處向上多挖土，管底處略挖出向上斜坡，管頂少挖土，再進(jìn)行頂進(jìn)即得以校正。②頂木校正法。當(dāng)偏差大于3mm時或利用挖土校正法無效時，用1根原木，一端頂在管子偏向的另一側(cè)內(nèi)管壁上，另一端支在墊有木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后開動千斤頂，利用頂進(jìn)時斜支管子所產(chǎn)生的分力使管子得以校正。

5 結(jié)語

通過285m砂礫石地層人工頂管施工，掌握了人工頂管施工軸線和高程監(jiān)測控制方法，不僅操作方便，而且大大節(jié)約了工程成本，經(jīng)成都市新都區(qū)質(zhì)監(jiān)站、建設(shè)單位、監(jiān)理單位在施工過程中的監(jiān)督、檢查確認(rèn)，工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

【參考文獻(xiàn)】

【1】章書壽.工程測量[M].北京：水利水電出版社，1994.

【2】GB 50268—2008給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].