□于洪濤（周口市水利建筑工程局）

1 工程概況

河南省南水北調(diào)受水區(qū)周口供水配套工程施工五標(biāo)段穿越商周（商丘-周口）高速公路頂管工程，位于商水縣張莊鄉(xiāng)河灣村西側(cè)，穿越長度198m，穿越段交叉路面總寬度97.96m，路基寬度125.11m，交叉角度79.32°，穿越段路面高程55.95m，原地面高程46.35m，輸水管道中心高程40.42m，外套管頂高程42.52m，高速公路路面下距套管頂覆土厚度最小13.43m，原始地面最小覆土厚度3.83m，頂管為DN3000 鋼筋混凝土管，內(nèi)置DN2400 鋼管，鋼管壁厚28mm，滿足不通車路段≥1 倍管道外徑的設(shè)計要求。

2 地質(zhì)條件

本工程穿越土層在粉質(zhì)粘土層，地下水位41.10m。該土層土體軟弱，含水量大，連續(xù)穿越198m，因高速公路下無法降排水，只能采取泥水平衡頂管掘進(jìn)施工方案。泥水平衡掘進(jìn)機(jī)具有沉降控制精度高，頂進(jìn)速度快，便于操作和維修，施工可靠性好等特點。本工程穿越實際使用DN3000TLM 掘進(jìn)機(jī)，地表隆起控制值<0.10mm。此外，該掘進(jìn)機(jī)的操作是在地面控制室進(jìn)行，采用激光導(dǎo)向,閉路電視監(jiān)控，具有自動化程度高，軸線易控制等優(yōu)點。

穿越高速公路頂管在施工過程中出現(xiàn)問題無法采取補救措施，面對連續(xù)頂進(jìn)距離長、頂力及軸線位置不宜控制等施工技術(shù)難題，特別對頂管頂進(jìn)過程中軸線、高程偏差預(yù)防、糾偏及處理措施等方面要妥善得當(dāng)。項目部施工技術(shù)人員通過測量控制、機(jī)頭選型、設(shè)備安裝調(diào)試、頂進(jìn)控制等施工工藝，使198m 套管頂進(jìn)及內(nèi)套管安裝一次成功，軸線偏差符合規(guī)范及設(shè)計要求。

3 施工測量控制

大口徑長距離頂管頂進(jìn)測量控制非常重要，應(yīng)勤頂勤測，隨時校正。一般在下管前和下管頂進(jìn)一次后均應(yīng)測量一次，正常頂進(jìn)時每頂進(jìn)一米測一次，因為軸線誤差直接影響地表沉降與進(jìn)洞姿態(tài)，而且在頂進(jìn)中誤差累計到一定程度，必然會影響管道的整體姿態(tài)，且偏差值過大不易校正，甚至不能保證順利進(jìn)洞。因此控制管道軸線的偏轉(zhuǎn)、偏移是頂管施工的重點，同時也是施工難點之一。為保證頂進(jìn)管道軸線施工質(zhì)量符合要求，必須在管道頂進(jìn)施工前、中、后全過程實時跟蹤測量。尤其是進(jìn)洞測量和前50m 軸線控制，應(yīng)加強(qiáng)軸線復(fù)測力度，從而確保安全進(jìn)洞。圖1、圖2為施工現(xiàn)場前50m 軸線、高程偏差測量控制圖。

4 施工過程糾偏

4.1 頂管糾偏監(jiān)測

頂管糾偏是頂管頂進(jìn)施工的關(guān)鍵，其允許偏差值為：中心線位50mm。

圖1 前50m 管道軸線里程-平面偏差圖

高程+30mm，-40mm。在施工中設(shè)置報警中心線數(shù)值為：中線±25mm，高程+15mm，-20mm。

4.2 糾偏控制

在頂管頂進(jìn)過程中，由于周圍穿越土層的變化，頂力的不均勻，管道聯(lián)接的誤差等因素，均可能造成頂管中線偏離設(shè)計中線位置，當(dāng)管道偏差超過10mm 時，應(yīng)及時采取糾偏措施。糾偏動作依據(jù)主要由方向控制測量的成果決定。

圖2 前50m 管道軸線里程-高程偏差圖

為消除測量基準(zhǔn)的誤差，在頂進(jìn)50m 處要對測量基準(zhǔn)作一次全面復(fù)測。機(jī)頭進(jìn)洞前25m 處，對機(jī)頭的偏差進(jìn)行一次精準(zhǔn)的測量，確定糾偏控制措施，以確保機(jī)頭以盡可能小的偏差進(jìn)洞。

4.3 糾偏指導(dǎo)思想

糾偏措施的指導(dǎo)思想是“減緩發(fā)展，穩(wěn)慢回歸，平行找順，糾偏一半，反曲靠線，主動微調(diào)”。發(fā)現(xiàn)誤差時，不能急于求成，應(yīng)分析問題，找出原因，根據(jù)情況減緩誤差發(fā)展，直至糾偏歸位。第一步，找出誤差大的一面進(jìn)行糾偏工作，糾偏千斤頂在原基礎(chǔ)上的伸出量為2～4mm，這時誤差雖仍在持續(xù)少量增加，但經(jīng)過采取措施、頂進(jìn)控制后已形成回歸趨勢。第二步，經(jīng)過一段頂進(jìn)后（3m 左右）出現(xiàn)頂進(jìn)軸線與設(shè)計中心線平行時，可多頂一段距離（5～10m），使軸線穩(wěn)妥回歸。第三步向設(shè)計中心靠攏，仍將千斤頂繼續(xù)伸出2mm 左右，本著穩(wěn)慢原則，每頂2～3m 可向設(shè)計中心靠近5mm，當(dāng)誤差已校正1/2 時，反向糾偏千斤頂開始伸出（2mm），這時的機(jī)頭仍然向設(shè)計中心靠攏，但其軌跡可能已向反方向演變，故稱“反曲靠線”，只有這樣才能避免“矯枉過正”、軌跡忽左忽右的現(xiàn)象。

5 管道軸線偏差成因、預(yù)防及處理

5.1 偏差主要成因

5.1.1 地質(zhì)條件變化

頂進(jìn)地層正面因土質(zhì)發(fā)生變化造成阻力不均勻，使機(jī)頭受力不平衡，形成導(dǎo)向偏差，致使管道軸線偏差。

5.1.2 后背墻位移

頂管后背墻不平整或發(fā)生位移，使頂力合力線偏移，造成管道軸線偏差。

5.1.3 千斤頂不匹配

千斤頂不能同步動作，或千斤頂間頂力相差比較大，或千斤頂安裝精度不足，造成頂力合力線偏移，使管道軸線發(fā)生偏差。

5.2 偏差預(yù)防措施

5.2.1 加強(qiáng)地質(zhì)勘測

頂管施工前對管道通過區(qū)域、地帶的地質(zhì)情況和環(huán)境情況認(rèn)真調(diào)查，設(shè)置相匹配的測力裝置，指導(dǎo)糾偏。糾偏按照“勤糾偏、勤測量、小量糾、緩糾正”的操作原則進(jìn)行。

5.2.2 配套相應(yīng)設(shè)備

采用同種規(guī)格的千斤頂，使其行程、頂速、頂力相一致，保持頂進(jìn)合力線與管道中心線相閉合。

5.2.3 加強(qiáng)頂管后背墻施工質(zhì)量控制

通過受力詳細(xì)計算設(shè)置后背，如采用鋼筋混凝土，應(yīng)保證其混凝土標(biāo)號，確保后背墻不發(fā)生位移，并使后背平整，滿足頂進(jìn)設(shè)備的安裝精度。

5.2.4 加強(qiáng)測量記錄工作

頂進(jìn)過程中隨時測量記錄提供數(shù)據(jù)，繪制頂進(jìn)曲線，以利指導(dǎo)頂進(jìn)和糾偏工作。

5.3 偏差處理辦法

5.3.1 調(diào)整千斤頂

重新調(diào)整千斤頂行程、頂速、頂力，或重新調(diào)整千斤頂?shù)陌惭b精度。

5.3.2 加固后背墻

對頂管后背進(jìn)行有效加固，防止位移繼續(xù)發(fā)展，并確保后背平整。

5.3.3 分析資料，適時糾偏

及時收集頂管記錄，認(rèn)真分析頂進(jìn)曲線的發(fā)展趨勢，采取適當(dāng)?shù)募m偏措施，循序漸進(jìn)，切不可操之過急，否則將適得其反。

[1]吳全科，伍田生，林超.軟弱土質(zhì)中大口徑長距離泥水平衡頂管糾偏及減阻施工技術(shù)[J].工業(yè)建筑，2014（4）.