周文歡

（廈門(mén)路橋百城建設(shè)投資有限公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

在城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，城市土地資源日益緊張。規(guī)劃和實(shí)施城市地下綜合管廊工程項(xiàng)目，可進(jìn)一步提高土地資源利用率，提高城市綜合承載力，為城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在城市地下綜合管廊工程中，應(yīng)選擇合適的施工技術(shù)，如頂管技術(shù)，并嚴(yán)格控制超大斷面圓形頂管等部位的施工質(zhì)量管理，這對(duì)高質(zhì)量、高效率地完成工程具有積極的推動(dòng)作用。

1 工程概述

某地下綜合管廊項(xiàng)目位于廈門(mén)市，總長(zhǎng)度約7.25km，設(shè)有高壓電力艙和市政艙，標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸為（3.6+3.0）×3.2m；分現(xiàn)澆段、預(yù)制疊合板段和超大斷面頂管段。其中超大斷面頂管段采用圓形形式，總長(zhǎng)度1100m，斷面尺寸分別有3m、3.2m、3.5m 三類。該工程共設(shè)計(jì)4 段頂管：A 段頂管直徑3.5m，長(zhǎng)70m，橫穿城市主干道，頂進(jìn)范圍地層為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，局部存在中風(fēng)化花崗巖；B段頂管直徑為3.2m，長(zhǎng)為500m，曲線頂進(jìn)；C 段、D 段頂管直徑均為3m，長(zhǎng)度分別為140m 和390m；B、C、D段頂管主要穿越粉質(zhì)黏土、殘積砂質(zhì)黏性土和全風(fēng)化花崗巖等土層。

2 城市地下綜合管廊超大斷面圓形頂管施工技術(shù)

2.1 前期勘察

為了保證城市地下綜合管廊頂管施工順利進(jìn)行，進(jìn)行頂管施工前，一定要對(duì)周邊環(huán)境和地下水文地質(zhì)進(jìn)行細(xì)致勘察。

首先，需要客觀分析車(chē)流及人流密度等，進(jìn)而判斷地面動(dòng)、靜荷載對(duì)地層的影響。

其次，全方位檢查排水系統(tǒng)，若地下既有管道的布設(shè)較為復(fù)雜，則不得盲目展開(kāi)施工。

再次，系統(tǒng)地排查地下管道，包括但不限于供水管道、煤氣管道以及通信管道等，明確既有管道所處位置，避免地下施工給管道造成破壞。

最后，重點(diǎn)檢查雨水渠箱、污水管道，排查潛在安全隱患，確保頂管施工順利進(jìn)行。

2.2 工作井及接收井施工

進(jìn)行工作井及接收井施工前，需要做好施工現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，掌握地質(zhì)條件及水文條件，并結(jié)合管線分布情況及車(chē)輛荷載情況，制訂可行的防護(hù)措施。同時(shí)，依據(jù)施工方案，采用全站儀等測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量放線，精準(zhǔn)地定位工作井及接收井的位置?；又ёo(hù)采用沉井或灌注樁，土方開(kāi)挖采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)配合小型挖掘機(jī)，遵循“開(kāi)槽支撐，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖”的原則進(jìn)行土方開(kāi)挖（見(jiàn)圖1）。

圖1 工作井示意圖（單位：mm）

2.3 機(jī)型選擇

非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，所以在頂管機(jī)的選型方面，一方面要保證設(shè)備的可靠性，另一方面應(yīng)重視結(jié)合工程水文地質(zhì)和施工環(huán)境條件合理選擇機(jī)型，以便提高工作效率，保證經(jīng)濟(jì)性。

在該項(xiàng)目的A 段頂管工程中，頂進(jìn)范圍地層包含碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，局部存在中風(fēng)化花崗巖。由于地面環(huán)境條件要求嚴(yán)格，不允許有任何破壞或沉降情況發(fā)生，加之地下巖體的風(fēng)化強(qiáng)度分布不均勻，存在左右或上下強(qiáng)度不均等現(xiàn)象，為保證順利頂進(jìn)，防止機(jī)體因強(qiáng)度分布不均產(chǎn)生偏移，只能選擇泥水平衡式且具有破碎巖石功能的機(jī)型。此類機(jī)型適用的地質(zhì)范圍較廣，對(duì)周?chē)翆佑绊懶?，地面變形小，可連續(xù)出土，施工速度快，缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用高，需在地面設(shè)置泥漿處理、輸送裝置。

B、C、D 段的頂管長(zhǎng)度較長(zhǎng)，最長(zhǎng)達(dá)到500m，頂管過(guò)程中主要穿越粉質(zhì)黏土、殘積砂質(zhì)黏性和全風(fēng)化花崗巖等土層。在施工前，為確保機(jī)型選擇正確，需要對(duì)地質(zhì)水文情況進(jìn)行復(fù)核，必要時(shí)可采取補(bǔ)勘措施。根據(jù)勘察報(bào)告的地質(zhì)描述，地質(zhì)比較均一，因此可選擇適用性較廣的土壓平衡頂管機(jī)。該機(jī)型的主要優(yōu)點(diǎn)是施工進(jìn)度快，棄土處理和運(yùn)輸方便，機(jī)械費(fèi)用較低。經(jīng)加密補(bǔ)勘發(fā)現(xiàn)，在B、D 段附近井邊約10m 處，存在兩處中風(fēng)化較大的孤石，土壓平衡頂管機(jī)遇到孤石將無(wú)法繼續(xù)頂進(jìn)，會(huì)嚴(yán)重影響工期和大幅增加施工費(fèi)用。因此，對(duì)B、C、D 段三段的頂管重新進(jìn)行研判，認(rèn)為選擇泥水平衡式且具有破碎巖石功能的機(jī)型才能保證頂管施工順利進(jìn)行。

2.4 頂進(jìn)推力確定

在大斷面圓形頂管施工中，頂力確定十分關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及施工要求，根據(jù)管道外徑、管道頂進(jìn)長(zhǎng)度、管壁與土的摩阻力、迎面阻力等因素計(jì)算頂力。由于理論計(jì)算結(jié)果會(huì)與實(shí)際施工情況存在一定的差異，因此還應(yīng)綜合考慮頂進(jìn)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)頂進(jìn)情況和線路糾偏等因素，進(jìn)而確定最適宜的頂力。對(duì)于曲線特殊頂管，應(yīng)考慮增加頂力附加系數(shù)值；對(duì)于超長(zhǎng)距離頂管，還應(yīng)分別計(jì)算第一道、第二道及以上的中繼間頂力，并留有足夠的頂進(jìn)力安全儲(chǔ)備。

2.5 穿墻施工

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，頂管施工中的穿墻作業(yè)容易受到多種因素影響，導(dǎo)致施工質(zhì)量不佳，降低頂管施工效果。為確保該工程大斷面圓形頂管施工達(dá)到高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在組織施工人員進(jìn)行穿墻作業(yè)時(shí)，需要保證穿墻鉆頭處于正常開(kāi)啟狀態(tài)，并根據(jù)施工方案，準(zhǔn)備好所需水泥黏土，為連續(xù)穿墻施工做好充分的準(zhǔn)備。同時(shí)，利用水泥黏土進(jìn)行堵水操作，并安裝止水環(huán)，且止水環(huán)應(yīng)具有較強(qiáng)的拉伸性和耐磨性。

2.6 管道頂進(jìn)

目前，管道頂進(jìn)施工有手動(dòng)頂管和自動(dòng)頂管兩種方式，該工程采用自動(dòng)頂管施工方式。

楊鵬作品的特色——“不可思議的想象、不同凡響的夸張、不可復(fù)制的喜劇”，在這一時(shí)期已初見(jiàn)雛形。如今的楊鵬經(jīng)常被媒體冠以“幻想大王”的稱號(hào)，“幼功”就是當(dāng)年給弟弟妹妹編故事時(shí)練下的。

首先，鋪設(shè)基坑導(dǎo)軌，確保導(dǎo)軌穩(wěn)定，允許承受頂管施工中的最大荷載，且能為頂管機(jī)提供運(yùn)行所需動(dòng)力。

其次，為了避免施工過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，需要對(duì)導(dǎo)軌及施工設(shè)備的使用性能進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)分析問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因，并采取針對(duì)性的解決措施解決問(wèn)題，確保施工設(shè)備可以有效應(yīng)用。

再次，在拆除封門(mén)的第一時(shí)間將管道頂入土層內(nèi)部。

最后，為了避免頂管過(guò)程中出現(xiàn)線位誤差，需要設(shè)置測(cè)量控制點(diǎn)，以便在頂管施工工程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路偏差，并針對(duì)性地處理，從而提高施工效果[1]。

2.7 管道糾偏

管道偏差大于允許偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾偏。糾偏過(guò)程應(yīng)循序漸進(jìn)，以確保管道軸線以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩交氐皆O(shè)計(jì)軸線。

第一，在頂管過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照放樣復(fù)測(cè)制度進(jìn)行頂管測(cè)量，并做好原始記錄，堅(jiān)持三級(jí)復(fù)測(cè)（施工組測(cè)量員—項(xiàng)目管理部—監(jiān)理工程師），確保測(cè)量結(jié)果和頂進(jìn)線路的準(zhǔn)確性。

第二，必須定時(shí)復(fù)測(cè)并及時(shí)調(diào)整布設(shè)在工作井后方的儀座，避免頂進(jìn)時(shí)儀座出現(xiàn)移位和變形。

第三，頂進(jìn)糾偏必須勤測(cè)量、多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在10～20°間，并設(shè)置偏差警戒線。

第五，平面糾偏采用經(jīng)緯儀測(cè)量檢查，高程偏差采用水準(zhǔn)儀測(cè)量，測(cè)量頻率一般每天不少于4 次，頂管到達(dá)接收井前要加大檢測(cè)頻率。

2.8 監(jiān)測(cè)控制

在管道頂進(jìn)過(guò)程中，地層應(yīng)力的改變會(huì)導(dǎo)致周?chē)刭|(zhì)產(chǎn)生位移和變形，包括土體的側(cè)向位移和豎向沉降。這些位移一旦超出一定范圍，會(huì)破壞地層結(jié)構(gòu)，影響周邊建（構(gòu)）筑物及地下管線的使用安全性。因此，在管道頂進(jìn)過(guò)程中，對(duì)地表和周邊結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。

由于頂管施工受到地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其他因素的影響，很難單純從理論上預(yù)測(cè)工程中可能遇到的問(wèn)題，且理論預(yù)測(cè)值不能全面、準(zhǔn)確地反映工程的各種變化。因此，在理論指導(dǎo)下有計(jì)劃地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)極為必要。特別是對(duì)于復(fù)雜、規(guī)模較大的工程，需要建立一套嚴(yán)密、科學(xué)的監(jiān)控量測(cè)體系，以全面監(jiān)控施工過(guò)程中地質(zhì)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的變形情況。通過(guò)分析、判斷、預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的情況，以便及時(shí)采取措施消除各種隱患，將施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響降至最低。因此，在施工過(guò)程中需要開(kāi)展以下監(jiān)測(cè)內(nèi)容：水平位移監(jiān)測(cè)、垂直位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、水平位移監(jiān)測(cè)、周邊建（構(gòu)）筑物位移和沉降（見(jiàn)表1）。

表1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目控制值

通過(guò)對(duì)比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)值，可以判斷上一步施工工藝和施工參數(shù)是否達(dá)到預(yù)期要求，并據(jù)此控制下一步的施工工藝和施工進(jìn)度，使整個(gè)頂進(jìn)過(guò)程始終處于安全、可控的狀態(tài)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、快捷的施工目標(biāo)。

3 城市地下綜合管廊超大斷面圓形頂管施工質(zhì)量控制措施

3.1 施工準(zhǔn)備控制

為了保證城市地下綜合管廊超大斷面圓形頂管施工質(zhì)量，提高管廊的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)做好以下施工前的準(zhǔn)備工作：

第一，組織技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底，詳細(xì)介紹工程的基本情況、施工內(nèi)容、頂管技術(shù)、施工工藝流程、施工要點(diǎn)、注意事項(xiàng)等。

第二，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整控制點(diǎn)數(shù)量，并按照施工圖紙合理設(shè)置控制點(diǎn)。

第三，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地面沉降情況，沿工作井、接收井及頂管路由進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)，避免后續(xù)施工中出現(xiàn)管線偏差。

3.2 頂管質(zhì)量控制

為了避免超大斷面圓形頂管施工質(zhì)量問(wèn)題，影響市政道路的整體使用效果，在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)頂管質(zhì)量控制。根據(jù)地勘資料，計(jì)算各管頂進(jìn)時(shí)所需的最大頂力，驗(yàn)算各管節(jié)和頂管后座處的沉井側(cè)壁所能承受的最大抗力，并確保必須大于最大頂力，從而確定管壁厚度，布置頂進(jìn)設(shè)備等。管材采用鋼筋混凝土管，具體要求按《頂進(jìn)施工法用鋼筋混凝土排水管》（JC/T 640—2010）執(zhí)行，并且要求標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長(zhǎng)2.0～2.5m，部分節(jié)段根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)管長(zhǎng)[2]。另外，為了避免工作井施工出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，還要對(duì)砌體材料進(jìn)行嚴(yán)格管控，保障其具有較強(qiáng)的抗壓特性。

3.3 后背墻質(zhì)量控制

在頂管施工過(guò)程中，可能會(huì)受到某些因素的影響，導(dǎo)致后背墻的施工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)。例如，后背墻枕木未能與土壁緊密接觸，導(dǎo)致兩者的密封性不佳。為了避免上述問(wèn)題，應(yīng)對(duì)后背墻的施工進(jìn)行嚴(yán)格把控，并按照相關(guān)規(guī)范和施工圖紙的要求進(jìn)行每道工序的操作。具體而言，要確保后背墻枕木與土壁充分接觸，如果發(fā)現(xiàn)后背墻體水分含量較高，應(yīng)適當(dāng)降低鉆進(jìn)施工的速度，以避免對(duì)頂管施工造成負(fù)面影響，導(dǎo)致施工無(wú)法正常進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著人們生活水平的提高，對(duì)城市生活環(huán)境的需求也相應(yīng)提高。為了更好地利用城市空間、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國(guó)范圍內(nèi)規(guī)劃和建設(shè)的城市綜合管廊數(shù)量日益增多。然而，在實(shí)際的城市地下綜合管廊工程建設(shè)中，超大斷面圓形頂管施工易受多種因素影響，會(huì)對(duì)施工質(zhì)量以及城市地下綜合管廊的應(yīng)用效果產(chǎn)生不利影響。因此，必須高度重視并有效實(shí)施超大斷面圓形頂管施工質(zhì)量控制，加強(qiáng)對(duì)施工準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)排查、工序質(zhì)量、監(jiān)測(cè)糾偏等方面的控制，盡量避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，建設(shè)高質(zhì)量的超大斷面圓形頂管管廊，為城市地下綜合管廊工程建設(shè)創(chuàng)造有利條件。