深基坑頂管測量控制技術研究

李俠

摘要：鋼管在頂進施工過程中，頂管機不斷向前移動并轉軸，管內固定導線點并不是固定的，導線數據隨鋼管移動而變化，導致測量數據無法檢核，測量控制工作時間長、難度大、頻率高，成果無法重復使用。測量控制過程受到沉井內徑限制極大，需要高精度測量短邊基線方位以及實施高精度洞內控制測量。本為主要研究深基坑頂管施工工藝，施工測量控制方法以及存在的主要問題，提出了一些解決的深基坑施工主要措施。

關鍵詞：頂管施工;測量控制;頂管工程;深基坑控制

前 ?言

深基坑頂管項目的風險性高、關鍵環節多、控制要點多綜合性較大的工程項目。確保深基坑安全性能好壞的主要手段是施工過程中的控制措施好壞，控制措施與項目管理制度、管理措施與手段、技術設計水平、測量控制技術有直接關系，當然其質量控制還需要監理、設計者、業主等多方面控制手段共同完成。施工過程還要考慮地質條件、施工技術水平，經濟支持、施工組織設計等重要因素，這樣多種因素綜合考慮才能確保深基坑頂管施工的安全以及周圍環境的安全。但是在施工中關鍵環節是測量控制技術，測量控制技術直接影響施工效果以及施工效率。

一、頂管工程施工工藝

深基坑頂管方案設計師應該充分考慮到多方面因素，在深基坑頂管施工前，必須要弄清頂管處的地質情況，當遇到障礙物時要有充分而可靠的應急解決方案。該方法施工主要是機械頂管施工方法。在施工過程中利用機械對鋼管進行頂進施工，管頭挖掘可以采用人工或機械進行施工。該方法適用于地下水位以上黃土地層、軟土地層、地下水位以下強風巖地層;該方法施工特點是施工成本低，在頂進過程中如遇前方障礙物可立即采用人工方式排除;其缺點是頂進管徑應大于1m，否則不便于人員進出，頂進距離不宜過長。

1.頂管工作井施工

井內設集水坑，便于抽排積水;后靠背設置，工作井基礎設定后，根據管道走向設置后靠背;導軌安裝，導軌安裝牢固與準確對管子的頂進質量有較大的影響，因此導軌安裝依據管徑大小、管道坡度、頂進方向確定，頂進方向必須平直，標高、軸線準確。導軌可用輕型鋼軌制作;頂進設備采用千斤頂，頭部設刃口工具管，起切土作用并保護管道及導向作用。為防止土體坍塌，在工具管內設格柵。其它設備準備，工作坑上方設活動式工作平臺，一般采用30號槽鋼作梁，上鋪方木。下管采用臨時吊車吊運下管，出土采用搖頭扒桿。

2.挖土與頂進

工作坑內設備安裝完畢，經檢查各部處于良好正常狀態，即可進開挖和頂進。首先將管子下到導軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測管中心和管底標高以便符合設計要求，即可進行管前端挖土。挖土與運土：管前挖土是保證頂進質量及地上構筑物安全的關鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進管位的準確性，因此管前周圍挖土應嚴格控制。管前挖出的土應及時外運，大管徑可采用手推車推運，管徑較小時，采用雙筒卷揚機牽引小車出土。土運至管外，再用工作平臺上的搖頭扒桿吊到平臺上，然后運出坑外。

二、施工測量與控制

1.控制施工測量方法

1.1 平面定向投點。施工測量參考線是施工過程中重要依據。為精確測定深基坑井下的參考坐標以及方位角，采取在沉井中吊鋼絲兩根鋼絲方法完成一井定向，將地面控制坐標傳遞到施工工作面。

1.2 高程傳遞引測。在高程傳遞之前，必須檢核地面起始水準點高程。主要采用懸掛鋼尺法，即在基坑中懸掛50米鋼尺，鋼尺零端掛一重錘（10kg）.采用兩次儀器高法觀測，由不同的儀器高測得高差互差不大于5mm時，取平均值作為高差值。確定深基坑水準點基點高程后，再精確測出頂管腰線位置高程，以測定頂管前進縱向坡度。

1.3 頂管施工測量控制。測量坐標與方位以及高程傳遞到工作面以后，頂管施工腰線三維測量控制是頂管施工的關鍵環節。為提高測量精度以及速度，施工平面定位采用全站儀導線為主、激光指向為輔的測量控制方法。高程測量控制采取三維坐標全站儀測量以及水準測量結合的測量控制方法進行控制。

2.控制偏差與校正

頂進偏差與多種因素有關，在一些情況下也是不可避免，但是通過測量控制過程可以及時發現偏差，同時及時采用有效措施進行校正，進而可提高施工質量。頂進偏差的校正限差為管位偏差10mm，當達到或超過該值時必須進行校正，糾偏校正過程應緩緩，使管子逐漸恢復正確位置，不可猛糾硬調，這樣很有可能破壞頂管施工質量。常見的校正方法有：

2.1 挖土校正法：偏差值不超過2cm時可采用挖土校正。主要是通過超挖與欠挖來控制頂管方向，即在糾正方向一側超挖，而在相反方向欠挖，使頂管施工過程中逐漸恢復設計到位置。

2.2 頂木校正法：當偏差較大或者挖土校正無效時，可采用圓木或者木方，利用頂木在頂進過程中產生的分力，使管子在施工時得到校正。

三、深基坑頂管工程存在主要問題

深基坑施工是一個復雜的綜合性工程，因此，許多關鍵環節一旦出現問題將會影響這個工程質量，甚至施工效果。深層基坑施工過程主要問題有一下幾點：

1.基坑支護系統存在設計缺陷或施工缺陷導致支護失穩。主要原因是設計方案不科學、不合理或施工過程、方法、工藝欠缺;

2.土體力學性質變化，造成土體失穩而引起重大事故。主要原因是開挖坡度設計不可理、基坑外環境超載現象等;

3.圍護設施滲漏水，水引起周圍環境破壞或基坑失穩。主要原因是圍護體系施工存在質量問題引起漏水造成;

四、深基坑施工中主要措施

當支護結構地面出現裂縫時必須及時用粘土或水泥砂漿封堵，并查找原因防止此類情況的再次出現。當支護結構側壁土體出現滲漏水時，應及時增設泄水管，卸載水壓力。當流泥、流沙或開挖使坑外地面或道路下沉、管線變形時，如超過允許值比較小，應立即用粘土阻塞夯實再加混凝土封砌滲漏和用水泥砂漿、化學漿液等材料處理滲漏，并增加監測頻率;如超過允許值相當大，造成地面或道路下陷、管線斷裂時，應立即停止基坑開挖和坑內降水，用粘土阻塞夯實再加混凝土封砌滲漏和用水泥漿液、化學漿液等材料處理滲漏。

五、結束語

深基坑的頂管施工工藝可以大大節省成本，但是其中也是包含了很多困難與危險的。隨著科技不斷進步，施工水平與方法的不斷提高，通過合理的測量控制是可以到達預期設計效果的。值得推廣的施工方法。

參考文獻：

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