污水厂管道工程顶管施工监理探析

污水厂管道工程顶管施工监理探析

胡克雨

胡克雨广州永安建设监理有限公司广东广州510000

摘要：顶管施工技术作为一种非开挖管道敷设技术，近年来在城市基础设施工程中也得到广泛应用。本文结合工程实例，从施工监理角度出发，对机械顶管与人工顶管施工方法进行比较，并结合该工程特点，探讨了顶管施工监理对策和监理工作要点，保证了工程的工期目标和质量。

关键词：非开挖；测量；纠偏；工作井；监理对策

随着城市建设的不断发展，污水管道的设计埋设深度渐深，因此，传统的管道敷设技术无论在社会效益还是经济效益上都远不及非开挖管道敷设技术。顶管施工技术作为一种非开挖管道敷设技术，具有出土量小、施工污染小、对市民干扰小、埋地深、对既有管线构筑物影响小、穿越河床不影响通航等优点，因此，在污水管道工程中得到广泛的应用。但是，如果施工方法选择不够恰当，施工监理工作不到位，也会影响到工程的工期和质量。本文从监理角度分析顶管施工监理方面的内容。

1工程概况

某污水处理厂管道工程二标段，全线长度约为15.78Km，其中顶管长度为1.65Km，管径为DN800mm，管材为钢板混凝土管道。该工程原设计采用机械顶管施工，但由于工程地质情况发生变化（土质不均、砂卵石）及地下管线复杂等情况，将给机械顶管的正常施工带来不利因素，故将该工程中的机械顶管改用人工顶管，在特殊地段如靠近建筑物的管段或地下水位高的管段采用泥水平衡顶管作业施工。笔者主要针对该污水处理厂二期工程顶管施工监理的实际情况，谈谈对顶管施工的监理体会。

根据该工程特点，确定监理目标：即在保证工程安全、质量的前提下，确保工期目标的实现。该工程设计图纸要求顶管施工采用机械顶管，施工单位申报的施工方案中也明确采用机械顶管，但在实际工作中施工单位却提出采用人工顶管施工方法。基于这样一种情况，按照施工监理规范要求就要停止施工。但考虑到此项目在挖井时发现工程地下土层不均匀，土层中含有石块，地下管线复杂，且又是省重点工程，如果采用机械顶管施工，会使原有的地下设施受到损坏，必然会影响工期目标实现。在此情况下，该项目监理部针对工程的具体特点首先对顶管相关规范及技术标准进行深入学习，并对机械顶管和人工顶管施工方法进行了比较，寻求一个适合该工程具体情况的方法来解决。

2机械顶管施工和人工顶管施工

2.1机械顶管施工

首先，刀盘是一个多边形的锥体，其中心与主轴有一定的偏心量，刀盘是由两台电动机通过行星减速器、主轴箱减速以后共同驱动，它在泥土仓内做偏心的旋转运动。

其次，多边形刀盘的每一个边与多边形泥土仓壳体的每一个边所构成的空间，在刀盘作偏心旋转的过程中，该空间不断地一会儿增大、一会儿变小，这又会对石块形成第二次更强大的破碎。

再次，当多边形刀盘的每一个边与多边形泥土仓壳体的每一个边所构成的空间在由小变大的一瞬间，即使是粘土，也会形成一定的缝隙，泥水可通过这些缝隙送达到挖掘面上。

2.2人工顶管施工

用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。采用轴流鼓风机通过通风管进行送风，井内使用电压不大于12V的低压照明。备用足够的水泵进行排水。

3监理对策

通过上述对机械顶管与人工顶管施工方法比较，结合该工程特点，经与设计协商并同意，确定按人工顶管施工，控制顶进施工的重点工序监理对策如下：

3.1测量控制

(1)测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进20—30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50—100cm时，测量一次。

(2)中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。

(3)高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。

(4)一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。

3.2纠偏控制

当测量发现偏差在10—20mm时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎、形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。

当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。

管前挖土要求：1.在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。2.在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300—500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135°范围内不得超挖。

3.3顶进速度控制

监理在顶管施工过程中，应对顶进速度加以控制。顶进速度的控制好坏，将直接影响开挖面水压稳定、掘削量管理和送、排泥泵控制，也影响着润滑泥浆的状态。在顶进速度的控制过程中，监理人员应重点就以下几点进行监控：

(1)主顶启动时,必需检查千斤顶是否靠足,开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每节顶进开始时，应逐步提高顶进速度，防止启动速度过大。

(2)在利用中继间，一级或多级$作接力顶进时，必须确保后级中继间及主顶所用千斤顶充分均匀受力，避免顶管机后退造成切口水压剧降，从而影响开挖面的稳定。待前级中继间顶进到位后依次将后级中继间及主顶顶进到位。

(3)一节顶进过程中，顶进速度值应尽量保持衡定，减少波动，以保证切口水压稳定和送%排泥管的畅通。

(4)顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求，保证润滑泥浆始终处于良好工作状态。

根据施工经验，正常顶进条件下，顶进速度应设定为2.5-3.5cm/min；如正面遇到障碍物或地基加固土，顶进速度应低于1cm/min。

3.4地面沉降控制

在管道沿线两侧有较多民用建筑的情况下，为避免由于地面沉降引起不必要的损失，监理认为在地面沉降控制方面应在顶管施工沿线按一定间距布设沉降观测点。监测顶管顶进施工期间的地面沉降量，在掌握沉降机理的基础上，从技术上实施主动型监理，提高监理效果。一般主要通过以下几个方面的审核与检查达到控制目的。

(1)土压控制设定值的审核。理论上计算出来的土压控制与实际土压的差异，可以试验与沉降观测进行调整确定。一种方法是在掘进机推进洞将土压设定在根据理论计算的被动土压或稍高，稳定8-24小时后观察土压表的显示值，确定静止土压值，然后加减地下水压值或更小范围作为土压控制设定值。

(2)触变泥浆配置与注浆操作的检查。触变泥浆在顶管施工中起到减少摩擦阻力、填充空隙和支承土体的作用，因此需要有较低剪切性能，同时又要求有较好的稳定性即高粘滞性和低失水率。

通过以上方法，沉降量控制在30cm左右"达到了良好的效果。

4监理工作要点

主要包括顶管施工准备、顶管工作井设置和设备的安装、施工方法及工序控制等。

(1)对施工组织设计要全面、细致地研究并分析审查且有专家论证。

(2)对洞口构造、中继环的设置、压浆孔的布置、稳定土层的措施要做好审核。

(3)对工程保护措施和环境监测做好审查，特别是对有害气体的检测需要按照要求做到及时准确，此项工作要有认真负责的专职人员操作。

(4)对施工方法及采取的技术措施要认真审查并在执行中进行督促。

(5)要了解施工机具性能，审查施工单位是否具有顶管施工的实际经验。

(6)对采用的顶管施工方法，应检查施工单位是否预先做出分析，估算应符合合同规定的保护环境的要求，当预计影响程度难以确保地面建筑物、道路、交通和地下管线的正常使用时，应督促施工单位必须采取有效技术措施进行监测和保护。

(7)对顶管设备必须经维修保养、检验合格后方可进入施工现场。开顶前对顶管设备及各类机具进行模拟操作，确保正常方可使用。

(8)工作坑的平面位置应避免设置在高压电线下，在交通出入口及场地狭小处，要离地下管线、建筑物、铁路等有一定距离。

(9)工作坑与建筑物及地下管线的最小平面距离，要根据土质及场地条件来考虑工作坑的施工方法。

(10)工作井的施工机械设备或脚手架等装置，与架空输电线路之间的最小距离应满足有关电业规定。

(11)顶进工作井的后背设施和土体的最大允许反力需经计算，并满足最大顶力的需要，必须保证结构物稳定、无位移，必要时对结构物后背及土体应予以加固。

(12)顶管进出预留洞的一段距离范围，通常取10—20m，根据土体特性、周围的地下管线、建筑物的情况，应采取井点降水、土体加固等保护措施以防止土体流失。

(13)工作井的洞口必须设置止水圈和封门板，止水圈应在整个顶管过程中能有效防止水土和触变泥浆的流失。

(14)接收井平面位置应满足施工设计的要求，尽量避免设置在高压电线下和交通繁忙处。地下管线与建筑物要有一定距离，必要时应采取井点降水、土体加固。

5结语

实践证明，只有结合工程的实际情况，采用可行、可靠的施工方法，不断完善顶管施工监理工作，并且满足必要的施工条件和技术管理要求，这样才能保证工程工期和提高工程质量。

参考文献

[1]王蓬，矩形顶管施工监理工作实践[J].中国招标,2010.12

[2]周宇，泥水平衡顶管施工监理要点[J].泰州职业技术学院学报，2005.08