浅谈市政工程顶管施工监理工作的几点认识

浅谈市政工程顶管施工监理工作的几点认识

李德福

四川省城市建设工程咨询集团有限公司  四川成都  610000

摘要：随着经济的发展和城市建设的开发，城市中迫切需要兴建大量的新管线。如果采用传统的开挖施工技术，则不仅经济负担大，而且对社会和环境都具有不利的影响。顶管施工技术，具有不影响地面交通并可穿越河流、道路、建筑物等障碍的优势.在市政新建、改造工程建设中，被得到广泛应用.本文就从事顶管施工监理工作的经验淡几点认识。

关键词：顶管施工监理工程控制

项目背景

目前双流西航港、怡心湖片区及新区华阳万安片区产业快速发展、人口加速聚集,污水量大幅增长,超出现有污水处理厂处理能力。但原有的污水厂扩容改造不具备施工条件，为解决污水冒溢问题,经过多次会议讨论后决定将此处的污水通过将部分管网采用顶管施工方式,调入附近的污水处理二厂处理进行处理。。

1. 工程概况

本工程位于成都市天府新区锦江西片区，属于污水干管建设工程。污水干管起点位于金子沱，沿滨河路锦江绿带—云龙路—沈阳路—锦江绿带，干管最终接入毛家湾污水处理厂。

污水主干管总长约7Km（不含连通管），管径d1600、d2400、d2600（为上跨地铁6号、19号线钢套管）。管材采用钢筋混凝土管。污水干管平均坡度为1.0‰-1.5‰，施工方式以顶管施工为主，并设置了配水井、阀门井、超深井等附属设施。同时，在沈阳路南侧敷设d1600污水管，此污水管主要用于连通本次设计d2000污水管与云龙路现状污水收集干管。

本次设计污水干管起点位置与现状倒虹井连接，途经天保湾大桥、云龙湾大桥、大湖堰、地铁19号线、云龙路、武汉路、大坝沟 、地铁6号线，终点排入毛家湾污水处理厂。本工程明挖段基坑开挖深度约为7.3~9.2m，顶管段基坑开挖深度约为 8.0~17.0m。

2. 施工前的监理要求

顶管工程实施前要求施工单位按《川建行规〔2018〕3 号》文要求组织工程技术人员编制专项施工方案.

专项方案应当由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核，经审核通过的，由施工单位技术负责人审核签字并加盖单位公章， 报项目总监理工程师审查签字，并加盖执业资格注册章后,施工单位应当组织召开专家论证会对专项方案进行论证。实行施工总承包的,由施工总承包单位组织召开专家论证会。专家论证通过后方可实施。

施工前要求施工单位详细阅读、熟悉掌握设计、建设单位提供的有关工程地质、水文地质和周围环境情况以及沿线地下与地上管线、周边建 （构）筑物,障碍物及其他设施的详细资料并査明沿线各地段的地质、地貌、地层结构特征、各类土层的性质、空间 分布。当顶管工程地段有暗埋的河、湖、沟、坑时，应査明分布范围、埋置深度，提供覆盖层的工 程地质特性。应査明沿线各地段可能产生潜蚀、流沙、管涌和地震液化地层的分布范围、埋深、厚度及其 工程地质特性。当有地下障碍物时，应査明地下障碍物及邻近地段地下埋设物的分布范围、埋置深度和特 性。当顶管管线范围内存在对人有害气体和其他有害物质时，应查明分布位置。

必要时应进行坑探、物探。并在工程实施前由监理及建设单位召开相关管线单位参加的施工配合会议。进一步搜集管线资料。在此基础上，对影响施工和受施工影响的管线采取相应的保护措施，核对弄清地下管线的确切情况，做好记录。

工程实施前，要求施工单位把施工现场地下管线的详细情况和指定的管线保护措施向现场施工技术负责人、工地主管、班组长和每一位操作工人做层层安全交底。

工程施工前，对受施工影响的地下管线设置若干数量的沉降观测点，工程施工时定期观测管线的沉降量，及时向建设单位和有关管线单位提供观测点布置图与沉降观测点资料。

顶管机械的选择　

监理工程师应要求施工单位根据不同性能的土质应釆用不同类型的顶管机：地下水位以上的顶管可采用敞开类顶管机；地下水位以下的顶管应釆用具有平衡功能类型的顶管机。

机械式顶管机——釆用机械掘进的顶管机，可用于岩层、硬土层和整体稳定性较好的土层。

挤压式顶管机——依靠顶力挤压出土的顶管机，可用于流塑性土层。

人工挖掘顶管机——釆用手持工具开挖的顶管机，可用于地基强度较高的土层。

平衡类顶管机有：

土压平衡式顶管机——通过调节出泥舱的土压力稳定开挖面，弃土可从出泥舱排出的顶管机, 可用于淤泥和流塑性粘性土。

泥水平衡式顶管机——通过调节出泥舱的泥水压力稳定开挖面，弃土以泥水方式排放出顶管 机，可用于粉质土和渗透系数较小的砂性土。

气压平衡式顶管机一一通过调节出泥舱的气压稳定开挖面，弃土以泥水方式排放出的顶管机, 可用于有地下障碍物的复杂土层。

含砾石地层可选用具有相应破碎能力的泥水平衡顶管机。

地面沉降有严格要求时，应选择对正面阻力有精确计量装置的平衡式顶管机。　

管材要求：

本工程采用柔性接头钢承口管型式分为A型（图1）下面主要对此形式原材料的管理提出几点认识。

钢承口用钢板厚度：对公称直径不小于2 000 mm的管子.钢板厚度不宜小于10 mm；对公称直径 小于2 000 mm,且大于1 200 mm的管子.钢板厚度不宜小于8 mm；对公称直径不大于1 200 mm的管 子，钢板厚度不宜小于6 mm.承口钢板和插口异型钢的性能应符合GB/T 3274、GB/T 700的規定.

混凝土强度

钢筋混凝土顶管的混凝土强度等级不宜低于C50,抗渗等级不应低于p8.

外观质量

管子内、外表面应平整，管子应无粘皮、麻面、舜窝、塌落、露筋、空鼓，局部凹坑深度不应大于5 mm.

注：芯模振动工艺脱模时产生的表面拉毛及微小气孔•可不做处理.

管体外表面不允许有裂缝.内表面裂缝寛度不得超过0.05 mm,但表面龟裂和砂浆层的干筋裂 缝不在此限.

端面、双插口及所承口管的插口外表面应平整.

合缝处不应漏浆.

管接细部尺寸、尺寸允许偏差应符合图B. 1、表B. 1.的要求

混凝土管传力面上均应设置环形木垫圈，并用胶粘剂粘在传力面上.

木垫圈应选用质地均匀富有弹性的松木、杉木或胶合板。

木垫圈的压缩模量不应大于140MPao

木垫圈厚度通常为10〜30mm,木垫圈厚度应根据管道直径和曲率半径确定。

混凝土管木垫圈外径应与橡胶密封圈槽口齐平，内径应比管道内径大20mm—30mm。

止水橡胶圈目前成都市场均采用单橡胶圈止水效果较差检验采用双橡胶圈间距控制在50mm范围。

管子接头参考细部尺寸

Φ600〜Φ3000柔性接头A型钢承口管接头细部尺寸见图B. 1、表B. 1.

图B. 1 Φ600〜Φ3000柔性接头A型钢承口管接头

表B. 1Φ600〜Φ3000柔性接头A型钢承口管接细部尺寸单位：毫米

尺寸允许偏差

2.2 顶管设备、材料的报验顶管设备、材料进场后，必须先进行监理报验，检查设备、材料的合格证和仪表的有效性，材料的合格证和质量证明书等。验收合格同意进场的施工设备、主要配套设备和辅助系统安装完成后，应经试运行及安全性检验，合格后方可顶进作业。

顶管施工开始顶管前审查施工单位以下内容：顶管操作人员是否经过培训，掌握设备操作要领，熟悉施工方法、各项技术参数，是否在上岗前考试合格；工作井内导轨、顶铁、千斤顶、油泵等的布置是否符合规范及施工方案的要求；施工供电是否设置双路电源，并能自动切换；动力、照明是否分路供电。作业时的移动照明是否采用低压供电；顶进管道内是否考虑通风措施；管道内涉及的水平运输设备、注浆系统、排泥系统以及其他辅助系统是否满足施工技术要求和安全、文明施工要求。工作井上、下作业时必是否有联络信号。垂直运输起重作业时是否派专人指挥。

导轨应符合下列规定：

导轨支架应釆用钢材制作。固定在工作井底板上的导轨在管道顶进时不可产生位移。其整体刚 度和强度应满足施工要求。

导轨对管道的支承角宜为60°,导轨的高度应保证管中心对准穿墙管中心。导轨的坡度应与设 计轴线一致。

监理工程师符合导轨安装的允许偏差应满足下列要求：

轴线位置：3mm；

顶面高程：0〜+ 3mm；

两轨净距：±2mm。

顶进

主顶站应装设计量准确的油压表，严格防止顶力超限。

顶管机偏差测量觇标宜接近前端。觇标设在顶管机第二段上的，应借助仪器通过计算转换成顶管机前端面偏差。

管道偏差测量每顶进500mm不宜少于1次，在纠偏阶段不宜少于2次。

顶管纠偏记录应包括如下内容：日期、时间、顶进长度、顶进总长度、各组纠偏油缸的纠 偏量、锁紧压力和上下纠偏角及左右纠偏角。

工作井中的顶进记录应包括如下内容：日期、时间、顶进长度、顶进总长度、启动顶力和 正常顶力。

顶管机的偏差测量记录应包括如下内容：日期、时间、顶进长度、顶进总长度、方向测量 和水准测量数据。

顶管施工应建立地面与地下测量控制系统。

测量控制点应设在不易扰动、视线清楚、便于校核和易于保护处。

顶管施工测量的相对坐标的X轴线应为工作井穿墙管中心与接收井的墙管中心（无接收井时 釆用设计管道终点的中心）的连线。

直线顶管的方向测量，当顶进长度不超过300m时，可釆用经纬仪；超过300m时，宜釆用激 光经纬仪；超过1000m时，应在管内设置测站釆用经纬仪导线法测量。

管内水准测量仪器，当顶进长度不超过200m时，可使用水准仪；超过200m时，宜使用水位连通器；轴线高度偏差大于管道内的1/3时，应采用微测压计。

测量成果应有精度分析，并提供管道终点测量可能达到的最大误差。

原始记录和测量分析资料应完整存档。

减少地面沉降措施

在不稳定土中应选择有平衡功能的顶管机，不应釆用开敞式挖掘顶管。

建立地面观察点，并通过试顶确定具有平衡功能顶管机的平衡参数。

顶管施工时应釆取以下措施：

减少减阻泥浆套的厚度。

不可釆用大角度纠偏。

严格控制出泥量，不可超量出泥。

严格控制顶进速率、刀盘电流、出渣方量已顶进进尺匹配度。

在道路下顶进，当路面沉量超过10mm时，应钻孔取样检査土体孔隙比变化。

顶管结束后应采取泥浆置换加固土层。

泥浆置换

顶管管材应选用带有注浆孔的管材，4个注浆孔分部于管材90度位置范围。

2、管道出洞后工作井及接收井井壁和管壁之间在24小时后采取水泥砂浆进行封闭，大量触变泥浆已排出。

每2米一个注浆断面，每个断面3个注浆孔并联同步注浆，正上方注浆孔作为泄浆及注浆观察孔，每个断面依次循环，观察孔冒浓浆后逐一封闭；

注浆压力按1-3MPa控制，终压稳定值3MPa持续保持约15分钟如果压力值下降到1Mpa则需持续补压直至稳定到终压值。施工过程中监理人员应做好旁站工作发现异常暂停施工，分析原因并制定相应的处理措施后，方可继续施工。

管道质量检查

管道内应线形平顺、无突变、变形现象;一般缺陷部位,应修补密实、表面光洁:管道无明显渗水和水珠现象;

检查方法:按《给水排水工程管道工程施工及验收规范  GB  50268-2008》F第F.0.3条、附录G的规定逐节观察

管道与工作井出、进洞口的间隙连接牢固,洞口无渗漏水;

检查方法:观察每个洞口

管道内应清洁,无杂物、油污

检查方法:观察

质量验收标准

不开槽施工的内径大于或等于1500mm钢筋混凝土管道,设计无要求且地下水位高于管道顶部时,可采用内渗法测渗水量;渗漏水量测方法按附录F的规定进行,符合下列规定时,则管道抗渗性能满足要求,不必再进行闭水试验:

1管壁不得有线流、滴漏现象

2对有水珠、渗水部位应进行抗渗处理

3管道内渗水量允许值q≤2[L/(㎡·d)]

参考文献：

给水排水工程管道工程施工及验收规范   GB  50268-2008

给水排水工程顶管技术规程CECS 246： 2008

顶进施工法用钢筋混凝土排水管  JC∕T640-2010

混泥土及钢筋混泥土排水管  GB/T  11836-2009

毛家湾污水处理厂进厂干管项目管外壁注浆讨论会