曲线顶管技术控制措施

1 曲线顶管施工控制要点

1.1 提前分析工程施工难点及重点

顶管进行曲线顶管施工时，由于距离较远，可能导致顶管过程中出现偏差，或测量有误、纠偏不及时、纠偏幅度过大等。

可采取以下措施。

（1）顶管机适当加大纠偏所需要施加的反作用力与力的面积。例如顶管机增加分段数量，增加铰接段数，把顶管机前端由一铰接变成三铰接，两段变为四段。

（2）加强顶进过程中测量数据的整合，及时整理上报施工中的偏差数据，施工过程中要增加测量次数与纠偏次数，做到勤测勤纠，每次纠偏的数值不宜过大。每一节管节施工过程中详细记录施工参数、顶管机姿态与实际位置，与理论姿态、位置进行对比，核算偏差数值，填好施工图表，按照设计图纸算出偏差数值及需要纠偏的数值，计算出偏差趋势，确定是否纠偏、如需进行纠偏，就确定纠偏数值。

（3）曲线顶管过程中严格按设计要求控制注浆压力。

（4）实行三级测量复核制度，确保曲线顶进正常进行。

1.2 提前策划工程测量的相关工作

1.2.1 导线点控制测量

（1）导线点测量：将设计院交桩提供的导线点作为平面控制点，作为线路轴线方位量测依据，对导线点进行测量复核，如果复测结果不满足规范要求，及时与设计院进行联系与复测，确保施工需要。

（2）施工测量放样：施工放样的目的把经过复核的平面导线点，所含的坐标引到施工所设置的施工控制点，施工控制点尽量设置在基坑边或者顶管井附近，要求四周无遮挡视线好，通视效果好，点位易于保存，不会被破坏，方便施工。

1.2.2 高程控制网测量

（1）水准点复核：将设计院交桩提供的水准点作为标高控制点，对导线点进行测量复核，如果复测结果不满足规范要求，及时与设计院进行联系与复测，确保施工需要。

（2）水准点施工放样：将高程控制点的标高与施工水准点进行联测，计算施工水准点标高与误差，确保符合规范，并作为施工工程中水准控制的依据。施工控制点尽量设置在基坑边或者顶管井附近，要求四周无遮挡视线好，通视效果好，点位易于保存，不会被破坏，方便施工。

1.2.2 高程控制网测量

（1）水准点复核：将设计院交桩提供的水准点作为标高控制点，对导线点进行测量复核，如果复测结果不满足规范要求，及时与设计院进行联系与复测，确保施工需要。

（2）水准点施工放样：将高程控制点的标高与施工水准点进行联测，计算施工水准点标高与误差，确保符合规范，并作为施工工程中水准控制的依据。施工控制点尽量设置在基坑边或者顶管井附近，要求四周无遮挡视线好，通视效果好，点位易于保存，不会被破坏，方便施工。

1.2.3 联系测量

轴线测量：将设计图纸设计的顶管轴线，采用CAD软件（内业）和全站仪（外业）放样至施工现场实际位置并进行复核纠正。

1.2.4 顶管施工测量

顶管过程中在顶管机上配备激光导向系统指导顶管机沿预定轨迹顶进。

2 曲线顶管设备的选型

根据施工现场的土层分布与地下水分布及水位标高与地质报告，以及施工图纸、场地条件，结合顶管机穿越土质及沿线穿越障碍物情况进行顶管设备的选型。本文参考工程拟定φ2200-3500管径采用泥水平衡法顶管机施工。

3 曲线顶管施工的泥浆配置

在施工过程中为减小顶管机与周围土层的摩擦力，减小施工过程中土层沉降，需要性能良好的泥浆作为润滑剂，保证顶管机与周围土层的良好润滑。在本项目顶管机设置2套泥浆供给管路系统。一套用于机尾部的同步注浆，一套用于管道外侧的补浆。

3.1 注浆量的计算

注浆主要是为了填补机头顶进后在后续管节四周产生的间隙，每米管节理论间隙约为0.26m³。尾部同步注浆：填充顶管机前端开挖偏差空隙与减小土层摩阻力，为了确保浆套的形成，施工注浆量宜为理论量的200%左右，即为520L/m。线路管节外侧补浆：由于地下水冲刷，根据以往的施工教训，线路每沿轴线施工10m长，所注浆的浆液要损失18%~22%，因此必须及时补充注浆，确保施工安全与质量。

加强压浆：根据施工监测的相关沉降数据，对沉降数据大的部位及时进行分析并根据施工方案及时采取压浆措施，确保不再下沉。

3.2 注浆原则

提前根据实际土层、相关地质资料与现场情况，与设计提前联系，在图纸设计中合理布置注浆孔，确保注浆能够发挥最大的作用。

注浆时必须坚持“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则，注浆压力尽量在0.3~0.4 MPa。

3.3 注浆质量的控制措施

根据施工组织设计提前编制注浆施工方案，确定注浆流程与工艺，在施工工程中严格按照方案进行施工。

对于施工距离长、注浆压力大的顶管施工，如果已有设备的压力不能满足施工需求，则需要建立注浆中继站，提高传输过程中的泥浆压力，满足施工需求。中继站分为增压泵和储存箱2部分，浆液先由地表注浆设备把浆液注储存箱，之后用增压浆泵向外部注浆。

润滑泥浆需要保持稳定的物理与化学性质，确保施工期间不失水、不沉淀、不固结。

在顶管机停机再开机的时候，由于在深层土层施工中，静止状态和行动状态的周边土体摩擦阻力差别非常明显，如果停机时间较长，管节和周边土体产生固结状态，可能会出现“楔紧”现象，顶管机的施工所需要的推力比正常施工的时候大1.2~1.6倍，因此要抓紧缩短工序转换时间，保持顶进施工的连贯性。假如发生长时间中断，需要补充浆液。

3.4 压浆过程中注意事项

（1）组成浆液的原材料必须充分浸泡，保证搅拌后足够均匀。

（2）顶管机周围存在土层压力，在注浆结束后，周围土体的泥沙有可能通过注浆孔顺着压浆管流入设备的注浆管内，造成管道堵塞，所以必须设置单向阀在注浆孔与注浆管之间，保证注浆管路不会堵塞。

（3）选取注浆泵的时候，必须确保注浆过程稳定、顺畅，不会出现“脉动”现象，保证注浆效果。

（4）在施工工程中严格执行施工方案，严守操作规程，做好施工工程的相关记录、报表，对于发现的问题及时分析原因与解决的办法，确保施工质量。

（5）顶管施工中，泥浆的理论用量等于顶管机开挖直径与管节外径形成的空隙体积。但是实际用量除了上述参数外还取决于管节周围土层性质、土体孔隙率、泥浆参数、地下水等。泥浆的实际用量与理论值的比值是1.5~2，在施工中还要根据土层性质、顶管机的姿态、地面沉降、周边建筑物的分布、地下水位等诸多要素进行实际分析与调整。

（6）在施工工程中注浆量与理论值相比过大、过小均应进行分析，针对不同的现象采取不同的措施，必要时可以采用补浆等方式同时加密施工监测频率，保证施工安全与质量。

4 长距离曲线顶管的轴线偏离分析

管节实际施工轴线与理论轴线由于施工工艺所限肯定存在偏差，偏离的原因主要是由外力不匹配造成，主要原因如下。

（1）管道的轴线不可能在一条直线上。

（2）管道轴线与管道曲面不垂直。

（3）管节间起到缓冲作用的垫板，由于材质、位置所限，压缩性不一致等。

5 曲线顶管纠偏措施

对曲线顶管实际施工中，如果采用1组纠偏装置，有时不能满足要求，需要采用多组装置进行纠偏，同时通过研究分析，为保证曲线顶管纠偏可采取以下措施。

（1）可以应用顶铁进行调整，根据所需要纠偏的数量与方向，采用一侧顶铁塞紧，另外一侧留有间隙的办法进行调整。

（2）发生偏差时，当顶管机出现上仰或者下俯时，加大上侧或者下侧千斤顶的顶力，纠偏数量要少，要勤纠偏，慢慢纠正。

（3）采用特制的纠偏管节，在顶管施工进入曲线阶段时，启用顶管机端头纠偏装置，采用方木支垫，垫高至所要求的尺寸，保证弯曲弧度开始起曲。

（4）利用周围土体摩擦阻力进行纠正，要阻力大就少取土，要阻力小就多取土。

6 结束语

随着时代的发展，日常施工的外部条件越来越苛刻，在施工中非开挖技术应用会越来越多，各类管道非开挖施工广泛应用于市政管线、输油管线，顶管技术作为管道的非开挖技术，能穿越桥梁、地铁、河道、道路、高楼等地面建筑物。采用顶管技术施工，能够最大限度地确保施工安全，保证工期，降低工程造价，同时减少对正常生活生产的干扰，具备明显的社会效益和综合效益。

 

本文由唐兴装备整理自《曲线顶管技术控制措施》王宏伟，转载请注明出处，如有侵权请联系删除。