浅谈徐家浜路顶管施工监理控制要点

（蒋亚 吴刚）

一、工程概况

由我公司监理的苏虞张供水管道改线工程苏蠡路段，位于苏州市相城区黄桥镇，其中徐家浜段由于两侧都是房屋，设计采用DN1800顶管施工，全长共327米，埋深6米。由苏州市自来水工程公司承建。

二、施工工艺

1、本工程采用泥水平衡顶管法：在顶管施工中，把用水力切削泥土以及虽然采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力的这一类顶管形式都称为泥水式顶管施工。

2、泥水顶管系统分为八大部分:第一部分是掘进机。它有切削刀盘可浮动的泥水平衡顶管掘进机、具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机、气压式泥水平衡顶管掘进机、以及浓泥水式顶管掘进机。第二部分为进排泥系统。第三部分是泥水处理系统。第四部分是主顶系统，它包括主顶油泵、油缸、顶铁等。第五部分是掘进机操作控制系统，它包括机头泥水仓压力控制系统、机头激光导向控制系统、泥水泵控制系统、机头绕自身轴旋转控制系统等。第六部分是起吊系统。第七部分是供电系统。第八部分是洞口止水圈、基坑导轨等附属系统。

三、监理控制要点

1、顶力控制
    顶力控制监理在泥水平衡顶管控制中,尤其对长距离的顶管的顶力分析十分重要。对顶力的控制,直接影响顶管的速度,影响开挖面的水压稳定，掘削量管理和送、排泥泵控制。

     徐家浜路DN1800顶管共327米，施工单位根据经验公式，计算顶进阻力：

F=F1+F2

上式中：F-总推力；

F1-端阻力；

F2-侧壁摩阻力；

F1=π/4*D*P

式中D-管外径；

    P-控制土压力；

P=K0*γ*H0

式中：K0-静止土压力系数，一般取0.55

      H0-地面至掘进机中心的高度，取值7m

      γ-土的重量，取1.9T/m³

F2=πD*f*L

式中：f-管外表面综合摩擦阻力，根据地质勘查报告，取值0.40T/m²

D-管外径

      L-顶距

F=F1+F2=747T

监理根据施工设计图和《给水排水管道施工规范及验收标准》（GB50268-2008）对其顶力进行了复核，计算结果为762.7吨，工作井后座墙受力通过计算，可满足1225KN的顶力施工；施工单位顶进设备采用6个200T的千斤顶，顶进能力可达到1200T，顶力完全满足要求（本工程顶管采用触变泥浆减阻，顶力将远小于理论计算值，因此不需要中继间）。

2.顶进速度的控制
   2.1主顶启动时，必须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。

2.2一节顶进过程中，顶进速度值应尽量保持恒定，减少波动，保证切口水压稳定和送、排泥管的畅通。

2.3顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求，保证润滑泥浆系统始终处于良好工作状态。根据实际施工经验，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. 顶进过程中测量和方向控制顶进过程中的测量和方向控制

贯穿顶进施工监理的全过程。

3.1有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。

3.2布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

3.3顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'～20'不得大于0.5°。并设置偏差警戒线。

3.4初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。

3.5开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。督促施工单位勤测勤纠，尽量采取小幅度的纠偏，尽可能的保证管道的直顺，减小管道绕曲造成土层移动引起的沉降，避免急度纠偏造成管道接口密封失效和管端碎裂，发生水土和触变泥浆的流失，引起地面沉降。

4、顶管施工过程中钢管焊缝质量控制及该段道路周边房屋沉降情况。

4.1顶管施工过程中，监理机构派人24小时值班，管材使用前，先检查出厂质保书，再对其表面外观质量进行检查，确定无斑疤、裂纹和锈蚀等缺陷，符合要求后同意使用；对每一道管材的对接及焊缝的焊接质量进行旁站，焊缝焊接完成后，检查外观、宽度、表面余高、咬边、错边和焊接饱满情况，并记录该道焊缝的焊接人员及焊接时间，确保焊接质量。

4.2徐家浜路顶管共327米，焊缝共计54道，监理人员对其进行跟踪检测，确保100%拍片，过程中第30道焊缝未清根，检测不合格，经重新返修过后检测合格，其余53道焊缝所拍片经无锡宏邦检测有限公司进行检测都为二级片以上，满足设计要求。

4.3徐家浜路段道路及井周边房屋沉降情况由苏州城市建筑设计研究院进行沉降观测。

本工程5月20日开顶，6月6日顶管结束，监测单位5月18日进场，对其井周边及徐家浜路段周边房屋进行布点，5月20日开始监测，6月9号监测结束，期间房屋沉降情况在安全允许范围内。

5、顶管进出洞控制

顶管进出洞控制顶管进出洞时的施工监理控制，是保证整段顶管质量中的重要组成部分。

  5.1在穿墙进洞的初期，因入土较少，工具管的自重仅由两点支承,其中一点是导轨，另一点是入土较浅的土体，土体支承面上承载力较低，使机头容易下沉，因此，机头进洞时，在穿墙管下部要有支托，工具管的推进要迅速，缩短穿墙管内的土体暴露时间，以减少安全隐患。

 5.2特别是出墙洞时,由于管段长度短,机头重量大,出洞口土质容易受扰动等因素的影响，往往会导致向下偏，顶管机刚出洞时，掘进速度宜缓慢。出洞基座要有足够的抗偏压强度，导轨必须顺直，严格控制其标高、间距及中心轴线。

 5.3在洞口里侧增加一道橡胶止水圈及时封堵洞圈，以防洞口漏浆。

6、触变泥浆控制及注浆孔的封堵

6.1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。本工程触变泥采用膨润土配置而成，施工过程中监理应观察检测触变泥浆的材料，配比，粘度%，稠度，失水率情，督促施工单位搞好触变泥浆的配置质量。由于触变泥浆应随掘进机推进同步注浆，以保证及时填充空隙形成连续的泥浆套，同时应保持稳定，合适的压力。监理应须对注浆设备，压力设定，压力观察调整以及同步注浆的操作加以检查，防止设备装置和操作不当造成土层损失并引起的沉降。

6.2顶管顶进结束后，要求对其注浆孔进行封堵。施工单位采用螺栓封堵并在管内侧孔施焊小钢板，钢板周边焊缝由第三方检测机构采用渗透检测法控制焊缝焊接质量。

7、管道内、外防腐施工控制

顶管所用管材为甲供，管材出厂时内外防腐已做好，监理只对两管对接处内外防腐质量进行控制，每道焊缝检测合格后，管道外防腐要求施工单位按设计施工，并现场见证，符合要求后再同意后一节管顶进；管道出洞后，施工单位对其内防腐进行施工，监理检查平整度，厚度，并确保表面无裂纹，麻点等缺陷，符合要求后组织业主、施工单位对整条管线内的内防腐、泥浆孔修补和管道内清洁度进行检查，确保管道内干净无杂物。

8、施工安全监理

8.1施工围挡

徐家浜段顶管处于厂房和居民聚集区域，周边来往车辆和流动人员较多，为确保施工安全，施工单位采用地面井口周围设置安全护栏，井外侧增设高围挡并挂警示标志的方法，禁止非施工人员进入施工区域内，监理督促现场专职安全员巡视检查，确保围挡一有损坏就及时修复，及时消除安全隐患。

8.2顶管吊装。

8.2.1起吊机械的选型、设备的场地平面布置、起重能力必须纳入施工组织设计，并报监理审核批准。超吊重量、吊臂长度、吊臂角度、起吊稳定性等与设备能力、现场施工条件、起重安全性等直接相关，必要时应督促施工单位进行核算和加固。

8.2.2审核进场设备的合格证及操作人员的上岗证，督促施工单位在设备使用前必须进行调试和试吊，并检查调试和试吊的情况，确认安全可靠方可使用。起重设备应按规定，必须经劳动安全部门检验核准后方可投入使用。

8.2.3起重机械严禁超负荷工作，并不得同时进行升降、变幅、旋转或行走的动作。严禁非工种人员操作设备。

8.2.4督促施工单位建立现场维护保养、定期检查制度，严禁设备带病运转。

8.2.5吊装顶铁或钢管时，严禁在把杆回转半径内停留；往工作坑内下管时，应穿保险钢丝绳，并缓慢地将管子送入导轨就位，以便防止滑脱坠落或冲击导轨，同时坑下人员应站在安全角落并佩戴安全帽。

8.3施工用电，本工程采用外接电，施工过程中对以下六点进行控制。

8.3.1施工现场临时用电必须有临时用电方案，并经审批。

8.3.2安装﹑维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，并做好记录，电工必须有电工操作证。

8.3.3电缆必须使用五芯电缆线。电缆干线应采用埋地或架空敷设，严禁沿地面明设，并应避免机械损失和介质腐蚀。架空线必须设在专用电杆上，严禁架设在树木﹑脚手架上。

8.3.4电力线路必须采用TN-S接零保护系统，保护零线的设置必须符合技术规范。

8.3.5电箱必须符合“三级配电两级保护”和“一机﹑一闸﹑一箱”的要求，同时必须装设漏电保护器

8.3.6施工现场临时用电必须经过监理人员组织验收，并由监理人员签发准许使用意见。

8.4管道内通风。

徐家浜段顶管长327米，管外径1820mm，在施工过程中，易遇有害气体从土层中逸出,焊接钢管时的烟雾、粉尘极易造成人体缺氧等安全事故的发生。另外空气中的温度、湿度易影响掘进机电机正常工作。良好的通风措施,可保障人身安全及设备的正常运转，因此施工单位采用两台大功率鼓风机对其管内进行通风。

附件：苏虞张公路供水管道改线工程顶管专项施工方案监理审核意见

施工单位应严格按批准的施工组织设计方案组织施工，在施工过程中应注意以下事项：

1、机具进入现场备有设备完好合格单，安装后必须进行验收，合格后方可投入使用。设备安装前，根据设备的操作要求及施工方便的原则确定各设备的安装位置、各种管线和电缆的铺设位置及走向等，设备的试运行应遵照设备说明书进行，通过试运转查找和消除设备可能存在的所有问题，确认其处于完好状态。设备安装、调试和试运行正常后开始预顶，根据预顶结果完善控制参数；

2、顶进应昼夜连续进行施工，除顶管机停机正常维护或不可抗拒情况下，不得停止作业，在顶进过程中，根据土质情况和顶进效果进行刀盘转速和扭矩的控制和调整；控制顶进速度，保证顶力在正常变化范围内，不能产生突变。每班均应填写施工记录。施工记录应包括长度、顶力数值或油泵压力数值、管位偏差及其校正情况、土质水位变化等；

3、在破洞之前，洞口必须要有防止土体塌方及采取止水的措施，应在初始顶进的后期方可以进行正常的方向校正工作；

4、顶进设备的操作应按前方顶进反馈的控制信息要求实施，初始顶进或中途停机重新顶进时，都应遵循从低速到高速的控制原则，顶进速度应尽量控制平稳，尤其要避免顶速突然加大的现象，对顶进过程中出现的任何工作油压波动都应及时分析原因并采取相应措施；

5、当发生顶进顶力骤升或顶力达最大值时、后背发生位移或后背开裂时、千斤顶油管不通或油泵工作不正常时、进水排泥管路不畅时、监视器工作不正常时、激光经纬仪工作不正常时、洞口止水圈漏水时、电路发生故障等现象时，应立即停止顶进，及时分析原因并采取相应措施，处理完善后再继续顶进；

6、管节施焊前，应先修口、清根，用钢丝刷将坡口两侧规定范围内的铁锈，熔渣，油污水质等清除干净，并保持干燥，防止焊缝内产生气体和夹带杂质。外观上焊缝表面应光洁，宽窄均匀整齐，焊道于母材应平缓过渡，根部应焊透，焊缝和热影响区不得有气孔、夹渣、裂纹、焊瘤和弧坑等缺陷。焊口焊接检测合格后，应及时作好外防腐处理，严格按规范和设计要求进行；

7、触变泥浆的加注应按施工实际情况确定，顶管完毕应通过注浆进行管外空隙填充和泥浆置换；

8、顶管出洞要采取措施防止工具管的前方土体坍塌和工具管偏离设计轴线；

9、在顶进过程中遇到管道扭转、基坑导轨在顶管施工过程中产生左右或高低偏移、后靠背严重支形、位移或损坏、主顶油缸偏移、地表隆起、地面沉降等问题时，应及时采取相应的措施；

10、施工工地必须有七牌一图；即：工程概况，工程项目管理人员名单，创施工现场标准化管理，工程环保牌，安全生产的六大纪律，安全生产天数计数牌，防火须知，施工现场平面布置图；

11、对施工过程中各施工阶段的环境因素进行分析与预测，根据施工进度、气候变化和影响环境因素，制定可行的文明施工措施，进行动态管理；

12、经常进行现场文明施工检查活动，对场容场貌、材料堆放与管理、安全生产、机械动力、消防保卫、生活卫生六大方面进行检查，发现隐患，及时预以消除；

13、项目部在施工生产过程中应严格贯彻“安全第一，预防为主”方针；

14、施工现场发生安全事故时，当事故的评估预测达到起动应急救援预案条件时，由应急总指挥启动应急反应预案；

15、顶管施工方案属危险性较大的工程施工方案，应按规定组织专家论证。

 

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