鹤山市工程建设监理有限公司
摘要：顶管施工应用不断增多，面对的施工环境越来越复杂，通过施工监理有效实施现场监管、协调各方的作用，以确保顶管工程质量符合要求，工程投资效益和社会效益均取得满意效果。
关键词：复杂环境；顶管施工；过程监管；探讨
一、引言
随着我国近年来加大了城乡一体化建设，对城乡建设中的市政设施增加了投资力度，针对城乡建设中原有的市政排水管网实施升级改造，城镇新建大量的市政排水设施以满足经济建设不断发展的需要。由于城市市政建设用地资源紧张和交通流量的管制较严格，顶管施工成为新时期工程建设重点推广应用工艺。复杂的施工环境条件下实施顶管施工作业，充分发挥施工监理的职责和效能，是保证工程施工任务顺利完成，为工程建设投资控制提供有力保障。
二、工程概况
宅梧镇污水处理厂及其配套管网工程，项目位于鹤山市宅梧镇，铺设DN400 的 HDPE 塑钢缠绕排水管 1.88公里，顶管为节点W24～W25、W33～W34、W44～W46，共长134m ,采用DN1000 III级钢筋砼管， D6500圆形工作井3座， D4000接收井3座。
经过对整个片区污水管网全面规划，以雨污分流制为设计出发点，利用当前乡镇排水管网、污水处理厂配套干管为基础，优化排水系统分流功能，形成工程区域排水管网，发挥污水处理厂及配套干管的作用。
二、工程特点及难点分析
经过对设计图纸、勘察报告研究及现场踏勘，施工工程存在如下特点及施工难点：
1、沉井位置工程地质条件差。沉井下沉经过回填土层、流砂层、砂夹卵石层及全风化、强风化花岗岩层等,下沉不稳定阻力大,需要考虑注浆减摩及加载等辅助下沉措施
2、施工条件复杂，施工难度大。施工中顶管管道主要穿越流砂层及砂夹卵石层，地下水丰富，顶管机掘进前方容易产生塌方；污水干管工程要穿越三座桥墩为天然基础的仍在承担交通功能的旧桥，须确保桥梁结构安全。
3、顶进精度控制难度大。本工程难点在于穿越砂夹卵石层，局部位置有孤石，管底标高以上局部为强风化岩层，影响管道轴线标高控制。要确保高精度进行定点定向顶进必须采用高精度测量仪器和严密的测量方案进行严格的方向控制，在遇到孤石、强风化岩层影响管道轴线、标高偏差时要采取人工凿除纠偏。
三、施工前期准备
现场项目监理部经过对工程特点及难点分析，针对施工工期仅有50d、现场施工环境条件复杂情况下认为施工前期准备工作必须充分并落实到位非常重要。工程监理项目部从以下方面方面进行监理事前控制。
1、论证专项方案的可行性并完善相关方案
本工程顶管管道主要穿越流砂层及砂夹卵石层，部分有孤石，遇到较大的孤石等大型障碍物顶进困难如何进行处理？顶管开挖掘顶进时流砂、涌水如何应对？对穿越的桥梁结构如何进行保护？顶进精度如何控制？针对施工方案，特别是以上要点及工程难点，在工程项目开工之前监理牵头协调建设单位、施工单位、设计单位、勘察单位的技术管理专业人员并邀请相关专业的专家召开专项方案论证会，通过论证会分析针对施工重点难点及意外情况，提出各自建议、集思广益，对方案以下方面进行了优化、完善。
（1）对于顶管开挖掘顶进时会遇到流砂、涌水的解决方案：确定施工方式要采用超前注浆改良土质等措施防止机头正面坍方，并采取井点降水措施，确保施工中水位低于管底标高，并采用人工手掘施工，即挖即顶，防止塌方，确保地面不沉降，避免地面塌陷对车辆通行造成影响。拟安排工人采用三班制不间断施工。人工挖土时，管前挖土在管内操作，以确保安全。严格按规范和技术要求开挖和顶进，严禁超挖。土质容易塌方时应加管帽必须随挖随顶，顶镐及出土卷扬机的操作，均应听从挖土人员的指挥不得擅自蛮干，确保施工时不塌方。
（2）对于遇到的孤石或穿越地层有坚硬的强风化岩层的解决方案：对于遇到的孤石时，视大小情况，采用风枪凿除，必要时在管线位置开孔处理。对穿越地层有坚硬的强风化岩层，顶管掘进难度大，影响顶管标高偏位问题，因应工程施工特点，为确保安全及工程顺利进行，我建议采取在混凝土顶管内加设下开口式刚度符合要求的钢套管后破除部分管底混凝土，采取风镐机辅助掘进方法进行。该方法得到各参会人员一致认同。
经过会议详细讨论，各方一致认为对专项方案按要求优化后，具有可操作性。
2、顶管设备选型
本工程顶管均为DN1000管，后背墙拟采用钢筋砼结构，宽×高×厚为2.5×3×0.5m，C30砼，内配HPB400Φ25@100双层双向。吊运大型的机械设备、如顶管基座、钢板等重物配备相应的起重索具在维护保养期内，针对勘察报告提供的土质情况，顶管管道主要穿越流砂层及砂夹卵石层，考虑加泥加气泥水平衡顶管机，顶管机采用徐州生产的功率为22.2kW，型号XDN800，具有较好的泥浆减阻能力能较好自动纠偏能力，泥水循环系统动态平衡，排泥量适中。
3、监理施工前现场检查与交底
监理人员在检查开工前顶管的降排水设施、顶管长度和工作坑中线、管道结构、埋管深度、现场水文条件、顶管上方和附加构筑物距离等参数指标，对施工中使用的顶管机、油压千斤顶、注浆泵、反铲挖掘机、轮式装载机、汽车起重机、鼓风机、空压机、通讯系统等机械设备现场检查，并要求操作人员试运转是否正常，操作人员要求本人持有合格证才能上岗。
审查施工专项方案，要求施工现场参建各方熟悉设计图纸和施工专项方案、合同和顶管质量技术规范、勘察报告等，细化现场监理旁站措施，提前做好顶管施工前技术、质量、安全、机械等准备工作。
四、顶管施工过程监理管理工作
1、检查测量施工放线
监理单位对测量人员的资格进行检查，检查测量人员对控制点、水准点的手段和测量选用激光经纬仪、数字水准仪的使用范围、误差范围，要求测量人员对顶管的轴线、标高实施认真放样、定位，旁站测量施工顶管的中线、井上和井下轴线等工作。
2、对顶管管节入场验收
顶管的材料要求较高，尤其是顶管接口质量较为重要，监理单位对顶管管节生产厂商的资质、规格、型号、直径、质量保证书、编号合格证进行查验，检查管节的承接口、止水橡胶圈密封性情况，管节吊运路线是否妥当和提出相应的安全要求，监理人员对顶管管节吊运、安装做好监理日记和旁站记录。
3、顶管顶进施工工艺
（1）、顶管始发
复测导轨轴线、坡度、顶管掘进机中心线、高程等参数达到要求后，顶管系统的千斤顶、安装设备经过检查，对穿墙止水安装防漏装置检查，液压、压浆、气压、水压、照明、通讯、通风等操作系统经过试运转是否正常，各大系统联动调试正常后始发。
（2）、下管
本工程顶管的管径达到DN1000，汽车起重机选择型号为XCT25L5的25t作业前先试吊离地面10cm，检查起吊物和吊机状态平衡安全后再起吊。对井上的起重门吊安装完毕后进行试吊试运转，使用方、操作方、监理共同验收合格后才能使用，起重司机、起重信号司索工均要持有合格的特种工作业证上岗，专人负责指挥起吊和现场监护安全。
（3）、顶进人工挖土
本工程施工工期紧张，安排工人采用三班制不间断施工，人工挖土时，管前挖土要在管内操作，监理单位要求施工方开挖过程中要有严格保证顶管上方道路和附近构筑物安全措施。
（4）、顶进
顶进采用人工挖掘配合机械顶进方式，顶进过程中由于实施三班制日夜施工，监理单位配备足够的人员实施旁站，对管节的生产时间、外观、止水密封、管节编号、型号、轴线、地面沉降观测情况真实详细记录。首节管的质量是整个工程的关键，首节管及工具管顶进后，要反复测量管前管后高程及中心线变化。
在穿越桥梁过程中，监理人员密切注意顶管机的水压力、土压力的平衡，控制出土数量、顶进速度大小，通过互联网信息化现场监测系统，及时进行注浆，监测数据、顶进作业情况与建设方加强沟通联系。顶进过程中遇到孤石按照直径大小用风枪破除，过大时在管线位置开孔处理。
（5）、穿越旧桥的监理及止水问题、安全问题监理
对需要穿越七八十年代的基础为天然基础的旧桥情况，顶管顶进若造成地面沉降和位移，地面沉降过大会直接影响桥梁安全，因此，监理部专门针对穿越旧桥时影响最大的部位实施地面沉降分析，运用AUAQUS有限元软件建模计算桥梁沉降和位移，对顶管施工前后桥梁基础变形影响大小进行分析，并相应提出解决方案，在顶管管道与桥梁基础之间设置高压旋喷桩围合而成的隔断墙，起到止水及防护双重作用。同时建议业主聘请有资质的第三方监测单位在施工过程对桥体及施工周边重点部位进行沉降及变形观测，设置预警值，并将数据实时共享，制定应急预案，一旦变形超出预警值，立即按预案执行并停止施工，采取相应处理措施。
监理单位还专门针对止水防沉降问题组织参建各方召开研讨会，会上决定采用沉井自防水，通过止水帷幕方式进行止水，在质量控制关键点形成对注浆管接头的密封圈及其它密封部件是否完好，钻机垂直度、注浆连续性等的检查制度，确保施工顺利进行。顶管进出洞能否安全顺利，安装的止水圈效果能否保证出洞安全也是顶管施工重要质量控制点，监理单位施工中对以上重点内容进行严密检查并做好监理记录。
此外，在施工中加大对供气系统、施工人员出入的气压控制系统的检查，要求施工单位提供良好的通风和换气设施，注重对有毒、有害气体的检测防范气体中毒事故发生。
（6）、施工效果评价
通过严格监理控制，顶管施工取得了预期效果，对管井下沉、管道穿越流砂层及砂夹卵石层、坚硬的强风化岩层的难点部位均按预期的施工方案顺利施工，轴线、标高偏差均符合设计及施工规范要求，穿越的旧桥通过施工前后观测数据分析，没有出现变形及沉降问题，施工中中没有出现任何质量、安全事故，管网顺利通过竣工验收。
五、结语
顶管工程项目在复杂施工环境下完成，离不开监理单位严密的组织、协调、沟通以及现场质量、安全监督管理，也有赖于参建各方的齐心协力和共同努力才能把工程项目顺利完成。
参考文献:
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