復雜環(huán)境下頂管施工項目管理措施研究

崔宇恒 牛小犇 仲秋 張橋 張衛(wèi)東

摘 ? ?要：本文結合某市政污水與中水管道頂管工程施工，對其復雜的施工環(huán)境進行了分析。從BIM技術應用、現(xiàn)狀路交通導改、建筑物沉降控制等方面對頂管施工項目管理中存在的問題進行了探究，結合問題提出了相應的優(yōu)化措施。

關鍵詞：頂管施工;BIM技術;項目管理;交通導改;沉降控制;風險管控

1 ?前言

城市內頂管施工受周圍環(huán)境影響較大，而不同施工現(xiàn)場的地質和施工條件具有差異性，為抓住現(xiàn)場管理這一關鍵點，應在不同的施工環(huán)境中運用不同的項目管理手段。

2 ?工程概況

該工程新建污水管網(wǎng)是商丘市主城區(qū)主干污水管網(wǎng)，同時也是商丘市截污納管的重要環(huán)節(jié)，本工程包含六條沿河污水管網(wǎng)，六條沿路污水管網(wǎng)，主要采用人工頂管、機械頂管及機械開挖方式施工，主要施工內容為沉井施工、頂管施工、井室砌筑、互聯(lián)互通及原地面恢復等。

該工程錦繡路段西起現(xiàn)狀梁園路，南至現(xiàn)狀示范路。機械頂管主管全長1593m，全部位于現(xiàn)狀錦繡路內。錦繡路為東西向城市次干道，沿線有九個路口，途經(jīng)七個小區(qū)、一所學校、兩處公園、區(qū)政府等構筑物，交通壓力大。

該工程蔡河段，北起現(xiàn)狀歸德路，南至連霍高速，沿線與迎賓路等相交。全長4895m，臨近河流地下水位高，沿線多處下穿房屋，且施工區(qū)域位于居民區(qū)內。

3 ?措施研究

3.1 ?復雜環(huán)境下項目BIM應用措施

在施工中引入BIM技術，實現(xiàn)可視化交底，能保障施工信息的準確交流，顯著提升施工效率。該工程在施工的各個環(huán)節(jié)廣泛運用BIM技術，比如：拆遷選線、現(xiàn)場布置、技術交底、工程重難點分析等，都取得了顯著效果。

（1）無人機。頂管施工線路長，對現(xiàn)場的信息采集難度大。在選擇拆遷路線時依靠無人機技術，可以快速采集拆遷路線上的構筑物信息，通過無人機航拍的照片和視頻，可以進行拆遷選線，同時優(yōu)化設計路線，避讓房屋減少頂管下穿房屋。還可利用無人機航拍施工場地附近居民住宅情況，幫助決策者規(guī)劃施工場地。

（2）BIM建模設計交通導改。運用BIM技術進行交通導改設計，對安全圍擋、導行標志牌、反光錐、警示燈等導行設施進行詳細的布置，提升了現(xiàn)場布置效率的同時，也有利于決策者發(fā)現(xiàn)導行方案的不足，及時調整方案。

（3） BIM技術的其他運用。該工程在施工過程中還對BIM技術進行了以下應用：①在沉井施工前建立沉井的BIM模型，生成BIM模型拆分圖，實現(xiàn)360°可視化交底，對較為復雜的刃腳、蓋板、梁體、頂板、井筒進行節(jié)點分析，為施工方案編制提供依據(jù);②通過Revit創(chuàng)建優(yōu)化沉井鋼筋模型，導出鋼筋工程量表，與商務算量進行對比分析，從而精確工程量;③通過Revit創(chuàng)建混凝土結構模型，與審計單位對接不規(guī)則區(qū)域算量，準確核對工程量;④在臨建選址時建立多套建設方案，決策層通過可視化的臨建設計模型更直觀的比選方案，結合多方面因素確定建設方案。

3.2 ?現(xiàn)狀路交通導改措施

在施工過程中，保證現(xiàn)狀路行車通暢和行車、行人安全是頂管工程組織管理的重點和難點[1]。

結合該工程施工經(jīng)驗，針對頂管施工組織應遵循以下原則：

（1）同一頂管項目跨越多段道路時，應遵循先易后難、先郊區(qū)后中心區(qū)的原則。

（2）頂管施工時應盡量減少施工段劃分，尤其是沿途出入口較多的道路不宜采取多段同時施工。

（3）施工區(qū)域途經(jīng)學校，應注意施工時間，集中在學校放學、寒暑假等時間施工。

（4）若存在小區(qū)、商鋪、飯店僅有唯一出入道路途經(jīng)施工區(qū)域，應留出單車道或采取臨時便道方式保障居民出行。

（5）施工時交通導行布控應分為6個區(qū)域，即警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、作業(yè)控制區(qū)、下游過渡區(qū)、終止區(qū)，導行標志牌、反光錐等標志設置應符合規(guī)范要求。

3.3 ?建筑物沉降控制措施

結合施工實踐發(fā)現(xiàn)，造成建筑物沉降的因素有兩方面，一是沉井下沉，二是頂管下穿。沉井是頂管工程中的重要構筑物，下沉時由于地質情況復雜，地下水位較高，若施工工藝不當將造成臨近建筑物的沉降。該工程采用的泥水平衡頂管機，也會對土層結構進行掏蝕，減小土層的承載力。頂管下穿房屋時，注漿和補漿壓力不足，機頭糾偏等因素也將引起建筑物的沉降。

（1）沉井下沉臨近建筑物沉降控制措施。由于施工區(qū)域臨近河流，地下水位較高，為防止臨近沉井的建筑物沉降，該工程井周加固采用雙層高壓旋噴樁工藝。其與常用的鋼板樁止水帷幕相比，避免了降水，可以有效避免傳統(tǒng)沉井降水干封底施工過程中地下水位變化造成的地基擾動，同時能夠固結流沙，對土體具有一定的加強作用，可以有效地在沉井下沉過程中保障臨近建筑物不被破壞。采用該工藝施工中還避免了打拔鋼板樁振動對建筑物的影響，有效控制了建筑物的沉降，保證了臨近建筑物安全。

（2）頂管下穿建筑物沉降控制措施。①在施工前應對頂管頂進方向周圍建筑物進行安全評估，檢驗是否符合施工標準。例如，建筑物的沉降程度、水平位移大小、傾斜程度、對施工的抵抗能力等，依據(jù)這些數(shù)據(jù)評估各個建筑物的安全指數(shù);②針對個別安全指數(shù)低、安全風險大的建筑物，在施工前應采取注漿加固法進行地基加固，漿液采用水泥漿或環(huán)氧樹脂;③施工時派測量人員對頂管施工全程監(jiān)測，對重要建筑物勤測量、勤記錄，發(fā)現(xiàn)微小沉降時及時采取增大注漿和補漿壓力、調整膨潤土配合比、減緩頂進速率等措施;④頂管下穿建筑物和重要管線時，應嚴格控制各項參數(shù)，保證泥漿外排量與頂進量相匹配[2]，同時保證注漿和補漿壓力不衰減，機頭糾偏操作應采取小角度糾偏方式;⑤頂管頂進結束后，應立即用水泥漿置換膨潤土，使建筑物和管線下方的土體快速固結，減少后期沉降;⑥對于因沉降產生裂縫的建筑物應根據(jù)實際情況，采取噴射混凝土、鋼拉桿加固、灌漿填縫修補等方式進行修復，降低安全風險。

3.4 ?復雜環(huán)境項目風險管控措施

（1）施工開始前組織相關產權單位，通過查找施工備案記錄、實地走訪標記物、挖探坑等方式，排查可能遇到的障礙物，并對施工區(qū)域周邊交通狀況和建筑物沉降等潛在風險進行排查。排查結束后組織業(yè)主單位、監(jiān)理單位、設計單位、各產權單位，對施工中可能遇到的項目風險確定初步處理方案;（2）對項目潛在風險進行評估，針對發(fā)生幾率大或后果嚴重的風險應預設計施工方案，例如施工遇障礙物處理方案、現(xiàn)狀路施工區(qū)交通導改方案、頂管下穿房屋方案，并報產權單位及設計單位評審后備用;（3）建立安全預警及上報機制，確保障礙發(fā)生后及時上報業(yè)主單位及產權單位，及時排除風險，盡早開工;（4）施工中如發(fā)生不可預測風險造成施工中斷，施工方應及時記錄事件的時間、地點、起因、內容、工程量等信息，作為以后索賠的資料;（5）針對不可預測風險應結合記錄按時上報簽證索賠資料，保證施工方工期及成本損失風險化解。

4 ?結論

在基建快速發(fā)展的前提下，施工項目管理方式必須進行改進和創(chuàng)新，以適應行業(yè)的發(fā)展。城區(qū)復雜環(huán)境頂管施工受環(huán)境制約，施工前應針對不同環(huán)境因素展開調查與論證，制定合理的施工方案。本工程通過BIM技術、信息化監(jiān)測和沉降控制、重點采取交通導改方案等措施，確保了工程的順利實施，為后續(xù)解決城市復雜環(huán)境下頂管施工提供了相應經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 宋作友.山地城市綜合管廊設計施工與交通導行研究[J].施工技術，2017（21）：70～74.

[2] 呂金克.城市復雜環(huán)境條件下的頂管施工工藝[J].建筑施工， 2017（7）：1087～1089.

[3] 張鋒.地鐵施工圍擋及道路交叉口的交通導改[J].工程技術，2018（3）：37～39.