基于視覺式導向系統的頂管施工技術的闡述

摘要：目前來說，采用的頂管施工技術已經相對成熟，形成了不同的施工工藝，在具體應用時要結合工藝的原理，充分發揮頂管頂進技術優勢，縮小工程施工空間，實現對造價的高效控制，跟隨頂管施工技術伴生的導向測量施工技術多數采取了人工觀測的方式，這需要做好頂管頂進作業全過程的測量把控，才可以避免人為誤差導致頂管偏差的情況出現。于是形成了相應的施工新技術即視覺式導向系統的頂管施工技術。

關鍵詞：視覺式導向系統;頂管施工技術;工程特點

一、工程特點

（一）本工法采用螺紋套筒+微型光點+傾斜儀，實現頂管機滾動角精確控制，解決了傳統人工測量調整水平方向的方式。

（二）本工法采用攝像機采集頂管機光源信息，配合tunis軟件使用，實現頂管機俯仰角控制，解決了傳統人工測量調整垂直方向的方式。

（三）本工法采用基于視覺式導向系統的頂管施工技術，解決現有導向系統成本高、精度低、通用性差，以及不能自動識別和實時測量偏差等的問題。

二、適用范圍

第一，工法適用于直線段頂管工程;第二，最佳技術經濟條件為長度在50-300m范圍內、坡度在±2‰范圍內、工作井寬大于4.5m、管道外徑1.2m以上及2m以下（含1.2m及2.0m）的直線段頂管工程。

三、工藝流程及操作要點

（一）工藝流程

工作井施工→頂管工作井內設備安裝→引入測量軸線及水準點→導向裝置安裝調試→千斤頂及頂鐵調試→頂進施工→竣工測量等相關工作。

（二）操作要點

1.工作井施工

第一，核實頂管設備的尺寸，確認頂管井的尺寸符合設備安裝、始發及到達的要求;第二，預留洞口制作應采用圓形模板，模板的尺寸允許偏差為±5mm。模板的強度和剛度應符合保持洞口圓度的要求;第三，頂管井施工的防排水措施應應預留集水坑，井周邊應設置臨時排水系統;第四，頂管井施工完成后，應對頂管井周邊地面進行硬化處理。

2.頂管工作井內設備安裝

第一，起重設備活動范圍附近有高壓電線路時，吊裝活動范圍與高壓電線的最小距離應符合國家或行業相關的技術標準;第二，管機正式起吊前應進行試吊，試吊中檢查全部機具、場地受力情況，系好溜繩，平穩起吊，吊裝人員不能站立在吊臂和頂管機下方;第三，頂管機下放至距離導軌50cm時，調整頂管機的吊放位置，并使頂管機的刀盤超出導軌，然后緩慢放下;第四，激光全站儀安裝完畢并與頂管機測量靶中心重合，誤差不超過2mm。

3.引入測量軸線及水準點

第一，將地面的管道中心樁引入工作井的側壁上（兩個點），作為頂管中心的測量基線;第二，將地面上的臨時水準點引入工作井底不予碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時水準點。

4.導向裝置安裝調試

第一，根據施工管線的標高、縱坡等設計要求，計算好全站儀激光線角度，擰緊瞄準器水平及豎向制動螺旋，固定瞄準器，再調整瞄準器豎向及水平微動螺旋，使得全站儀目鏡“十字”線的中心與激光導向鉆頭光靶的中心重合，鎖死瞄準器。第二，調節瞄準器調焦螺旋，使得光靶能夠清晰地顯示在顯示屏上，并使光靶影像與顯示屏大小相適應。

5.千斤頂及頂鐵調試

第一，千斤頂室掘進頂管的主要設備，應根據地質情況及設備工況計算頂力;第二，千斤頂的工作坑內的布置采用并列式，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產生頂時力偶，造成頂進偏差。根據施工經驗，管上部管壁與土壁有間隙時，千斤頂的著力點作用在管子垂直直徑的1/4～1/5處為宜;第三，安裝頂鐵應無歪斜、扭曲現場，必須安裝直順。

6.頂進施工

第一，工作坑內設備安裝完畢，經檢查各部分處于良好狀態。即可進行試頂;第二，首先校測設備的水平及垂直標高是否符合設計要求，合格后即可頂進工具頭，然后安放給水工作管，再次測量標高，確定無誤后進行試頂，待調整各項參數后即可正常頂進施工;第三，在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測，加強監控。

7.竣工測量等相關工作

第一，當地下水位高、可能發生管涌或流沙現象時，應采用水下達到方式，到達后再進行止水和排水處理;第二，井內宜預留略高于管底的墊層以支承頂管機;第三，頂管機進入接收井洞口和加固區時，頂進速度不宜大于10mm/min。

四、質量措施

第一，認真貫徹執行國家及地方有關技術規范、工藝標準和操作規程，對本工程質量負責;第二，掌握本工程的施工動態、定期召開質量會議，正確處理質量與速度的關系，確保安全、文明施工;第三，認真閱讀并審查施工圖紙，參加圖紙會審，負責向施工班組及有關人員進行技術交底;第四，組織隱蔽工程驗收，工程轉序驗交，分部、分項工程驗收，參與質量評定及交工驗收。

五、結語

本技術對行業現有頂管導向技術具有創新性改革，采用視覺式導向系統，解決現有導向系統成本高、精度低、通用性差以及不能自動識別和實時測量偏差等的問題，工程質量滿足設計及規范要求，應用前景顯著。

參考文獻：

[1].給水排水工程頂管技術規程[S].CECS246：2008.

[2].給水排水管道工程施工及驗收規范[S].GB50268-2008.

作者簡介：黃德強，海峽宏基建工集團有限公司。