超大斷面矩形頂管施工過程中監理控制的重點探析

戈世明

（中煤中原（天津）建設監理咨詢有限公司 天津 300000）

0 引言

天津屬于富水軟土地層，地面交通繁忙，地下管線復雜，對于城市地下通道施工，采用傳統的明挖法作業對交通影響大，管線遷改工作量大，準備工作投入成本高。因此，頂管法施工工藝成為了更好的選擇。本文結合工程實例就超大矩形斷面頂管施工過程中監理管理的重點進行了簡單分析。

1 工程概況

過黑牛城道地下通道長度92.6m，采用鋼筋混凝土預制管節，結構外尺寸寬度10.4，高7.55m，結構凈空寬度9m，高度6.15m，覆土厚度8.3m，每節管節長度為1.5m，重量約79t。管節之間采用承插式F型接口，承口鋼套環采用厚18mm的鋼板，長350mm，管節插口混凝土結構外側密貼兩道楔形橡膠圈，施工時插入承口鋼套環內，在插入過程中，橡膠圈被壓縮，密貼鋼套環，形成良好的防水體系。在管節承口端管壁中上部位置開槽，嵌入多孔型三元乙丙橡膠密封墊。密封墊應與多層膠合板具有相協調的壓縮能力，保證拼裝后的防水效果。在管節兩管節接口處設置嵌縫槽，迎土面采用聚氨酯密封膠填縫，背土面待漿液置換完成后采用雙組份聚硫密封膠填縫。

管節分為A型和B型，頂進施工時，A型為第一管節，A型管節與B型管節交替排列施工。

2 監理控制重點

2.1 施工準備工作

施工前，與施工單位進行技術交流，對施工過程中可能出現的技術問題進行分析，討論預防和解決措施。根據相關設計文件及規范編制監理實施細則，對施工組織設計及各專項施工方案及應急預案進行認真審核。對監理和施工單位人員進行安全技術交底，熟悉工程施工流程，對各施工工序質量控制的重點做到心中有數。

2.2 預制管節加工

由于管節自重和斷面大、數量較多，不易進行運輸，管節在施工現場預制場地進行生產。預制時正處于冬期施工，氣溫較低，養護方式采用電熱蒸汽養護。管片質量直接關系著工程質量，頂進過程中在大推力作用下發生破裂，將會對施工產生嚴重影響。預制過程監理控制重點為：原材料的檢驗、鋼筋骨架質量的檢查、模板拼裝及預埋件埋設位置的檢查、混凝土振搗質量的監督、養護環境溫度的控制。

2.3 工作井施工

始發井、接收井圍護結構均采用地下連續墻，始發、接收端頭采用三軸水泥攪拌樁進行加固。在頂管始發前，采對洞門出地連墻進行破除并采用取芯檢測和洞門探水的方式對端頭加固質量進行檢查。

洞門圈安裝時，監理工程師應對洞門圈安裝位置進行復核，確保洞門圈中心位于通道道中心線上且相互保持平行。基座導軌安裝時，監理工程師應對導軌標高進行復核，確保兩側導軌安裝定位設計標高要求，導軌安裝應確保穩固準確，確保在承受大荷載的情況下不發生變形、偏移、沉降[1]。

2.4 滲漏水風險管控

施工中滲漏水風險主要出現在始發接收端洞門及頂管機、管節連接部位。在頂進過程中頂管機和管節始終處于運動狀態，為防止始發井洞門與頂管機及管節之間的縫隙發生滲漏，洞門密封采用采用2道折葉式密封壓板+2道簾布橡膠板，見圖1，洞門鋼圈中設置兩道盾尾刷，從始發開始通過預埋管路持續壓注盾尾油脂，確保洞門動態防水。頂管機接收采用明洞接收，將接收井底至洞門頂部上方3m使用低強度砂漿進行回填，降低接收端洞門滲漏風險[2]。

圖1 洞門密封細部

管節拼裝過程中產生的錯臺、接縫和密封圈、密封墊安裝質量等因素也會對通道的防水性能產生影響。監理重點對簾布橡膠板的檢驗、洞門圈安裝質量、每環盾尾油脂使用量、管節下井前對楔形密封橡膠圈、橡膠密封墊安裝質量、管節拼裝質量進行檢查。

2.5 地面與管線沉降控制

頂管施工采用土壓平衡推進方法，頂進時頂管機和管節對周邊土體持續進行擾動，且摩擦力不斷加大，如控制不當易發生地面和管線異常沉降，嚴重時會對路面及地下管線產生破壞。每環管節設有20個注漿孔，在頂進時通過壓注觸變泥漿填充管節與周邊土體的空隙以減少頂進阻力和地層損失，控制地面沉降。施工前應進行渣土改良試驗，施工過程中嚴格控制漿液配比，漿液制作完成后對漿液比重、稠度等項目進行檢測，檢測合格后方可進行使用。

當頂管機和管節往后退時，機頭和前方土體間的土壓平衡受到破壞，土體面得不到穩定支撐，易引起機頭前方的土體坍塌。若不采取一定的措施，路面和管線的沉降量將難以得到控制[3]。因此，每環管節頂進到位后，需用鋼銷將管節和止退裝置連接固定后再縮回主頂油缸防止因機頭前方掌子面失穩而對周邊土體、管線產生嚴重破壞。在施工過程中應持續對止退裝置穩固性進行檢查，出現問題應及時進行加固處理。

在頂進過程中，通過觀察每環出土量、漿液及油脂用量是否均衡進而判斷頂管作業是否正常，對頂管機姿態、土倉壓力、推力、頂進速度等相關參數變化進行控制并及時采取糾偏措施，防止對土體擾動過大而造成異常沉降，使頂管機勻速、連續的頂進。當沉降量變化較大時，可通過管節預留注漿孔打泥對沉降進行控制。

2.6 測量與糾偏措施

為確保通道施工質量和頂管機順利出洞，應將頂管機姿態偏差控制在允許范圍內，通過控制室數據對頂管機俯仰角、扭轉角度使用糾偏油缸進行動態控制，密切關注姿態突變情況，勤測量、勤糾偏，并對姿態及時進行復核指導施工。可通過控制糾偏油缸、刀盤轉向來控制頂管機姿態，當姿態變化較大時，可通過預留注漿孔打泥進行糾偏。

3 結語

過黑牛城道地下通道作為天津首個采用超大斷面矩形頂管法施工工藝的項目，其順利貫通對今后天津城市地下通道的施工具有重要意義。通過對本工程頂管施工的監理，使自身對頂管施工工藝有了較為全面的了解，而施工過程中出現的一些問題及處理方式，也為今后頂管工程監理工作提供了經驗積累。