大口径顶管穿越江堤的工程监测控制

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摘要：为保障排江口顶管安全穿越江堤，在顶管实施前制订了周密的监测方案，在实施过程中严格监测控制，以指导顶管安全施工，以确保顶管施工安全顺利进行。

关键词：顶管江堤变形监测 控制

中图分类号：X8 文献标识码：A 文章编号：

钱塘江排江口工程需穿越钱塘江大堤，为确保钱江大堤的自身安全，控制顶管施工的顶进速度，为此，经多方研究制订江堤变形监测方案，并将监测工作作为本工程重点工作，通过变形观测，分析、预测江堤基础的沉降趋势，及时给予顶管施工提供可靠依据，更准确地控制施工顶进频率，保障钱江大堤堤身整体稳定，以下介绍本工程监测方案实施过程，对于类似工程的结构安全设计优化、地基沉降变形分析以及提高制定监测方案的水平，将起到一定的借鉴作用。

1．变形监测方案基本概况

本工程穿越钱塘江大堤顶管共两根，分别为排江主管和应急排江管，两管平行，两管道内边净距1.5m，管道外径2.2m，顶管采用斜线法施工。管道位于淤泥质粉土层中。排江主管和应急排江管从高位井由北向南穿越江堤顶向江内，高位井外壁距离钱塘江大堤轴线约50m，排江管道顶面距离大堤顶面21.8m，距离大堤底面17.5m，江堤顶面宽度4m，大堤基底宽18m。本次变形监测项目包括：顶管江堤内陆域及江堤垂直位移监测、江堤水平位移监测、堤外深层水平位移监测三大项内容。

1.1江堤内陆域及江堤垂直位移监测

根据现场实际情况需要，本项目垂直位移观测点埋设分为两个区域。第一区域为顶管陆域观测区域，观测范围为大堤内坡脚外40m的位置。在排江主管和应急管的顶管轴线上每隔5m布置一个，每根顶管轴线上共布置8个垂直位移观测点，观测点为沉降板，具体采用250mm×250mm的钢板中间焊接400mm长的镀锌细钢管，插入原状土中留出100mm，自北向南，排江主管测点编号为PS01～PS08，应急管测点编号为YS01～YS08。第二个区域为顶管轴线上部的江堤观测区域，按平行大堤4排布置，内坡脚1排11个观测点，堤顶内侧口1排11个观测点，挡浪墙顶1排11个观测点，外江坡角处1排11个观测点。根据现场实际，两区域垂直位移观测点埋设分两个阶段。第一阶段为防洪堤灌浆工程变形观测阶段，此阶段每排按4个观测点布置。第二阶段为防洪堤顶管施工影响变形观测阶段，包括第一阶段已布置的观测点，共布置19个垂直、水平位移观测点，25个垂直位移观测点。观测点从堤内到堤外，自东至西，共44个，编号为DS01～DS44。

垂直位移观测仪器采用DS2水准仪配F1测微器，水准尺采用2m铟钢尺。基点测量按二等水准测量要求进行，测点测量按三等要求进行。观测时，现场计算各观测点的基础差与现值之差。

1.2江堤水平位移监测

江堤水平位移监测点分别布置于堤顶内侧口、挡浪墙顶和堤外脚三排。共布置19个水平位移监测点，监测点位置与部分垂直位移观测点相同，故该观测点编号为DY01～DY19，水平位移监测与江堤处顶管变形观测同期进行。

水平位移观测仪器选用SET1130R3全站仪，测角精度1秒，测距2mm+2ppm监测方法采用小角法和极坐标法，即顶位置测点观测采用小角法，不利于监测的测点采用极坐标法，主要因外江坡角处地势较低，不利观测。故考虑多种方法相结合观测。观测测角2个测回，测距4测回，现场计算各测回差值。

1.3堤外深层水平位移监测

江堤深层水平位移观测是在江堤外江侧平台位置布置2根测斜管。深28m，管直径为7.5cm,管底距排江顶管轴线以下9m。观测仪器采用南京葛南生产的GN-1测斜仪，仪器自动读数存储，通过配套软件解出各点位的观测值，通过前后两次的观测值比较即可得出深层土层水平位移量。

2.工程监测质量控制措施

2.1在排江管顶进前应对大堤影响段土体进行压密注浆预加固处理，处理范围为顶管管道中心线两侧各32m，水泥浆液注入深度为管道两侧至管底下1.0m，管道处至管顶以上1.0m。注浆后使管道周围土体形成一个大堤的下支撑体，使顶管对大堤沉降的影响降低到最小。顶管结束后，通过管道注浆孔压注水泥浆置换原有膨润土泥浆，减少大堤后期沉降。

2.2测量基准点要严格保护，所有测量监测点埋设必须可靠牢固，以免影响测量结果精度，避免撞击、毁坏。在顶管施工期间，要定期复核基准点是否发生位移。

2.3监测点的原始位置、高程事先测定好，当顶管机头进入大堤范围外20m时，开始对大堤进行沉降观测，顶管顶进大堤后每天观测一次，出现沉降量明显时、加强监测频率。

2.4准确记录土体沉降、隆起曲线和最大沉降、隆起量。测出的每个沉降点位的原始数据，编制成册，并根据沉降量及时进行调整测量频率，及时指导顶管施工，从而保证顶管对大堤的影响降到最小程度。

2.5测量定位采用经纬仪、全站仪、水准仪等测量仪器，在使用前进行设备检测，经过鉴定合格，并有书面合格证明材料，方可使用。

2.6标高控制点的引测，必须采用闭合测量方法，确保引测精度要求。

3．结语

本工程监测工作在排江顶管施工前，监测点埋设符合要求后就开始进行，并及时记录初始读数及测定初始稳定读数。在顶管施工前，每周观测一次，在顶管施工期间，每天观测一次，对每天观测数值进行对比，及时指导顶管施工，顶管过程中曾因注浆压力大造成一度出现土体隆起趋势，由于监测严格，及时发现，采取对顶管参数及时调整，使得江堤变形得以控制。

从顶管施工结束前监测的资料中可以看出，排江管穿堤施工初期引起的地表沉降不大，但在排江应急管实施中开始出现变形现象，从工后6个月内每月监测一次的沉降资料中看出，地表沉降趋于稳定，地表水平位移已基本稳定，深层土移已基本稳定。由于本工程对监测工作的重视，使得本工程最后顺利完工。

作者简介:

沈奇明（1982-）男，汉族，浙江湖州人， 工程师， 主要从事给水排水厂站、管道工程的管理工作