大直径管道长距离顶管施工自动导向测量系统施工工法.pdfVIP

大直径管道长距离顶管施工自动导向测量系统施工工法

（一）前言

本工法结合实际施工经验，归纳了软土地区大直径管道顶管施工中防止管道

轴线偏差的通用做法，并针对自动导向测量系统进行了侧重描述。

（二）工法特点

1、在管道内每相距一定的距离设置一台自动全站仪。

2、在顶进管机头的后一节管道里安装四台激光测距仪。

3、在每台全站仪的上方或者下放设置一台棱镜，并使棱镜的中心和全站仪

的旋转中心位于同一垂线上。

4、在机头上测绘出控制点，使测绘点处于设计轴线和其垂线上。

5、设置一台计算机，通过程序控制将全站仪和激光测距仪的测量数据进行

传输、收集和处理。

6、数据传输：因管道内无法进行无线通讯，故系统必须采用有线通讯进行

数据传输、利用通讯电缆将整个系统连接。

7、信号控制箱：计算机、激光测距仪及每台自动全站仪须设置信号控制箱，

信号控制箱同时供给全站仪12V直流电源，连续供电。

（三）适用范围

本工法适用于软土地区大直径管道长距离顶管施工中。

（四）工艺原理

1、自动导向测量系统技术主要就是应用于长距离顶管施工时的自动监测、

自动导向测量等一些有特殊需要的测量项目，这种测量项目要求长时间反复跟踪

测量。

2、在研发的系统软件支持下，自动测量系统在计算机的控制下，各站点上

的全站仪相互配合、自动有序地测量各导线点的水平角、垂直角及边长，如同人

工测量一样，由导线起点逐站进行。前后视仪器上的棱镜自动对准测站，相应的

望远镜自动低头，以免干扰测站仪器的照准，其他站上的仪器自动面向侧方，以

免视场上出现多个棱镜。角度和边长测量数据自动传回计算机进行数据处理，计

算机显示系统的测量结果。各站导线测量每循环测量一次，约为3～4min。每次

测量完后，按设置的间歇时间停止运行，然后自动开始下一次测量，周而复始循

环进行。

3、确保整条顶管管道无变形、沉降的前提下，计算机使用研发的系统软件

根据激光测距仪传输回的数据，对盾构机头的姿态进行实时监控。每次测量完成

后，按设置的间歇时间停止运行，然后自动开始下一次测量，周而复始循环进行。

（五）工艺流程及操作要点

1、工艺流程图

2、操作要点

（1）工艺理论

顶管施工法是先在工作井内设置支座和安装主千斤顶，所需铺设的管道紧跟

在工具管后，在主千斤顶推力的作用下工具管向土层内掘进，掘出的泥土由土泵

或螺旋输送机排出或以泥浆的形式通过泥浆泵经管道排出，推进一节管道后，主

千斤顶缩回，吊装上另一节管道，继续顶进。如此往复，直至管道铺设完毕。管

道铺设完毕后，工具管从接收井吊至地面。

（2）现场地质检测和施工方法选择

根据现场地质检测报告显示，本工程涉及的地下-8m处是软土层。软土具有

天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、

灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相

差较大等特点。

项目部根据产品设计、施工和经济效益三方面出发，对现浇混凝土管道和预

制混凝土管道进行综合对比分析，分析出了各自的优缺点及使用条件。

使用BIM对现场现有的地下管线进行建模，再将新建管道于原有管道进行排

布，确定现场施工路由，确定了现场无需异形管道。

通过地下管线排布，对地下管道结构采用预制和现浇两种方法施工。确定两

种方法在地下管廊建设过程中的优缺点及软土地区的适宜性：

软土地区混凝土管道结构现浇、预制对比分析结果表

软土地区的

施工方法优点缺点

适宜性

①多采用承插式接口，防

水、抗干扰性能好

②施工周期短

①对异性段、曲线段及分支段的处理

预制拼装③环境效益好