复杂环境下顶管施工项目管理措施研究

崔宇恒 牛小犇 仲秋 张桥 张卫东

摘    要：本文结合某市政污水与中水管道顶管工程施工，对其复杂的施工环境进行了分析。从BIM技术应用、现状路交通导改、建筑物沉降控制等方面对顶管施工项目管理中存在的问题进行了探究，结合问题提出了相应的优化措施。

关键词：顶管施工;BIM技术;项目管理;交通导改;沉降控制;风险管控

1  前言

城市内顶管施工受周围环境影响较大，而不同施工现场的地质和施工条件具有差异性，为抓住现场管理这一关键点，应在不同的施工环境中运用不同的项目管理手段。

2  工程概况

该工程新建污水管网是商丘市主城区主干污水管网，同时也是商丘市截污纳管的重要环节，本工程包含六条沿河污水管网，六条沿路污水管网，主要采用人工顶管、机械顶管及机械开挖方式施工，主要施工内容为沉井施工、顶管施工、井室砌筑、互联互通及原地面恢复等。

该工程锦绣路段西起现状梁园路，南至现状示范路。机械顶管主管全长1593m，全部位于现状锦绣路内。锦绣路为东西向城市次干道，沿线有九个路口，途经七个小区、一所学校、两处公园、区政府等构筑物，交通压力大。

该工程蔡河段，北起现状归德路，南至连霍高速，沿线与迎宾路等相交。全长4895m，临近河流地下水位高，沿线多处下穿房屋，且施工区域位于居民区内。

3  措施研究

3.1  复杂环境下项目BIM应用措施

在施工中引入BIM技术，实现可视化交底，能保障施工信息的准确交流，显著提升施工效率。该工程在施工的各个环节广泛运用BIM技术，比如：拆迁选线、现场布置、技术交底、工程重难点分析等，都取得了显著效果。

（1）无人机。顶管施工线路长，对现场的信息采集难度大。在选择拆迁路线时依靠无人机技术，可以快速采集拆迁路线上的构筑物信息，通过无人机航拍的照片和视频，可以进行拆迁选线，同时优化设计路线，避让房屋减少顶管下穿房屋。还可利用无人机航拍施工场地附近居民住宅情况，帮助决策者规划施工场地。

（2）BIM建模设计交通导改。运用BIM技术进行交通导改设计，对安全围挡、导行标志牌、反光锥、警示灯等导行设施进行详细的布置，提升了现场布置效率的同时，也有利于决策者发现导行方案的不足，及时调整方案。

（3） BIM技术的其他运用。该工程在施工过程中还对BIM技术进行了以下应用：①在沉井施工前建立沉井的BIM模型，生成BIM模型拆分图，实现360°可视化交底，对较为复杂的刃脚、盖板、梁体、顶板、井筒进行节点分析，为施工方案编制提供依据;②通过Revit创建优化沉井钢筋模型，导出钢筋工程量表，与商务算量进行对比分析，从而精确工程量;③通过Revit创建混凝土结构模型，与审计单位对接不规则区域算量，准确核对工程量;④在临建选址时建立多套建设方案，决策层通过可视化的临建设计模型更直观的比选方案，结合多方面因素确定建设方案。

3.2  现状路交通导改措施

在施工过程中，保证现状路行车通畅和行车、行人安全是顶管工程组织管理的重点和难点[1]。

结合该工程施工经验，针对顶管施工组织应遵循以下原则：

（1）同一顶管项目跨越多段道路时，应遵循先易后难、先郊区后中心区的原则。

（2）顶管施工时应尽量减少施工段划分，尤其是沿途出入口较多的道路不宜采取多段同时施工。

（3）施工区域途经学校，应注意施工时间，集中在学校放学、寒暑假等时间施工。

（4）若存在小区、商铺、饭店仅有唯一出入道路途经施工区域，应留出单车道或采取临时便道方式保障居民出行。

（5）施工时交通导行布控应分为6个区域，即警告区、上游过渡区、缓冲区、作业控制区、下游过渡区、终止区，导行标志牌、反光锥等标志设置应符合规范要求。

3.3  建筑物沉降控制措施

结合施工实践发现，造成建筑物沉降的因素有两方面，一是沉井下沉，二是顶管下穿。沉井是顶管工程中的重要构筑物，下沉时由于地质情况复杂，地下水位较高，若施工工艺不当将造成临近建筑物的沉降。该工程采用的泥水平衡顶管机，也会对土层结构进行掏蚀，减小土层的承载力。顶管下穿房屋时，注浆和补浆压力不足，机头纠偏等因素也将引起建筑物的沉降。

（1）沉井下沉临近建筑物沉降控制措施。由于施工区域临近河流，地下水位较高，为防止临近沉井的建筑物沉降，该工程井周加固采用双层高压旋喷桩工艺。其与常用的钢板桩止水帷幕相比，避免了降水，可以有效避免传统沉井降水干封底施工过程中地下水位变化造成的地基扰动，同时能够固结流沙，对土体具有一定的加强作用，可以有效地在沉井下沉过程中保障临近建筑物不被破坏。采用该工艺施工中还避免了打拔钢板桩振动对建筑物的影响，有效控制了建筑物的沉降，保证了临近建筑物安全。

（2）顶管下穿建筑物沉降控制措施。①在施工前应对顶管顶进方向周围建筑物进行安全评估，检验是否符合施工标准。例如，建筑物的沉降程度、水平位移大小、倾斜程度、对施工的抵抗能力等，依据这些数据评估各个建筑物的安全指数;②针对个别安全指数低、安全风险大的建筑物，在施工前应采取注浆加固法进行地基加固，浆液采用水泥浆或环氧树脂;③施工时派测量人员对顶管施工全程监测，对重要建筑物勤测量、勤记录，发现微小沉降时及时采取增大注浆和补浆压力、调整膨润土配合比、减缓顶进速率等措施;④顶管下穿建筑物和重要管线时，应严格控制各项参数，保证泥浆外排量与顶进量相匹配[2]，同时保证注浆和补浆压力不衰减，机头纠偏操作应采取小角度纠偏方式;⑤顶管顶进结束后，应立即用水泥浆置换膨润土，使建筑物和管线下方的土体快速固结，减少后期沉降;⑥对于因沉降产生裂缝的建筑物应根据实际情况，采取喷射混凝土、钢拉杆加固、灌浆填缝修补等方式进行修复，降低安全风险。

3.4  复杂环境项目风险管控措施

（1）施工开始前组织相关产权单位，通过查找施工备案记录、实地走访标记物、挖探坑等方式，排查可能遇到的障碍物，并对施工区域周边交通状况和建筑物沉降等潜在风险进行排查。排查结束后组织业主单位、监理单位、设计单位、各产权单位，对施工中可能遇到的项目风险确定初步处理方案;（2）对项目潜在风险进行评估，针对发生几率大或后果严重的风险应预设计施工方案，例如施工遇障碍物处理方案、现状路施工区交通导改方案、顶管下穿房屋方案，并报产权单位及设计单位评审后备用;（3）建立安全预警及上报机制，确保障碍发生后及时上报业主单位及产权单位，及时排除风险，尽早开工;（4）施工中如发生不可预测风险造成施工中断，施工方应及时记录事件的时间、地点、起因、内容、工程量等信息，作为以后索赔的资料;（5）针对不可预测风险应结合记录按时上报签证索赔资料，保证施工方工期及成本损失风险化解。

4  结论

在基建快速发展的前提下，施工项目管理方式必须进行改进和创新，以适应行业的发展。城区复杂环境顶管施工受环境制约，施工前应针对不同环境因素展开调查与论证，制定合理的施工方案。本工程通过BIM技术、信息化监测和沉降控制、重点采取交通导改方案等措施，确保了工程的顺利实施，為后续解决城市复杂环境下顶管施工提供了相应经验。

参考文献：

[1] 宋作友.山地城市综合管廊设计施工与交通导行研究[J].施工技术，2017（21）：70～74.

[2] 吕金克.城市复杂环境条件下的顶管施工工艺[J].建筑施工， 2017（7）：1087～1089.

[3] 张锋.地铁施工围挡及道路交叉口的交通导改[J].工程技术，2018（3）：37～39.