摘要：顶管施工是一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术。
关键词：顶管施工,测量,控制
一、概述
顶管施工是一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术。在覆土较深时，与开槽埋管相比，顶管具有土方开挖量小，造价经济、工期短、施工作业人员少、交通影响小、地面拆迁量小、安全等优点，因而随着各国经济的不断发展、城市化进程的加速和下水道普及率的提高以及旧城区的改造，公用事业的发展，顶管施工已越来越普及，应用的领域也越来越宽。而在顶管施工过程中，测量控制尤为关键，控制不好往往会发生管道高程、方向偏差，无法投入使用，造成很大的损失。为保证顶管施工顺利进展，达到预期目标，下面就根据笔者的亲身体会就大管径直线顶管和曲线顶管施工的测量控制作以介绍，以供顶管施工参考，不对之处，敬请指正。
二、直线顶管施工中的测量
直线顶管测量控制比较简单，施工过程中首先测放设计管道中心线和工作坑的地面平面位置，进行工作坑施工，完毕后，在地面工作坑旁利用经纬仪将设计管道中心线引入工作坑内，定出1或2个基准点，并作好标记，利用水准仪、塔尺或垂线尺测出工作坑内基准点高程。在管道顶进过程中，将测量仪安放在基准点上，基准点与待测点距离可用测距仪测得，按设计管道平面位置和纵断面里程高程要求对管道顶进方向，高程及时测量，发现偏差及时纠正，确保顶管按设计要求顺利进展。参见图1。
三、曲线顶管施工中的测量
测量在曲线顶管中最为重要，而且在曲线顶管中也最为复杂。根据测量仪再工作坑内是否通视可分为简单测量和复杂测量两种，这要由最大一次测量距离而定。当最大一次测量距离不小于顶进时曲线的弦长时，通视良好，测量仪设在工作坑内就可以进行全程测量，即为简单测量。当最大一次测量距离小于顶进时弦长时，不完全通视，测量仪设在工作坑内不能全部控制，需要在管内设1个或数个测站才能进行全程测量，即为复杂测量。最大一次测量距离计算参见图2。
x取值由管径而定，根据平面几何关系有D/2-x=R-(R2-L2/4)1/2 ,
则整理得最大一次测量距离L=2﹝(2R-D/2+x)(D/2-x)﹞1/2。
a、简单测量
①、平面测量控制
曲线顶管简单测量的平面测量控制参见图3。
A——测量仪安装在工作坑内的测量基准点。
S——A点到始曲点Q之间的距离。
L0——A点到管中心所要测点W之间的距离，可用测距仪测得。
α0——测量仪从A点向管中心W点测得的与测量基准线AQ之间的夹角(正值时，偏向顺时针;负值时，偏向逆时针)。
x、y——被测点W的坐标值。
d——被测点W与设计中心线的误差。
则有：x= L0COSα0-S
y= L0Sinα0
d=R-〔x2+(R-y)2〕1/2
在管道顶进施工过程中，及时测量计算d值，若d为正值，则顶进方向偏右，若d为负值，则顶进方向偏左。顶进过程中及时测量、计算，出现偏差及时调整顶进方向，确保管道按设计中心线顶进。
②、高程测量控制
曲线顶管简单测量的高程测量可将水准仪安放在工作坑内对被测点W的高程及时测量，并与管道设计纵断面相应里程高程校对。测量值偏高，管道顶进偏上;测量值偏低，管道顶进偏下。及时调整管道顶进高程，确保按设计要求进行。
b、复杂测量
1、曲线顶管内设一个测站
当曲线顶进的弦长略大于最大一次测量距离时，可在管内设一个测站即可进行全程测量控制。
①、曲线顶管内设一个测站时，平面测量控制。参见图4。
Z1——管内第一测站。
A——测量仪安装在工作坑内的测量基准点。
S——A点到始曲点Q之间的距离。
L0——A点到管中任意可通视点Z1之间的测量，可用测距仪测得。
α0——测量仪从A点向管中第一测站Z1点测得的与测量基准线AQ之间的夹角(正值时，偏向顺时针;负值时，偏向逆时针)。
α1——测量仪从Z1点向A对准后再转到W点所测得的A Z1延长线与Z1W之间的夹角。
L1——第一测站Z1点到管中心所要测点W之间的距离，可用测距仪测得。
x、y——被测点W的坐标值。
d——被测点W与设计中心线的误差。
则有：x= L0COSα0-S+ L1COS(α0+α1)
y= L0Sinα0+ L1Sin(α0+α1)
d=R-〔x2+(R-y)2〕1/2
在管道顶进施工过程中，将测量仪安放在Z1点，及时测量计算d值，若d为正值，则顶进方向偏右，若d为负值，则顶进方向偏左。顶进过程中及时测量、计算，出现偏差及时调整顶进方向，确保管道按设计中心线顶进。
②、高程测量控制
曲线顶管设一个测站的高程测量可将水准仪安放在管中任意通视点对被测点W的高程及时测量，并与管道设计纵断面相应里程高程校对。测量值偏高，管道顶进偏上;测量值偏低，管道顶进偏下。及时调整管道顶进高程，确保按管道设计高程要求进行。
2、曲线顶管内测两个测站
当曲线顶进的弦长大于最大一次测量距离时，管内设一个测站不能满足，可在管内设两个测站即可进行全程测量控制。
①、曲线顶管内设两个测站时，平面测量控制。参见图5。
L2——Z2点到需测管中心点W之间的距离。
α2——测量仪从Z2点向Z1对准后再转到W点所测得的Z1 Z2延长线与Z2W之间的夹角。
则同理可有：
x= L0COSα0-S+ L1COS(α0+α1)+ L2COS(α0+α1+α2)
y= L0Sinα0+ L1Sin(α0+α1)+ L2Sin(α0+α1+α2)
d=R-〔x2+(R-y)2〕1/2
在管道顶进施工过程中，将测量仪安放在测站点，及时测量计算d值，若d为正值，则顶进方向偏右，若d为负值，则顶进方向偏左。顶进过程中及时测量、计算，出现偏差及时调整顶进方向，确保管道按设计中心线顶进。
②、高程测量控制
曲线顶管设两个测站的高程测量可利用引入工作坑的水准点，在管内设转点对被测点W的高程及时测量，进行高程闭合，并与管道设计纵断面相应里程高程校对。测量值偏高，管道顶进偏上;测量值偏低，管道顶进偏下。及时调整管道顶进高程，确保按管道设计高程要求进行。
3、管内设n(n≧3，n为整数)个测站
当管内设n个测站时，测量原理相同，同样可以推出被测点的坐标为：
x= L0COSα0-S+ L1COS(α0+α1)+ L2COS(α0+α1+α2)+……+ LnCOS(α0+α1+α2+……+αn)。
y= L0Sinα0+ L1Sin(α0+α1)+ L2Sin(α0+α1+α2)+……+ LnSin(α0+α1+α2+……+αn)。
被测点与管道设计中心线的误差d=R-〔x2+(R-y)2〕1/2。
在管道顶进施工过程中，及时测量、计算管中心平面位置及高程偏差，发生偏离及时调整，确保顶管施工按设计要求进行。
四、结束语
顶管施工有许多优点，但也有不足，与开槽埋管相比，管内测量难度较大，控制不好，往往会产生不良后果。要求在施工过程中，勤测量(测角、测距、测高程)、勤计算(计算坐标、平面偏差、高程偏差)、勤校对(与设计图纸校对)、勤调整(调整顶进方向)，确保按设计要求顶进。深圳市田卦路的顶管施工，该项目大部分为直线，仅有部分圆曲线，测量就是按本文所述方法进行控制的，取得了良好的效果。