张济宏
东莞市水利工程质量检测有限公司 623016
摘要：在开展顶管施工的过程当中，容易导致顶管上部土层扰动的现象，有可能会造成地表发生沉降和塌陷的现象。采用常规的地表沉降监测和探地雷达的土体空洞探测相结合的方式进行检测，及时的找出隐患并且预警，将其作为基础来制定出合理的施工方案。本文主要是对顶管工程和探地雷达的优势特点进行分析，将其与具体的工程案例结合，做出对探测结果的分析，实现对工程施工风险的预警和控制，避免顶管施工的过程中出现地下空洞等不良地质体的影响，进一步的保证施工安全性。
关键词：顶管工程；地表沉降监测；地下空洞探测
引言
顶管工程是在盾构施工之后发展起来的一种土层下施工的方法，这种方法不需要开挖面从就可以做到各种路面和建筑物以及地下管线的穿越，属于一种非开挖的地下管道施工方法，并且有着不少的优势性特点，在地下工程中有着广泛的应用。但是顶管施工会对土体原有的应力状态进行改变，容易引起地层的扰动，比较容易出现地下空洞的现象，进一步导致地表沉降和坍塌现象，因此需要及时采用合适方式来做出监测。
一、工程案例
某地区的某水厂输水管线工程采用顶管施工的方法来进行自来水管道的施工，在施工的过程中需要穿越城市的主干道，路面为混泥土，其基层为砂土以及工业废渣组成的混合型材料，路基为常见介质的物理常数。
表1 常见介质物理常数
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二、顶管工程中的地表沉降监测
（一）顶管施工的优势
顶管施工是在近些年发展起来的一种地下管道施工方法，施工具有比较大的方便性，并且对于城区环境不会造成污染的现象，施工的效率也比较高，在一些管道施工当中有着比较普遍的应用。但是对于顶管施工来说，在城市施工中容易受到复杂的地下管线的影响，同时也会受到地质条件和地面荷载的影响，会使得道路出现疏松、空洞的现象，进而引发施工安全隐患。因此需要做好对地表沉降的监测，及时的排查好不良隐患，对顶管施工的安全性进行保证。
（二）地表沉降的监测
在顶管施工当中，地表的沉降是无法完全避免的现象，因此在施工的过程中需要对沉降监测进行关注。首先来说，在开始监测之前需要对工程的情况进行详细的了解，其中包括着地质条件、地下水状况和周围建筑情况以及地下管线的分布等等。地表沉降要做到抽芯布点，布点用到60cm长钢筋，布设在土体中，与土体保持一致；其次是在顶管工程开展的过程当中，需要将地表沉降量的监测数据、推进的速度和泥土的出土量等参数数据作为主要的基础，要尽可能的将其保持在最佳的推进状态当中。在顶管推进的过程中，需要做好对推进路线和周围地表的沉降量的实时监测，一旦出现超出预警值的现象，就要立即的停止推进，并且寻找原因，保证沉降量在推进的过程中始终保持在安全范围当中；最后，要对地面的沉降现象进行控制，还需要对地基进行加固处理，通过选择合理的施工工艺和方案，保证对施工区域地下管道和建筑物的有效保护。
三、探地雷达法的地下空洞探测
（一）探地雷达的优势
探地雷达主要是利用高频电磁脉冲波的反射原理来对地下的目的物和地质现象进行探测。在探地雷达工作的时候，主要是在雷达主机的控制下，由脉冲源产生周期性的信号，然后再通过天线向地下介质发射一定强度的高频电磁脉冲。这种探测方式作为新型的无损检测设备，近些年在很多领域当中都有了较为广泛的应用。与传统的物探方式相比，探地雷达的方式不容易受到客观因素的影响，其应用范围也比较广泛，具有比较高的精度，将其应用在顶管施工的地下空洞探测当中，可以实现对施工的安全隐患的有效排查，是作出风险预警的重要性前提。
（二）现场的探测
为了对顶管施工中遇到的地表沉降和地下空洞情况进行分析，需要采用200兆的非屏蔽天线在顶管轴线的上方进行探测，探测深度保持在3～5m。为了对顶管附近区域的情况进行反映，需要在顶管轴线两侧选取代表性的区域来进行探测，进一步的分析施工对土体沉降的影响。为了对地下管道周围土体的的情况进行更好的描述，需要在管内壁沿着管道的两侧和管顶做进一步探测。
（三）探测结果
本次的探地雷达法主要是在测量的时候让反射天线和接收天线凭借着固定的距离，沿着侧线来进行同步的移动和测量，其测量结果就是地质雷达时间的剖面图像，并且在经过一定的处理之后，就会得到目标体的埋深。从图2中可以看出，在埋深2.8m的位置处存在异常的现象，反射波能量比较强，并且反射弧也比较大，因此可以判定在地下埋深2.8m的位置上存在着管道，并且直径在20cm左右。在对图3所得到的雷达图像进行观察可以看出，埋深2.4m的位置存在着多个反射弧，并且反射弧较小，呈现出一种抛物线的现象，并且反射弧的能量也越来越弱，可以看出地下埋深2.4m的范围之内存在着电缆。在对图4的剖面图进行观察可以看出，地下埋深2.6～4.0m的范围当中出现了异常的现象，有平行反射波的现象，回波的能量比较大。对断面的扫描的位置和反射异常的埋深位置进行关注之后可以发现，该部分地层存在着松散土层的现象。
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4地下土层松散地质
在对探地雷达的探测结果进行分析之后可以看出，探测结果说明道路的下方没有明显的空洞不良地质体，但是却存着松散的土层，这也会给顶管的施工带来不利的影响，容易带来安全隐患的问题。因此需要在顶管施工当中及时的做好风险的预警，通过制定出相应的措施来对其进行控制。另外，在地下管线也会给顶管施工带来一定的影响，需要制定合理的施工方案来做好应对。
结语
综上所述，探地雷达是一种快速、准确且简便的无损检测手段，在地下施工的检测中能够发挥出重要的意义。在顶管施工当中，通过采用探地雷达的方式可以实现对地下管线和空洞现象的监测，因此在顶管工程中的监测工作中应用常规监测方式结合探地雷达的探测，对保持施工的安全性具有重要意义。另外，顶管施工中的地表沉降监测是需要关注的重点，要进一步的做好相关的探究，积极应用新科技提高对现场施工的把控力度，减少突发事故的发生，严格的把控好施工质量安全。
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