顶管施工技术在水利建设工程应用

顶管施工技术在水利建设工程应用

郭脉良郭脉新郭焕云

梁山县库区工程开发服务处山东梁山272600

摘要：顶管属于非开挖性地下管道埋设技术，具有比较优越的经济效益以及社会效益。强化水利工程项目施工中顶管技术应用，把握关键问题与关键工序，严格依照要求标准施工，能够保障水利项目质量，提升施工技术水平。文章将深入研究顶管施工技术在水利建设工程中的应用与控制，以供工程实践人员参考。

关键词：水利工程；顶管施工；应用

1顶管施工技术在水利建设工程中的应用价值

1.1降低水利工程造价

顶管施工技术对施工所需的机器设备材料以及劳动力方面都有着较高的要求，因此与传统施工技术相比，在这些方面顶管施工技术所需的施工成本较高而传统施工技术的施工成本较低。但是，由于传统的施工技术对地面及地下基础设施的破坏较大，除了要负担上述几个方面的较高的施工成本以外，还要额外承担地面及地下基础设施损坏的赔偿，因此，从水利工程建设的整体成本上来看，顶管施工技术所需的成本反而较低。

1.2生态环境效益及地面秩序良好

在使用顶管技术进行水利工程的管道建设时，可直接在地下进行，不需要进行地面挖掘，因此也不会对地面上的事物和正常的城市秩序造成破坏，就避免了传统的施工技术，因开挖地面所造成的飞尘污染，噪音污染。在有效保护地面生态环境、降低污染的同时，也不会阻碍正常的城市道路运行秩序，避免因水利管道的地面施工环节而造成交通拥堵现象的发生。与此同时，地下的其他管道也无需切断，可以正常使用。因此顶管施工技术在水利建设工程中施工效果是传统的开挖施工技术所不能及的。

2顶管施工技术在水利建设工程中的应用

2.1施工前准备

顶管施工工作开展之前，相关人士要切实做好附近建筑物勘察工作，同时还应当加强地下管线勘察工作，要对于管线埋设深度以及管线总体走向进行全面了解，在这个基础之上建立健全有效合理科学施工方案，防止工程施工过程当中对于建筑物或者是地下管线造成较大的破坏，保障施工可以实现安全稳定可靠运行。除此之外，还应当要求相关工作人员做好管道埋深设计工作，注意管道顶进施工过程当中可能会对于建筑物造成较大的影响，还应当对于地表变化情况进行全面观察，防止施工工作后会对于建筑物造成较大的影响。另外，加强图纸会审工作。只有具备科学以及合理的图纸才能切实保障水利工程能够得到顺利稳定开展。其中，图纸会审的过程当中，要充分查找图纸当中是否存在着遗漏、缺陷或者变更事宜，另外在开始施工之前应当有效解决图纸当中各种疑问、问题，保障图纸的合理性以及科学性，确定无误之后再安排施工，避免一旦出现图纸问题影响水利工程进度，进而极有可能导致工期延误的情况产生，直接影响企业经济效益以及外界形象。

2.2测量工作

测量工作关系着顶管技术施工过程中设备的安装调试和数据测量等工作，因此一定要确保测量工作准确无误。在测量时，一定要严格按照给定坐标和设计图纸进行测量。控制点需要选在视线清晰无遮挡，测量方便，行人车辆较少、不易损坏的地方。同时认真完成测量复合工作。工程开工之前要检查复核定位轴线以及高程水准基点等，在施工过程中要注意对工程的轴线、标高以及垂直度等进行检查复核，以此保证顶管在顶进管道时不会发生管道偏离、管节错口以及管节坡度倒水等问题。

2.3人工挖土

先是往导轨上安装第一节钢管，将其位置调整好后进行顶铁的安装。随后仔细测量管涵的中线与标高。一旦与设计要求相符，就能够让工作人员在管前端进行挖土，不过需要控制挖土深度，切不可过深。通常都是使用千斤顶出镐长度，用来对管端开挖土壁的形状进行控制避免出现坍塌的情况。同时需要及时运出挖出的土壤。

2.4工作坑

在顶管施工技术使用期间，工作坑分为工作井及接收井两种类型。一般情况下，工作坑多为钢筋混凝土结构，通过装配置或现浇式筑成。同时，为提升工作坑整体稳定性，还可在坑周围处设置钢制围墙，确保顶管施工不会影响到周围建筑根基。

2.5顶管出洞

当工作井及接收井布设完毕后，可将机头放在导轨上，以调整方向，准备顶管出洞。具体而言，在工作井前壁预留有机头及管道洞口，防止井外水从预留洞口或机头外壁缝隙流入到工作井中，在预留孔洞及管道之间设置密封装置。其中，密封装置主要就是在井壁预留孔处设置钢性内套环，将套环内圈设到橡胶止水板上，使其处于预留孔及管节之间，确保洞口密封度符合后期顶进要求。

同时，在机头前端进入到密封套环处时，可采取破墙出洞的方式，利用砖砌结构作为临时封堵，并在顶进前用风镐凿去部分封堵墙体，以更好的安装管节，开始后期顶进施工。

2.6顶管注浆

在顶管注浆施工期间，需通过压注触变泥浆来填充管道空隙，保护管道外部结构，起到支撑地面，减小地面沉降的作用。在实际施工期间，应首先对点关机头尾部进行压浆，而后在中续间或混凝土管道处开展补浆作业，最后在混凝土管道适合的位置进行补浆，防止泥浆损失对结构整体质量造成不利影响。同时，在浆液配置过程中，需确保土层中粉粒、粉质粘土含量高、渗透系数适中。同时为防止泥浆扩散过快，可在泥浆中额外加入粘土或的粉煤灰等，确保泥浆具备一定的稳定性。

3水利工程中顶管施工技术的控制措施

3.1顶管管节接头焊接

第一，在焊接管道前，需要先清理干净管口处的油污、毛刺，保证管口端面光滑与平整。不仅如此，往将要安装的管段接口部位四方焊上对接用的钢条，在下管过程中需要紧紧卡住建好的管口，并将管节的高程与中心调整好。点焊完毕后，割去对接用的钢条，随后实施全方位焊接。在对口部位需要保证其内部的平整与整齐，且在接口内部周边安顺序贴靠长度为300mm的直尺，控制错口偏差在0.2倍壁厚内，而且需要控制在2mm内。在对口过程中，需要确保环向与纵向焊缝隙的位置和相应规范要求相符，且管道上开孔焊吊耳也需要与设计要求相符。第二，每当安装完毕一节管段，都需要实施反复检测与检查，包括对其焊缝质量、管节部位以及防腐层质量等内容。其中可以采取超声波探伤的方式来检查焊缝质量。如果焊缝质量不达标则务必要将其清除干净后再进行重新焊接。

3.2测量控制与顶管纠偏

①高程轴线偏差都是采用激光经纬仪进行测量，仪器需要固定到沉井底板，激光接收靶要固定到机头的前端位置，坐标中心要在掘进设备的中轴线上。在顶进过程中常打开激光经纬仪，机头的操作员依靠查看计算机显示屏激光光斑的移动数据与顶进长度，对偏差的发展形势进行分析，在确定纠偏的方式。激光经纬仪一定要运用陀螺仪，依照要求顶进长度与测量时间展开水平方向校正，另外高程方向采取连通器顶进过程中随时进行校正。顶进开始300mm的时候，针对高程与轴线要进行一次测量，为保证顶管施工符合要求偏差，正常顶管之时，每掘进大约1000mm就要进行一次测量。

②纠偏。顶管机纠偏系统是在机头位置，包含四个纠偏油缸，在纠偏过程中，依靠对所有纠偏油缸伸缩的控制，让纠偏油缸活塞杆合力可以推动纠偏位置向机身段出现偏斜的反方向进行一定角度的转动，这时候机身段与纠偏段间环形超挖的间隙出现变化，而机头顶进阻力会失去平衡，由于土压力以及后方顶推力共同作用，就使得后续管与机身段朝着纠偏段的偏转方向不断前进。

结语：

综上所述，为切实提高水利工程总体质量及施工效率，工程管理人员应从顶管施工技术及其管理两方面入手，不断提高顶管施工技术水平，实现有效控制及转移顶管施工风险因素，提升水利工程施工期间的经济效益、社会效益及服务效益。

参考文献：

[1]刘富东.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国住宅设施，2019（02）：122-123.

[2]任宇宁，师煜.长距离顶管施工技术的应用分析[J].中国新技术新产品，2019（02）：116-117.

[3]熊红.市政工程施工关键技术中的顶管施工技术分析[J].科学技术创新，2019（02）：125-126.