探究水利工程中穿越高速公路的顶管施工

探究水利工程中穿越高速公路的顶管施工

侯钊

身份证号码：61012219941011005X

摘要：顶管施工是一种不需要开挖埋设管道的施工方式，在工作时借助相应的顶进设备，通过顶进设备产生压力降低设备和土壤之间的摩擦力，将管道按照事先的设计方案埋设到指定位置的一种施工技术。该方法的原理是借助主顶油罐产生推力，将工具管或掘进机推进到相应的工作坑内，掘进机和工具管进入土层后将会带着后面连接的管道进入两坑之间。因此顶管施工方法可以有效的节省施工项目的建设时间，同时也可以提高项目施工的效率。本文根据实际的水利工程施工项目介绍了顶管施工的，方法和技术要点，希望给相关施工单位带来一定的参考作用。

关键词：水利工程；非开挖施工；顶进设备

前言：顶管施工是水利工程项目施工建设中常用的一种非开挖设备施工技术，在实际施工时不需要开挖土地层面，因此可以避免对施工区的地表和建筑物造成不良的影响，有效减少输水路径和土地征迁补偿，同时也可以为施工企业降低建设成本。因此在许多水利工程项目建设过程中，使用该方法可以取得良好的效果，本文以实际的穿越高速公路顶管施工技术为例重点分析了该技术使用的要点，希望给其他施工单位提供一定的借鉴。

1顶管施工技术分析

顶管施工技术是利用在接收井和工作井之间铺设地下管线的方式达到管道更换目的的一种方法，工作井主要是设置在垂直地面的位置，主顶油缸与管道间会形成推力，工具管或掘进机借助推力从工作井内转移到接收井中并吊起，与此同时紧随工具管或掘进机后的管道也会进入预先设计的位置，从而实现采用非开挖的方式敷设地下管道的目的。在穿越高速公路施工项目中使用顶管施工技术，将不会对高速公路上车辆的正常通行造成影响，还可以在一定程度上避免影响周边的自然环境将军，减少施工过程中的噪音和灰尘污染，因此该施工技术也具有良好的环保效果。在实际穿越高速公路顶管施工过程中，要根据现场施工地区的实际情况制定合理的施工方案，在实际施工过程中更要根据方案逐一开展相应的缓解，从而确保穿越高速公路顶管施工技术的质量，为施工单位和当地政府带来良好的经济效益。

2工程实例

本文所选取的具体工程是南水北调宿迁市尾水导流工程的施工项目，该施工项目全长140米，采用的材料为DN1020×18涂塑钢管，管道和宿迁支线之间的夹角为87度。该工程的高速公路路面和地表之间的高度差为4米左右，顶管管道中心高度为15米，接收井尺寸为8米×5.5米，井深为7.8米，成井总高度为6.3米，距离高速公路两侧的隔离栅栏48米。

3地质条件

该路段的高速公路地质基础比较复杂，因此在顶管施工过程中如果处理不好将会直接影响整个工程的质量，甚至影响高速公路基础的安全。由于该项目工程属于机密碎几密碎石中复合基础的地区中，因此在施工过程中需要对地基的承载力进行合理的处理，保证地基承载力可以达到相关施工要求，同时也要根据该地区实际的地质情况控制的方向分布，使方向分布长度控制在40米以内，这种方法可以有效避免在后续施工中出现质量问题。该项目工程使用的碎石桩材料为20~40毫米级配碎石，桩长度大约为15米，桩之间的距离为1.5米，与此同时，桩设置布局为梅花形态，桩顶高度为20米，桩底高度为7米，在后期施工过程中需要调整顶管管道穿越中心的高度，使顶管中心高度低于15米，管道横穿碎石桩群，这样设置可以提高项目工程施工的稳定性。

4施工方案

4.1顶管机以及工艺选择。

在实际的穿越高速公路顶管施工过程中，往往需要选择合适的顶管机和施工工艺，首先要弄清楚穿越高速公路工程施工地区的地质条件和周边自然环境，综合考虑这两方面因素后选择相应的设备和技术。在为本文的实际案例工程制定施工方案时，最终决定采用沙砾顶管机，并选择土压平衡式或泥水平衡式顶管技术开展后续的施工工作，这样选择可以有效保证工程施工的质量。

4.2设备安装

需要在地面上构建相应的测量控制网络，该网络设置在工作井内，根据工程施工的实际情况建设相应的地面控制点，这样可以为后续的顶进施工复测提供更加便利的条件。在工作井内放样测量时，一定要进行精确测量并放出相应的顶径轴线，避免由于人为操作而引起施工误差。顶进安装过程中，要在靠后一点的位置设置主顶装置和导轨，在工作井的平面内设置相应的地面辅助装置，地面辅助工作与工作井内所有的布置完成后，要调试相应的顶管机设备，通过有效连接电气和液压系统，做好出井之前的调试工作，避免在实际施工过程中出现质量问题。

4.3洞口封门

在制定穿越高速公路顶管施工方案过程中，要综合考虑洞口封门施工技术，一般情况下采用外封门的方式，用30度钢进行封门，钢封门的内外防水工作一定要重视，通过防水玻璃和防水涂料达到良好的防水效果，洞内需要设置两道钢封门，从而保证密封性达到相关标准，在实际施工过程中也要将外风门与动圈预埋铁进行焊接外封门的底部要低于洞门，外封门插入器型槽中后要保证上部延伸距离高于地面300毫米，并与钢筋进行连接，避免沉井过程中出现脱落。

4.4管节接口处理

管节接口处理也是穿越高速公路顶管施工项目中的一个重要环节，更是保证该顶管施工项目成败的关键管结接口处理，需要从以下几个方面进行展开说明。

一般来说采用钢板卷管双面焊接技术制作钢管，焊接质量等级为二级，为了提高钢管质量，要先在加工厂内制作钢管，成品运输到现场后进行焊接，焊接以后一定要检查焊接质量，从而保证后期施工环节的顺利展开。

为了满足顶管施工技术的实际需求，穿越高速公路顶管施工，井下管道连接时需要使用v型坡口内外焊接形式，坡口角度在40度左右，钝边高度为2毫米，焊接工作要从内至外进行，从而保证施工环节具有高度的顺序性。钢管井下焊接时要以手工焊接为主环向焊缝侧间相邻的纵缝间距不能低于500毫米且不能出现十字型焊缝，一旦出现十字型焊缝要进行调整，否则将会直接影响整个工程的施工质量。

5实施效果

该项目工程的宿迁支线顶管钻头已经平稳地从工作井到达了接收井，且在施工过程中发现该技术的使用并没有影响高速公路的正常运行，甚至没有对周边环境造成较大的影响，因此该方法有效的提高了工程施工的效率，还给施工单位带来了更高的经济效益。

结论：顶管施工技术在实际运用过程中不需要开挖面层，因此可以实现穿越地面建筑物，达到铺设地下管线的目的，这种方法可以大量节省施工成本和时间，因此在许多水利工程施工项目中得到了广泛的应用。
参考文献：

1.王鹏.浅谈水利工程中穿越高速公路的顶管施工[J].治淮,2019,(12):41-42.