顶管施工技术在水利建设工程中的应用

浅议顶管施工技术在水利建设工程中的应用

摘要：水利建设工程是我国市政工程的重要组成部分，和人们的生产和生活息息相关，本文从水利建设工程中的顶管施工技术入手，重点阐述了其施工的优势，并结合当前的施工环境，对顶管施工技术的设计和施工的原则展开提出，提出了许多建议和方法，供同行参考。

关键词：顶管水利工程；设计施工

众所周知，顶管施工技术是近些年来在水利工程建设中普遍使用的技术类型，在我国，顶管施工技术是适用于地下管道施工的重要方法，也叫做非开挖管道敷设技术。顶管施工技术最大的优势在于施工时可以和基础设施进行交叉施工，有效的避免了因施工造成的各种社会资源的浪费。同时，顶管施工技术对外在环境的影响较小，符合当前环保的施工正常，随着技术水平的提高，这种技术被广泛的应用和推广。

1 水利工程中采用顶管技术是大势所趋

现阶段，我国水利工程的实施基本上采用的都是顶管施工技术，这说明这种技术在我国正趋于成熟，而随着城市化水平的提高，城市中的排水管道处理成为政府和人们日益关注的重要问题，特别是在一些人口的密集地区，合理的运用顶管技术，用于地下管道的建设是大势所趋。

2 实施顶管施工技术的优越性

顶管技术作为非开挖技术的一种，和传统的技术比起来，具有明

显的优越性，主要表现在以下几个方面：

2.1 不会给人们的生产和生活带来巨大的影响。顶管施工采用的立体交叉的形式，需要在地面的下层进行穿越施工，这和地面开挖施工比起来，可以减少对周围环境的破坏，没有交通破坏和堵塞的现象，而且对于其他管道几乎没有影响，这对于人们的日常生活和交通运输都有十分积极的意义。

2.2 有利于环境保护

传统的施工采用的是在地面进行明开挖铺设管道的形式，因此会给涉及的个人和交通带来很大的影响，而且会产生巨大的粉尘和噪音，给周围的环境带来污染。而这种顶管施工技术，几乎没有任何的污染和影响，环保性能十分显著。

2.3 有利于节省工程投资

从工程的施工方法来看，顶管施工可能比传统的施工成本较高，但是综合考虑各种因素发现，这种不需要开挖的管道铺设技术，综合经济更为合理，而且和明开挖管道的代价比起来，这种顶管施工设计不需要任何单位的停产和道路的封堵，因此可以最大限度的节约造价，经济效益是显著的。

3 做好实施顶管施工的前期工作

在顶管技术施工之前，需要需要对管道的走向和工作井的位置记性合理的勘查，从现场的情况入手，制定科学合理的方案，保证工程实施的顺利进行。

3.1 详细了解掌握地形地物状况

顶管施工，需要首先对管道的轴线走向进行测试，不可以出现任何误差，一般来说，这一切都需要进行地上物信息的了解和掌握，在这个过程中，地上建筑物和交通状况是首先进行调查分析的，比如建筑物基本的结构类型，地下的基本情况等，做好相关数据的整合工作。对于建筑物来说，采取加固措施进行防护，保证不出现安全事故，是最重要的方面。同时，施工的过程需要避开公共交通设施，保证地下通道的顺畅等。

3.2 查清地下管线

基本的通讯、电力、供水和煤气管道在施工之前已经确定，因此在进行顶管设计之前，需要查找相关的图纸，尽量避开这些管线，这可以有效地降低施工的难度，保证工程的改道实施顺利。

3.3 抓好工程地质和水文地质勘察工作

在施工的过程中，需要掌握好当地的地质和水文勘测，详细的了解当地的土质变化，制定切实的方案，对于当地的沼气和泥沙工段进行加密勘测，保证基本的加固处理，防止地面下沉。

4 顶管设计需掌握的原则

4.1 总原则

要在对现场地面以上和以下建筑设施及其他管线充分了解的情况下依据规范、标准进行设计，工程设计要有深度和精度，要一次确定管道轴线走向和工作井位置，以免施工过程中进行调整。

4.2 管线布置

a. 管道轴线。水利工程中的管道主要功能是起输水作用，首先

要保证过水流量，因此要求管道轴线必须顺直，尽量减少折弯，减少水头损失。

b. 尽可能避开桩基础的建筑物、景观建筑和军用设施。

c. 尽可能避开电力管线、通讯管线、煤气管线、自来水管线、排污管线等地下管线，无法避开的要在设计中说明应对措施。

4.3 工作井位置及结构选择

a. 工作井的位置应选择在整个管线的合理位置上，至接收井的距离一般应控制在200m 以内，以便在施工时控制摩阻力和轴线偏差，避免布置过多中继间，改善工作面上的工作环境，避免缺氧事故发生。

b. 工作井位置应考虑足够的施工场地，良好的交通条件，并要与周围建筑物保持一定的距离，以防止工作井施工时对周围建筑物的安全带来不利影响，特别是沉降影响。预留距离的大小应根据工作井深度、施工方法、地质情况、周围建筑物的结构，按照有关规范进行计算确定。

5 顶管施工的几个环节控制

顶管施工主要在地面以下进行，专业性很强，施工程序多而复杂，设备操作要求严格精细，不可预见的因素多，安全风险大。根据笔者实践认识，施工中需要特别注意以下几个环节。

5.1 测量工作

测量工作是保证顶管施工顺利进行和工程质量的重要环节。顶进前的设备安装，顶进中工具管的方向、高程控制，顶进后复测均离

不开测量，测量工作重点要做好以下两点：

a. 根据给定的坐标，按照建筑总平面图要求布设测量控制网，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处，以利顶管顶进按设计的轴线进行。

b. 要认真贯彻测量复核制度，测量复核工作要贯穿于工程全过程。工程开工前要对定位轴线、高程水准基点等检查复核，在施工过程中，要对工程的轴线、标高、垂直度进行检查复核，要做到顶进时管道不偏移、管节不错口、管节坡度不得有倒落水。

5.2 洞口止水的处理

顶管工程中，为了使管子能顺利进、出工作井及接收井洞口，井的预留洞口要比管节外径略大些，顶进时此间隙要采取有效措施进行止水封闭。

5.3 注浆控制

a. 管道的顶进要最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的办法是进行注浆，注浆使管道外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力。工具管的外径比管子外径的尺寸稍大一点，一般在2 ～5cm，以降低管外壁摩阻力。

b. 触变泥浆的配制，触变泥浆首先要抓好配合比，触变泥浆是由膨润土、水和掺和剂按一定比例配制，其中膨润土是主要成分，水占大部分，而掺和剂对触变泥浆性能的影响极大，其含量虽小，却不容忽视。

6 结语