淺談頂管施工在輸水工程中的環保節能與應用

金 奇

（云南省楚雄市水務局中石壩水庫管理處 云南楚雄 675000）

1 頂管施工技術在引水工程建設中的應用及其特點

2009年4月，云南省楚雄市開始建設自青山嘴大（二）型水庫至楚雄城區彝海公園的景觀用水引水工程——青山嘴輸水干渠工程。工程項目共分14個標段，計劃工期1年。隨著工程的推進，大部分標段工程均按計劃工期完成施工任務。但是，施工地段位于楚雄州職教園區外，22號城區道路沿線的12標段，原設計為暗渠方案。卻因地質條件復雜，高邊坡開挖渠槽，地下水位偏高，泥巖、軟基和流沙層地質并存等情況，導致損毀楚雄州職教園區部分柏油路面、排水管網。加之在第12標施工段尾段仍有340m暗渠須穿過職教園區建筑物邊緣，且現有地形已無法滿足剖面開挖溝槽深度達6m要求。經地質勘查，均為淤泥軟基情況。為此，導致該標段無法按照施工合同工期完工。后經建設、設計、監理及施工各方人員現場勘查論證，決定順延工期，并變更設計方案，采用非開挖技術鋪管輸水代替原設計暗渠輸水方案。通過多方考察論證，首次引進頂管施工技術完成非開挖鋪管工程。通過施工方的精心組織和準備，嚴格按照機械頂管施工要求，歷時90天，順利完成工Φ1600mm預應力混泥土暗管鋪設工程建設任務，并達到整個青山嘴輸水干渠工程項目設計輸水能力要求，圓滿保護管道上方及周邊建筑物，排水管網安全，節約了工程投資等預期目標?，F就頂管施工輸水工程中的環保節能與應用探討如下：

1.1 頂管的技術特點

1.1.1 頂管施工技術是有效利用地下空間的一種鋪管技術，可以穿過建筑物、河流、公路，在有效施工的同時又對環境進行了相應的保護。

1.1.2 由于頂管技術不會破壞表層地面，因此對管道保護性能較強，除了管道不易變形之外，還會在一定程度上延長管道的使用時間。

1.1.3 頂管技術由于地下施工，不破壞原有建筑，因此會節省很大一部分建筑拆遷費用，順利完成施工的同時，提高了經濟效益。

1.1.4 頂管施工技術日益發展，使用范圍不斷拓寬。針對中小型管道的鋪設，實用性很強，相比較于其他鋪設方式，有著很強的優越性。

1.2 頂管施工應注意的問題

1.2.1 工程水文地質條件

頂管施工路線的地址條件有所不同，因此在工程開始前要對施工途徑的地址水文條件進行詳細的考察，另外為避免施工地點發生下沉現象，必須對于回填土地段進行相應加固。

1.2.2 有毒氣體的檢測與防護

施工地點由于長期腐化、污染物等因素，常會在地層內部形成有毒氣體危害施工人員人身安全，因此施工過程中，要有效利用毒氣檢測工具，對施工地點環境進行安全檢測。

1.2.3 超前探查地下管線

在頂管施工之前又有效探測施工地點是否有已經鋪設的其他管道，例如電力、煤氣、排水等，以有效避免因目前施工而影響市民其他方面的生活質量。

1.2.4 穿越建筑時對基礎的探查

頂管在建筑物基礎下施工時，需要明確施工路線上所遇到的基礎類型，對于部分基礎頂管頂進前可采取托換、加固措施。

1.2.5 頂進計算

頂進計算首先要對頂進推力進行準確的計算，并且根據計算數據選擇合適的油缸類型并且確定中間部署。其次，要對工作井進行合理設計，以最大頂力作為參考，對工作井進行加固處理。

1.2.6 頂管洞口止水和加固問題

1.2.6.1 洞口止水圈的設計

云南省楚雄市青山嘴水水干渠頂管工程管道埋深大、土層的滲透系數大，因此管道在頂進時密封必須可靠。在洞口密封設計中，采用主橡膠圈密封加可充氣應急密封圈的雙層密封結構，該結構的特點是：頂管過程中充氣密封圈是不工作的，如果主橡膠密封圈因摩擦損壞導致密封失效，地下水涌入井內的危急情況下，可利用打氣泵給充氣應急密封圈充氣，及時控制漏水，在安全狀態下處理或更換新密封圈。

洞口密封裝置由于進洞是短時間、一次性的工作，故不必使用充氣密封圈，其它應與出洞口密封裝置相同。

1.2.6.2 洞口土體加固措施

此項工程進、出洞口地層為粘土，根據設計要求。該地層適宜采用壓密注漿法加固土體。應對洞口的土體進行加固，使土體的單軸抗壓強度在1MPa～1.5MPa范圍內。

2 環境保護措施

2.1 施工現場的袋裝水泥存放在指定地點，對相應的施工設施進行封閉式保護，避免外界因素的破壞。

2.2 對施工過程中產生的污染物進行回收、分類處理，有效避免對環境造成污染。

2.3 防止水資源破壞措施

2.3.1 嚴禁有毒污染廢氣物就地掩埋。

2.3.2 對施工產生的廢氣油料進行回收處理，在施工地加設防滲漏措施，避免地下水受到污染。

2.4 施工噪聲污染控制措施

在夜間到清晨必須強制性停止強噪聲昨夜，若經確定必須夜間進行施工的噪聲作業必須經過相關部門的批準，并應盡量減少作業時間和采取有效的降低噪音措施。不影響居民、車輛的進出通行。

綜上所述，頂管工藝施工鋪管，不論是在引水工程中，發揮了節約投資，安全可靠，保護環境的一種新技術。也是城市供排水、通訊、電力等管路鋪設施工當中形成必然推行應用的一種施工新工藝的趨勢。

[1]齊濤,張慶賀,胡向東,范新健.一種盾構掘進引起地表沉降的實用預測方法[J].巖土力學,2010(04).

[2]廖少明,余炎,彭芳樂.盾構近距離穿越相鄰隧道施工的數值解析[J].巖土力學,2004(S2).