頂管技術在水利工程建設中的應用

唐愛學

摘 要：頂管技術相對于其他水利工程建設技術具有成本低等優勢，廣泛應用于各類水利工程施工建設中。文章根據收集到的資料，結合廣西自治區的水利工程施工項目，對該項目在某市城鎮水利工程中的應用進行了分析，就這一技術的運用進行了論述，從頂管技術施工準備及施工工序等角度，闡述了施工過程中的技術要領，希望能夠對這一技術在水利工程中的應用提供一些幫助和啟示。

關鍵詞：頂管技術；水利工程；施工成本

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0039-02

城市水利工程對于施工技術有較高的要求，這是因為城市施工不僅僅受施工環境的制約，也受城市規劃建設的制約和影響。

為了達到高質、高效、經濟的目的，一些城市在水利工程建設當中采用了頂管技術，代替傳統的水利管道工程，以最大程度的提高水利工程經濟效益。

1 頂管技術在水利工程中的應用優勢

1.1 有利于控制施工成本

在市場經濟高速發展的今天，雖然國家在水利工程建設上投入了大量的財政資金，但是國家財政并不寬裕，在水利工程建設當中依然需要節約成本，以提高工程建設的綜合效益。

頂管技術在其施工技術上在施工過程中不需要在地面上明開挖高，節約了大量的施工量，比如傳統水利工程施工中的需要支出的是房屋拆遷安置費、道路維修費、原有道線路的遷移費等，這些支出的減少意味著工程成本將會得到有效的控制和降低。

1.2 有利于減少對周邊居民生活的負面影響

在傳統的水利工程施工中，施工技術主要采用地面明開挖的施工的方式，這種方法技術層次比較低，工程量相對比較大，也會對原有的城市基礎設施造成一定的影響。

因為常規的水利工程線路經過交通要道時，開挖會對整個交通造成影響，頂管施工技術在施工過程中不需要大規模的明開挖，作為一種立體的施工技術，在施工過程中既不需要封鎖交通，也不需要進行拆遷房屋，在施工過程中對城市原有的基礎設施影響很小，也不會對周圍居民生活造成太大的影響，有效的減輕了城市水利工程建設的壓力。

1.3 有利于保護生態環境

傳統的城市水利工程施工，明開挖的施工方式對城市生態環境也會造成一定的影響。

比如城市土壤的微生物群，比如一些水利工程要經過綠化帶、公園等，這些綠化設施遭受破壞，意味著原有的生態系統也會受到影響。

另一方面，明開挖、拆遷都會產生大量的建筑垃圾，這些會造成固體污染。頂管技術不會出現類似的問題，最大程度地減少對生態環境的影響。

2 某水利工程頂管技術的應用

2.1 工程概況

桂林市城市供水改造工程是桂林市重點水利建設工程，該工程主要針對桂林市老城區的供水系統能力下降，供水無法滿足城市建設的需要進行的規劃建設，該工程設計8條街道，全長16 km，主要是更換供水及排污管道。

在規劃建設的過程中，施工單位制定了兩套施工方案：

①傳統的明開挖方案，方案計劃在管道規劃建設地，一側施工、一側通車，其中需要拆遷13戶人家，施工費用總計超過1 000萬元。

②采用頂管技術進行施工，不需要拆遷，也不會影響到車輛交通。經過技術性、經濟性等綜合對比，最終確定了頂管技術施工方案。

2.2 工程施工過程分析

2.2.1 施工準備

①全面了解施工區域地下管線分布情況。

桂林市的老城區地下管線情況比較復雜，地處老城區施工區域當中已經建好了電力設施、燃氣管道、供水管道、排污管道、通訊管道等，這些管道的地下埋藏情況，是否經過施工區域，對該水利建設工程的順利進行有著至關重要的影響。在頂管技術施工之前，施工建設單位應該與城建、規劃、市政等部門，通過觀察分析原有的施工建設圖紙等，了解施工區域地下管線的埋藏情況、走線情況、位置信息，如果不確定則應該派遣施工技術人員到現場具體了解、確認地下管線的分布情況，在施工的過程中可以避開原管線，或者采取頂管技術對原管線進行重新規劃、改造，最大程度地減少對原有管線的運行的影響，為頂管技術施工創造良好的條件。也避免出現工程安全事故，影響到行人、車輛及周圍建筑物的安全。

②了解施工區域的地形地貌。

地形對頂管技術施工有著很大的影響，在該工程施工之前，施工單位為了減少地形地貌對施工的影響，對該地區的地形地貌進行了詳細勘察。在勘察過程中，一方面了解該工程的地形，根據前期的了解的管道走向及其分布資料，對頂管技術施工過程中可能影響的建筑物，體檢進行了必要的加固和保護，避免施工過程中對建筑物的安全造成不利影響。另一方面，合理地確定了工作井的位置，工作井的位置對頂管技術施工有著重要影響，在選擇的時候必須考慮到地形的影響，根據這一標準，選擇了16個工作井進行施工，這幾個工作井都是在遠離建筑物及交通要道的地方，并在周邊懸掛了施工警示牌，避免行人進入施工區域。

③詳細勘察施工區域的地質特征。

地質和地貌對水利工程建設的影響也非常明顯，在頂管技術施工的時候，由于都在地下施工，如果不了解施工區域的地質特征，一旦遇到地質不符合施工要求就需要重新施工。為此，施工建設部門對該施工區域的地質特征進行詳細的勘察，重點勘察施工區域的喀斯特地貌，勘察結果發現有兩處喀斯特溶洞，并對該地質進行了回填改造，提高該區域的地質強度，避免在施工過程中出現了地面下陷，有效地避免了施工安全的發生。

2.2.2 頂管技術施工的技術環節控制

①測量控制。

施工單位在施工過程中為了保證測量工作的準確性，重點做好了工程測量工作，頂進前的設備安裝頂進中工具管的方向、高程控制頂進后復測都需要測量工作的支持。根據該工程的特征，在測量工作當中主要作了兩個方面的工作：

第一，根據工程設計圖確定的坐標建筑物總平面圖，要求布置測量控制網、控制點，所確定的控制點應該保證不易擾動、視線清楚、方便校核、安全性好，方便頂管頂進嚴格按照規劃設計方案進行。

第二，要建立測量復核制度，對工程建設中的每一個需要測量的地方，如定位軸線、高程水準幾點等測量環節進行詳細的復核，重點測量軸線、標高、垂直高度，保證測量數據的準確性，利用這些數據控制管道頂進的位置，避免出現偏移、錯口、倒落水等事故出現。

②洞口止水工序控制。

廣西位于亞熱帶氣候區，常年雨水比較多，加上喀斯特特地貌大量存在，地下水比較豐富。頂管技術都是在地下施工，施工過程中地下水涌出對施工的影響比較明顯。為了解決施工過程中頂管工具能夠順利的進出工作井，在施工過程中可以適當的擴大預留的洞口，保證其大于工具管的口徑。工具管進去后，必須對工具管與洞口的間隙采用混凝土密封，并做好相應防水措施，將地下水封閉好，防止施工過程中地下水和流沙進入工作井，保證施工的安全性。同時，要做好洞口的防水工作，洞口應該根據地下水的水位，采取相應的防水措施，如果地下水水位較高，必須用抽水機，及時將洞口的水排出。

③注漿施工技術控制。

頂管技術施工過程中，關鍵是控制頂進的速度，控制頂進的速度必須減少頂進的阻力，減少頂進阻力最好的方法就是進行注漿，使管道的外壁形成泥漿潤滑套，這樣能夠最大程度的降低管道頂進時的阻力。使用的工具管的外徑要比管子的外徑尺寸大出2～5 cm，這為工具管的頂進留足了空間。為了配置更好的觸變泥漿，在施工之前施工單位進行了多次試驗，最終的方案由膨潤土、水和攙和劑，在配置的過程中要合理的控制觸變泥漿的中水分含量和攙和劑的用量，不能隨意添加攙和劑。

④施工安全控制。

頂管技術應用過程中，由于都是在地下施工，施工安全控制的要求比較高，在頂管技術施工過程中，影響施工安全的因素有很多，但主要集中在設備使用操作、工作井的施工基坑和電氣設備上。在施工過程中，一方面由于桂林市的屬于喀斯特地貌，地下情況比較復雜，施工空間比較狹小，空氣中的氧氣含量比較低，長期存在因為管道泄露等因素的影響，地下可能存在有害有毒氣體，在施工過程中必須做好管道通風，保證管道內有足夠的空氣。另一方面為了防止管道內存在沼氣等易燃氣體，在施工過程中必須使用防爆型電氣設備，作業之前必須先進行接通電源測試；還要保證施工過程的連續性，減少設備停工的次數，以保證施工安全。

3 結 語

總之，頂管技術目前已經在一些城市水利工程的施工當中得到應用和推廣，在實踐中取得了良好的經濟效益，在施工過程中必須先做好管道及地質勘測，在此基礎上注意控制管道施工工序，做好施工控制及安全管理，最大程度地保證頂管施工的順利進行。

參考文獻：

[1] 李鳳高，李寶春.頂管施工技術在水利工程中的應用[J].江蘇水利，2012，（6）.

[2] 畢志皎.淺談頂管技術在水利工程中的應用[J].技術與市場，2011，（7）.