初探頂管施工技術在水利水電工程中的應用

摘要：本文基于對頂管施工技術的簡單了解，根據水利水電工程施工過程中應用頂管施工技術的必要性，針對其在長距離水利管道工程、電纜加固、水利安全等方面的應用進行深入分析，有利于提高水利水電工程的整體施工質量和效果，進一步促進我國水利水電工程蓬勃發展。

關鍵詞：頂管施工;水利工程;應用路徑

引言：隨著我國科技的進步和社會的發展，水利水電工程的建設發展速度與日俱增，但是存在的問題在實際施工過程中逐漸顯現出來，施工技術與管理理念跟不上時代潮流，因此，頂管施工技術在水利水電工程中的應用可以有效保障施工單位社會和經濟的雙重效益，推動我國水利工程可持續發展。

一、在水利水電工程施工中應用頂管施工技術的必要性

頂管施工技術的實質就是不開挖或是進行少量開挖的管道埋設施工技術，指的是在工作坑內，借助于相關設備產生的頂力，緩解管道與土壤之間的摩擦力，從而讓管道順利進入原有設定方向和位置，按照遞進的方式繼續頂進。頂管施工技術的應用能夠有效提高水利水電工程的整體質量，保障工程的安全性能，進一步展現出其實際應用水平和效果，為我國水利水電工程施工提供有效的技術指導，對我國水利工程建設具有十分重要的作用和意義[1]。

二、頂管施工技術在水利水電工程中的應用路徑

（一）在長距離水利管道工程中應用

在水利管道工程施工過程中，需要根據線路規劃的不同，穿越不同的地質單元，比如地表地層的不同巖石性質、斷裂構造等，在一定環境與應用設備條件下，施工難度系數較大，因此，需要采用頂管施工技術進行項目應用，以保證施工的質量與效率。

應用頂管施工技術的首要條件就是需要進行壓積注漿從而有效減少管道與土壤之間的摩擦力，然后根據施工過程中的各種參數值、相關理論與設計規范計算出不同接收井內的單位面積管壁和土的平均摩阻力，得出相應技術指標，繼而按照其進行相應操作。在水利管道施工初始時，選用鋼筋混凝土沉井結構，根據井內不同構造選擇適合的尺寸，以滿足各段管道埋深要求。在頂進過程中需要對土質變化和工作狀態進行觀察，以便及時對泥漿濃度進行有效調節，同時需要對泥水壓力值的動態進行控制，以保證底層土壓力與靜水壓力相平衡。對泥漿也需要進行控制管理以保證泥漿穩定性，并對頂進過程中管道的行進方向以及地表沉降的重要因素進行嚴格監測，以此來確保頂進過程中不會出現偏斜現象。

例如：2019年8月12日，中鐵集團重慶觀景口水利樞紐工程的超長距離巖石頂管新技術首次成功應用，全長為3224米，創頂管施工單洞最長世界紀錄。該工程是由樞紐和輸水路線共同組成的，采用4臺微盾構巖石頂管機施工，與傳統施工手法相比，頂管施工技術可實行自動控制系統，且施工效率也提升了5倍，進一步實現智能化施工作業。以頂管技術為依據，進一步將線路進行優化調整，將原來的線路長度由26.67公里調整為21.91公里，減少用地面積的同時，降低了工程成本。

（二）在電纜管道方面的應用

在進行電纜管道鋪設過程中，需要根據實際條件的不同，選擇不同的頂管施工方式，首先應用構筑主法為鋼板柱對工作坑和接收坑進行挖掘，對其整體強度和支撐力進行嚴格驗算。地下水和泥沙的流入會對工作坑正常作業產生一定影響，從而造成嚴重后果，有效辦法是應用混凝土前止水墻、預埋螺栓、鋼壓環及橡膠圈組成的洞口止水圈，同時需要注意盡量避免地上的高壓線、電話線等線路、建筑物以及機動車道，地下則需要遠離管道管線和地下構筑物等，并對工作坑的后座力進行有效分析，在水利水電工程電纜管道施工中，最常用的就是曲線頂管施工，其共分為普通型曲線頂管和按照設計的數據對管口進行調整繼而推進，并針對其運行過程進行數據計算、測量及監控等有效管理環節[2]。

例如：東莞水利水電供應局就電力電纜的外力破壞，在班組成員以及分局各部門積極配合下，針對鉆探施工和頂管施工兩個方面進行深入分析和探討，并建立了“東莞頂管鉆探施工聯絡”微信群，群內成員目前有相關技術人員212人，每周平均有2起頂管信息上報，在防止外力破壞工作中成效顯著。由于信息交通的便捷性，東莞水電管理局近幾年都未發生110千伏電纜施工外力破壞事件，同時頂管施工技術的應用也保證了施工的質量和效率，有效促進我國水利水電工程的發展。

（三）在水利安全方面的應用

頂管技術的應用，有利于保障水利水電工程的整體質量，確保其安全性能，同時也減少對環境的影響。水利作業是建立在對環境土地征用的基礎上，因此，一定會對環境造成一定的影響，比如泥石流、水土流失等。為了減少這種情況出現的可能性，需要采用因地制宜的方法與頂管技術相結合，進行科學配置，確保布局的全面化，要具有提前預知風險的能力，并對風險控制進行優化設計，避免對生態環境造成破壞。為了確保水利工程的穩定性，需要在頂管技術的頂進中對泥漿稠度和壓力進行良好的控制，確保靜水壓力與底層土壓力的平衡，并針對實際埋深和地質情況，應用有效方法對其進行優化和調節。

例如：巴南區觀景口水利樞紐工程采用了先進的微盾構頂管施工技術，并在水利施工過程中多次采用了新技術、新工藝，將其整體質量提升一個檔次。比如在觀景口總長為18.8千米、7座無壓輸水隧洞的施工方法上，采用了微盾構頂管先進技術，設置在工作井附近地標的主控制室可通過PLC自動控制系統，實現開挖、頂進、注漿的全自動化操作，在一定條件下實現了頂管技術的高效性，同時也確保了隧洞施工的安全性。據了解，與傳統鉆爆技術手法相比，微盾構頂管技術單臺機械施工日進度一天可達到15-25米，但是傳統挖掘手法一天只可能挖掘3米左右。

結論：綜上所述，在水利水電工程施工過程中，為了保證頂管施工技術能更好的展示出其技術水平和效果，需要加強技術管理要求，對施工技術進行有效規劃，做好技術處理措施，進一步為工程施工提供保障，將頂管施工技術充分應用于水利水電工程施工中，為我國水利水電工程奠定良好基礎。

參考文獻：

[1]歐陽琳艷.頂管施工技術在水利水電工程中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2019（36）：52.

[2]石榮鋼.研究頂管施工技術在水利水電工程中的應用[J].建材與裝飾，2019（33）：293-294.

作者簡介：張文靈，男，1992.安徽和縣，助理工程師，大專，研究方向：水利水電工程施工技術