夏津县水利局 山东省德州市 253200
摘要：在水利工程建设施工中，人们的环保意识逐渐提升。为了保障工程质量，降低环境污染，顶管施工技术在水利工程中被广泛应用。顶管施工技术对于周边环境不会产生较大的影响，在施工中无需进行土方挖掘，此种技术手段可以有效的降低污染，提升工程效率。本文探讨了顶管施工技术在水利工程中的应用。
关键词：水利工程；顶管施工技术；应用
引言
顶管施工技术是一种非开挖或少开挖的管道埋设施工方式。笼统来说，在工作坑内，使用顶进设备，借助其在特定方向产生的顶力，降低管道与土壤间的摩擦力，从而将管道从目标坡度“顶”入土中，最后将土方运走。此种技术由于无需或少量开挖，不会对工程所在地的道路及其他重要设施的周边环境造成破坏，因此已经广泛应用于建筑工程、道路桥梁工程以及水利工程。
一、水利工程中应用顶管施工技术的产生背景及主要原理
在水利工程施工中，地下管道的安置、更换长期以来严重困扰着设计人员。频繁的开挖不仅费时费力、造成极大的成本支出，还会严重影响工程建筑主体下方的土层环境，一旦出现问题，将会严重影响工程整体质量。面对此类问题，盾构施工法应运而生，以更加先进的顶涵作业，革新了工程主体结构的顶进支护结构方式，并将明挖开槽转变为暗挖盾构支护，极大地降低了施工过程对交通造成的影响。而顶管施工技术在盾构施工法的基础之上，得到了进一步的改进。应用于水利工程、桥梁隧道工程、地下管线铺设时，无需开挖面层，即可穿越诸多障碍物。其主要原理为借助主顶油缸和管道间、中继间的推理，将作业工具管甚至是掘进设备沿着工作井内部直接穿过土层，一直推到接收井所在位置后，执行吊起操作。与此操作同时进行的，是将紧随工具管与掘进设备后方的管道埋设在工作井和接收井之间，最终通过非开挖的方式达到成功敷设地下管道的目的。
二、水利工程中顶管施工要点
1.钢筋以及导管形态结构要求
常规状况之下水利工程顶管施工结构在设计中要符合要求，合理的选择材料。钢筒材料多数为15mm厚的冷轧钢板，钢筒两端要通过钢制承口环以及插口环进行处理，通过双胶圈接口进行优化，达到提升整体密封效果的目的，也为后续的施工安装提供了便捷。应用大量的钢筒可以有效的隔断输送水外渗通道，形成抗渗带。钢筋骨架网内层中的钢筒可以通过电焊仪器进行焊接，保障其结合效果，形成封闭性、高质量的结构系统。在施工中要根据工程要求合理的进行双层的钢筋笼焊接。其主要目的就是承受管道内壁水压以及外部荷载作用，在钢筒内外通过浇筑混凝土的方式可以形成管体，这样就可以起到保护的作用，有效降低外界环境造成的腐蚀性问题，达到提升结构整体性能的目的。
2.土压平衡顶管方式
此种方式在施工中主要就是通过土压平衡顶管掘进作业进行施工，多数为地下施工作业。在施工中主要是清除管子顶入的土方，整体上来说施工作业项目较少，在实践中不会产生不良的地质隐患问题。应用此种方式可以有效降低在进行土方挖掘中存在的安全隐患，降低对周边土质以及环境产生的破坏以及影响。施工之前要根据规范要求做好施工区域地质地貌状况勘察，根据勘察状况添加适量的泥浆以及黏土，改善其整体性能，提升整体流动性，增强可塑性，达到平衡顶管机的目的，进而提升整体施工质量。
3.工作坑
工作坑主要的作用就是保障水利工程的稳定性。在顶管施工作业中，技术人员要综合施工组织设计要求，在制定的位置以及区域设置对应的工作坑。通过工作坑可以提升作业安全系数，达到施工中设备安装以及拆卸的不同要求。一般状况之下，要在工作井四周安装钢梁斜撑，通过专业人员进行井位中心线以及工作坑外型尺寸线的测量分析。
三、水利工程中顶管施工技术的应用
1.施工前中期的测量准备工作
在水利工程中应用顶管施工技术时，必须重视导向问题。一般来说，顶管的距离越长、口径越大、导向工作的困难性就会越高。在施工前期，应该工作管道的顶进方向，一旦出现偏差，将会严重影响施工质量。具体流程如下：首先，在靠近建筑体后墙的平面位置进行详细计算后，设置顶管工作坑。如果水利工程规模较小、施工距离较短，可以采用样线法，将初始位置、终端位置的线路相连，确认顶级管道的“行驶”轴线后，执行打桩定向作业。如果顶进距离较长，可以在经纬仪等辅助工具的作用下，确定轴线。其次，将敷设工作坑平面的导轨作为顶进管道的基准。为了保证后续作业的精准程度，进行导轨安装作业时必须反复确认，直至满足“牢固”、“水平”等要求，同时还应注意导轨的中心线与顶管的轴线“完美重合”。最后，以第一根正确顶进的管道作为起点，通过吊装的方式，将之放置于导轨之上。此时可以启动油泵，正是开始顶进作业。在此过程中，必须时刻注意中心线与轴线的重合情况，一旦出现偏离必须即刻调整。水利工程周边环境较为复杂，地下土层很容易出现各种突发情况，因此在顶进过程中，必须采用良好的检测方式，使管道按照预定线路前行。达到一定的行进距离后（以1m作为分隔），进行降准测量，务必保证行进方向不会出现任何偏离。
2.测量工作
测量工作是保障顶管施工稳定的关键。在顶进施工之前要加强设备安装管理，对顶进工具管的方向、高程进行合理控制，在顶进之后要做好复测分析。其重点如下：一是根据给定的坐标、建筑总平面图进行控制网的布设测量。合理设置控制点，保障其视线清楚，校核便捷，便于保护，进而为顶管顶进提供参考。二是严格贯彻复核制度，在整个工程施工中全面贯彻测量复核工作。在工程施工之前要做好定位轴线、高程水准基点的复核；施工中做好各项参数的检查，保障顶进作业中管道不出现偏移、错口等问题。
3.顶管管线
放线精度直接影响顶管轴线的正确性。放线精准可以保障顶管机根据设计路线精准进洞，充分保障了其整体质量；反之，如果放线存在偏差，就会导致顶管轴线偏离固有的设计位置，影响工程进度与质量，也会造成设备损坏等问题。
4.注射泥浆，减少顶进阻力
在不同地质环境中施工会产生不同的影响阻力。管道顶进中要合理的降低顶进的阻力，注浆是一种科学有效的方式。为了保障其运行稳定，降低管子顶进中产生的阻力因素，可以通过触变泥浆的方式进行阻力控制。在管壁外侧压入的泥浆会形成一个泥浆套，达到减少管壁四周摩擦力的目的，合理的控制施工顶力，进而保障工程有序施工，其注入泥浆主要通过成品的膨润土进行处理。而没有进行注浆的顶管，其外壁单位面积大概为20～30KN，严重的时候甚至为摩擦力的3倍。注浆之后顶进阻力则为未注浆的1/3左右。
结束语
顶管施工技术在水利工程中应用效果显著，有着一定的提升空间。在工程施工中，工作人员要根据工程状况，综合分析各项因素，加强对顶管施工细节问题的分析，强化质量控制，优化施工工艺；根据规范要求做好施工准备，在保障正常生产作业的基础上，合理应用各种技术手段；根据计划要求规范施工作业，进而从根本上保障水利工程质量，为我国水利工程的可持续发展奠定基础。
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