水利建設頂管施工技術研究

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隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，我國許多的中小型水庫需要進行技術革新以及工程加固維修，這些水庫大多都建筑于50多年前，以當時的技術水平來說，水庫的建立大多都是邊勘測、邊設計、邊施工的建筑過程，所以水庫的建筑質量不高，存在很大的安全隱患，在運行中更需要解決很多的問題，尤其是土壩的輸水涵管部位若出現裂縫現象，將會給大壩的安全帶來極大影響。為此必須要對其進行加固。但是由于輸水涵管的內徑一般都小于0.5m，采取常規(guī)方法無法進行維修。在此情況下，頂管施工技術就顯現出其不可比擬的應用優(yōu)勢。頂管技術則是地下管道鋪設施工中的一項新的施工方法，其能夠在不破壞體表的情況下進行地下管道的鋪設工作，不破壞體表也就意味著對自然環(huán)境的保護，因此，它的優(yōu)越性受到了越來越多人的關注和廣發(fā)應用。隨著建設進程的加快，頂管技術在我國的地下管線施工和建設過程中起到了非常重要的作用。在水利建設工程領域也發(fā)揮了積極作用?，F本文就頂管技術在水利建設工程中的應用問題進行探析。

一、頂管施工技術概述

頂管施工技術起源于美國，是一種得到廣泛應用的建筑技術，它對于公路、鐵路、水跡等領域的建設有著不可忽視的作用，我國引進頂管施工技術也有30多年的歷史，目前我國的頂管施工技術已經處于國際領先的水平。在水利建設工程中所采用的頂管施工方法主要是在指，在大壩的側面先建設一定的頂管施工工作坑，然后確定管道頂進的高程，利用千斤頂把管道逐漸頂進壩體中，完成輸水涵管的加固維修的工作。頂管技術之所以得到廣泛應用，因為它在施工的過程中，將施工面轉入地下，完全不影響地面活動，同時也減少了對交通秩序的干擾，不需要開鑿路面，減少了破路的費用，穿越鐵路建筑物的時候不需要進行拆遷，不影響正常的通航秩序，施工周期短，沒有較高的工作成本，覆土深度大的情況下比開槽埋管經濟。在施工運作的過程中產生的噪聲小，不影響環(huán)境，不需要像深埋管處理程序一樣，先要進行地基處理，可以在承載力較小的土層中進行操作。同時還適于非巖性土層，但是巖石層、含水層施工難度大。

二、前期準備

在實施頂管施工技術之前，首先要做好一定的準備工作。一般需要先根據施工方案和設計要求在指定的地點開挖頂管施工工作坑。這是頂管施工作業(yè)的前提條件。為了增強工作坑的抗壓強度，建議在底部澆筑混凝土，并使底座和后座形成一個整體，這樣不但能夠增大摩擦力，還能夠減小后座所占的面積。另外，頂管施工中需要逐漸挪動管道，為了使其得以順利頂進，建議在底座處安裝兩根工字鋼作為管道的頂進的導軌。另外，在工作坑內還還設置一定的集水坑，為了充分利用土地資源，還可以將集水坑和工作槽共用，這樣也便于底部鋼管的焊接。另外，之所以要在工作坑內澆筑混凝土底座，主要是為了能夠管道頂進施工中為千斤頂做支撐，為此底座的剛度必須要滿足設計要求，并且要求底座在承受較大的壓力后不會出現變形現象。當基礎施工設施準備完畢后，就可以安裝測量架，以便于通過測量來確定涵管頂進的方向與高程。為了避免測量架晃動而影響到測量結果，應該將測量架固定在地基中。

三、施工工藝

（1）涵管就位。制作好的涵管經檢測合格后，運至工作坑附近，將管段推至工作坑導軌上就位，頂進一節(jié)后，再吊裝另一節(jié)，循環(huán)作業(yè)。

（2）頂進。管段就位后，在后座前安放一塊鋼板作為支承錢治國板，然后順次安放千斤頂、頂梁和橫梁，開始將管段逐漸頂進。

（3）挖棄土。涵管頂進2~3m后，撤除橫梁和一節(jié)頂梁，人工進管挖出棄土，運至管外。

（4）測量。人工挖土至管端后，應測量管端中心線位置和管底高程。在測量架上安置全站儀，測量涵管頂進偏斜的誤差，然后測量管端底部高程與設計高程差，當偏斜誤差大于15mm時，應進行糾正。

（5）再頂進。消除誤差后繼續(xù)向前頂進，直至涵管外端處于工作槽中間部位，然后撤掉橫梁和頂梁，安裝另一節(jié)管段，對齊位置后繼續(xù)頂進，直至全部管段頂完。

四、施工注意事項

（1）后座和導軌施工中，應特別注意后座的千斤頂支承墻面與涵管中心線要嚴格垂直，才能保證涵管的順直推進。

（2）頂管施工時，由于千斤頂加力不均勻、力點偏移，使頂進的涵管中心線與設計涵管中心線不可能完全一致，因此，及時消除偏斜誤差是頂管施工技術的一項重要工序。

（3）涵管頂進過程中，應隨時觀察后座有無變形、位移、裂縫等，發(fā)現不妥要及時處理，確保安全。

（4）頂進、安放管段和其他施工機具時，要避免碰撞測量座架，以免測量不準。

（5）為使涵管外壁與大壩土體之間結合密實，防止出現沿涵管外壁縱向集中滲流，在施工完畢后，通過預留灌漿孔充填灌漿。

五、頂管法的應用優(yōu)勢分析

在以往的水利工程涵管維修中，一般多采用開挖重建法。這種方法是將大壩挖開再重新修建的方法，采用開挖重建的方式會使壩體存在著非常大的安全隱患，而且治理程度并不高，土壩的使用已經經過了幾十年的歷程，它的土體基本已經固結了，新的回填土體與原有的壩體之間會出現不均勻的沉降，并且造成裂縫，嚴重的威脅土壩安全，開挖重建的方式進行的水利建設，費時費力，不僅工作量大，而且增加了工程預算。這樣的施工方式還必須注意季節(jié)性的問題，在雨天等惡劣天氣，施工的進度會變慢，甚至停止施工。而頂管法施工的方式，是機械化的方式，不僅不需要破壩，而且其操作工藝非常簡單，施工方便不會受到天氣情況的影響，對周圍的建筑物不會產生破壞，對原壩體不產生整體擾動，施工速度快、效果好。但在硬土地斷或者埋設深度小的地段，則挖重建的費用小于頂管法的消耗。

六、結束語

在水利工程建設中，頂管技術不僅在施工上提供了極大的方便，而且降低了材料的使用量、不產生噪音、不影響周圍環(huán)境，對人們的生產生活提供了極大的方便，這是一項非常符合中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的執(zhí)行標準。

作者：錢治國 單位：寧安市水土保持委員會辦公室