王翔

安徽水利開發(fā)有限公司 安徽 合肥 230011

引言

水利水電工程在我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中起到了非常重要的作用，對于我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。在當(dāng)前的水利水電工程建設(shè)中，一方面需要保證施工質(zhì)量，另一方面要降低施工對環(huán)境所造成的影響，尤其是對周邊居民生產(chǎn)生活所造成的影響。因此，在實際的水利水電工程建設(shè)過程中，要充分考慮到施工對周邊環(huán)境所造成的影響，采用科學(xué)合理、安全可靠的技術(shù)手段和施工方法，確保施工過程中不會對居民日常生活造成干擾。頂管技術(shù)作為一種重要的施工技術(shù)，在實際應(yīng)用過程中具有非常重要的意義，能夠有效減少對周邊環(huán)境的影響，同時降低了施工成本。

1 頂管施工技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)是一種不開挖地表而敷設(shè)地下管道的非開挖施工方法。其工作原理是：在地面上或地下把管材從工作坑內(nèi)引出，并穿過公路、鐵路、河流、建筑物等障礙，然后在接收井中接收管材，完成安裝和連接工作。

頂管技術(shù)最適用于地下水位較高、土質(zhì)松軟、地下障礙物多，且有一定的強(qiáng)度和剛度的城市環(huán)境。頂管施工技術(shù)已成功應(yīng)用于各種類型的管道工程，如城市供水、煤氣、排水管道以及電力電纜等工程。頂管技術(shù)在我國已從過去單純的城市管道改造和地下管線更新發(fā)展為多種類型的管道工程，如給水管、污水處理管、熱力管等。同時，頂管技術(shù)也可用于隧道開挖以及其他類型的地下工程施工。從我國當(dāng)前的發(fā)展情況來看，頂管技術(shù)具有廣泛的適用性和靈活性。在實際應(yīng)用過程中可以根據(jù)工程項目的具體情況對頂管施工技術(shù)進(jìn)行合理選擇和應(yīng)用[1]。

2 頂管施工技術(shù)的特點

2.1 施工成本低

由于頂管施工不需要開挖地面，不需要土方挖掘和場地平整，也沒有運輸土石方的大型設(shè)備和運輸車輛，不會造成交通堵塞和環(huán)境污染，從而有效地降低了工程造價。頂管施工成本低的另一個原因是在地下工作的設(shè)備很少。如頂管掘進(jìn)機(jī)和液壓系統(tǒng)等，可以與其他地下施工方法一起使用，大大降低了工程建設(shè)成本。另外，頂管施工中也不需要大量的人力和物力投入，降低了工程成本。

2.2 施工效率高

頂管施工技術(shù)能夠根據(jù)不同的地質(zhì)條件、地下管線分布情況和施工條件，采用不同的設(shè)備和工藝，實現(xiàn)各種工程建設(shè)的需求。在頂進(jìn)施工中，不僅可以采用掘進(jìn)機(jī)完成管道的敷設(shè)工作，還可以采用一種或多種掘進(jìn)機(jī)完成同一工程中多個管道的敷設(shè)工作。在地下管線分布較少且埋深較淺的情況下，采用頂管施工技術(shù)可以減少對交通和環(huán)境的影響。對于長距離、大口徑管道的施工，頂管施工技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。

2.3 對交通和環(huán)境影響小

由于頂管施工不需要開挖地面，可以有效地避開交通繁忙的路段，同時也能減少對環(huán)境的影響，具有良好的社會效益。頂管施工時不需要在地下挖掘和開挖基坑，也不需要大型土方機(jī)械，避免了對城市地面交通的影響。由于地下頂管施工技術(shù)是一種非開挖式施工技術(shù)，不需要開挖地表建筑物和道路，因此不會影響城市交通和建筑物，具有良好的社會環(huán)境效益。

2.4 適應(yīng)性強(qiáng)

頂管施工技術(shù)對地下管線的埋置深度要求不高，一般只需要滿足管道穿越公路、鐵路和建筑物時的凈空要求。頂管施工技術(shù)適用于各種土質(zhì)條件下的管道工程，尤其適用于公路、鐵路、橋梁和建筑物下方的各種地下管線的施工，能夠適應(yīng)較大范圍的施工環(huán)境，一般不需要開挖坑道，可以有效保護(hù)地下管線。并且能夠適用于多種土質(zhì)，不會出現(xiàn)管道沉降的情況。尤其是在非開挖施工中，頂管技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。在實際應(yīng)用過程中，一般不需要采用降水措施，也不需要對土質(zhì)進(jìn)行處理。頂管技術(shù)能夠有效減少地面交通壓力的影響，提升工程的整體質(zhì)量和效率[2]。

2.5 自動化程度高

頂管施工技術(shù)最大的特點是其自動化程度較高，這是因為在施工過程中，頂管機(jī)通過頂進(jìn)工作的頂推力和頂進(jìn)力，以及液壓油缸和千斤頂?shù)耐屏团ぞ氐鹊淖饔?，從而使管道可以在較短的距離內(nèi)完成開挖工作。此外，在施工過程中，由于頂管施工技術(shù)具有自動化程度高、適用范圍廣、施工工期短等優(yōu)點，因此它在水利水電工程中的應(yīng)用前景是十分廣闊的。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平和自動化程度的不斷提高，以及對環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理工作的重視，自動化程度較高的頂管施工技術(shù)將會得到更廣泛的應(yīng)用。

3 頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

3.1 前期準(zhǔn)備

3.1.1 工作坑準(zhǔn)備工作。首先應(yīng)對工作坑的位置進(jìn)行合理設(shè)置，通常情況下，工作坑位置應(yīng)在管道中心線的基礎(chǔ)上設(shè)置，同時還要保證其與管道中心線的偏差不超過±30mm。在城市水利工程中，還需要充分考慮地下水位和城市雨水排水系統(tǒng)的影響，以避免工程在施工過程中受到水害影響。其次，頂管施工前還應(yīng)對工作坑中的土層進(jìn)行全面檢查，同時還需對工作坑的頂面高程進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保其與設(shè)計高程保持一致。考慮到城市水利工程的特殊性，土層的全面檢查還應(yīng)包括土壤的排水性和浸透性，這將影響到地下設(shè)施的穩(wěn)定性和城市的防洪能力。然后，在進(jìn)行頂管施工之前，還應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對工作坑的長度、寬度及深度進(jìn)行合理設(shè)置。同時還要將管道頂管段上的坑底范圍內(nèi)的土層進(jìn)行全面清除。在城市水利工程中，這些設(shè)置也要考慮到城市雨水排水系統(tǒng)的需求，保證在極端天氣條件下，城市的排水系統(tǒng)能夠正常運行。最后，在完成頂管施工作業(yè)之后，還應(yīng)對管道內(nèi)壁的磨損情況進(jìn)行全面檢查，這在城市水利工程中尤其重要，因為管道的磨損可能會影響城市供水和排水系統(tǒng)的效率和安全。

3.1.2 管道安裝準(zhǔn)備工作。

（1）在進(jìn)行管道安裝前，應(yīng)在地面上設(shè)置一個用于定位的導(dǎo)向槽。在城市水利工程中，導(dǎo)向槽的設(shè)定不僅需要考慮管道的定位，還要考慮城市的地理環(huán)境，比如建筑物、道路、公園等。

（2）為保證管道安裝質(zhì)量，還應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對管道位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。管道的位置要考慮到城市的排水和供水需求，以及可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況，比如暴雨、地震等。

（3）在完成管道安裝后，還應(yīng)對管道內(nèi)徑以及長度等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)檢測。因為管道的尺寸將直接影響城市的供水和排水效率。

（4）在完成管道安裝作業(yè)之后，還應(yīng)對管道外壁與管材之間的縫隙進(jìn)行全面清理和檢查，確保其能夠滿足相關(guān)施工要求。城市水利工程中的任何縫隙都可能導(dǎo)致水的滲漏，從而影響到城市供水和排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.1.3 頂管施工準(zhǔn)備工作。

（1）頂管施工前應(yīng)對工作坑中的土層情況進(jìn)行全面了解。由于城市的地下水位、地質(zhì)條件、土壤類型等存在各種復(fù)雜因素，對城市土層情況的全面了解是必不可少的，這將影響到整個工程的安全性和穩(wěn)定性。

（2）在頂管施工之前應(yīng)對工作坑內(nèi)的土壤情況進(jìn)行全面檢查，并根據(jù)實際情況對其土質(zhì)厚度及硬度進(jìn)行合理控制。城市土壤的狀況還會影響到地下水位，因此，在城市水利工程中還需要對地下水位進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和評估。

3.2 頂管掘進(jìn)入洞

頂管掘進(jìn)入洞是指在頂管施工中，為了完成管道鋪設(shè)而采取的施工技術(shù)。城市水利工程中的排水系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)等，都需要運用到頂管掘進(jìn)入洞技術(shù)。

頂管掘進(jìn)入洞是頂管法施工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要目的是為了實現(xiàn)對管道施工范圍內(nèi)土體的有效加固。在實際的頂管掘進(jìn)入洞過程中，通常采用人工配合機(jī)械開挖、出土、回填等方式來完成頂進(jìn)作業(yè)。同時，為了保證管道工程建設(shè)質(zhì)量和效率，通常還會采取輔助措施來完成頂進(jìn)作業(yè)。

3.3 頂管安裝

頂管安裝在城市水利工程中起著重要的作用，它能保證城市的水資源高效、安全地運輸。第一，頂管安裝前，應(yīng)對頂管施工場地進(jìn)行仔細(xì)的測量和定位，以滿足城市水利系統(tǒng)的設(shè)計和施工要求。同時，還應(yīng)對頂管機(jī)和工作井的位置進(jìn)行合理設(shè)計，確保二者之間的距離能夠滿足相關(guān)要求。在工程建設(shè)期間，工作井以及機(jī)頭、管道等應(yīng)保持一定距離，以防出現(xiàn)變形等問題。第二，在頂管安裝時，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在管道安裝完成后，應(yīng)及時對管道進(jìn)行打壓試驗，保證城市供水和排水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。同時，還應(yīng)對管道及相關(guān)附屬設(shè)備進(jìn)行全面檢查和保養(yǎng)工作。此外，在頂管施工過程中還應(yīng)定期對頂管機(jī)和工作井進(jìn)行檢查和維護(hù)，保證其能夠始終處于良好的工作狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時解決或更換損壞的部件[3]。

3.4 頂管施工技術(shù)

頂管施工技術(shù)在城市水利水電工程中的應(yīng)用主要有以下幾種形式：第一，管道頂進(jìn)。即采用人工或者機(jī)械設(shè)備從管道的一端開始進(jìn)行施工作業(yè)，直至到達(dá)另一端。這種施工技術(shù)常被用于地下管線鋪設(shè)、通信管道敷設(shè)以及城市道路的改建等領(lǐng)域，有助于城市排水和供水系統(tǒng)的改善。第二，人工挖孔。即在頂管施工作業(yè)前，利用人工挖掘的方式完成管道的開挖和安裝工作，通常用于城市狹窄或復(fù)雜地形條件下的水管、下水道等的鋪設(shè)。第三，盾構(gòu)法頂管。即在頂管作業(yè)前，將盾構(gòu)機(jī)安裝到已經(jīng)鋪設(shè)好的頂管內(nèi)，并將頂管機(jī)和管道連接起來形成整體結(jié)構(gòu)后開始頂管工作，直至完成頂進(jìn)作業(yè)后結(jié)束。盾構(gòu)法頂管能有效應(yīng)對城市地下復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，尤其適用于大型城市的地下水利設(shè)施建設(shè)。第四，管道內(nèi)頂管。即在進(jìn)行管道頂進(jìn)作業(yè)時，利用千斤頂和其他工具將管道從地面向上推入頂管作業(yè)管內(nèi)，并利用千斤頂將管道與頂管內(nèi)壁之間的空隙填滿之后完成管道的頂進(jìn)作業(yè)，這種方法應(yīng)用于城市水利工程中地下水管、排污管道的鋪設(shè)。

4 頂管施工技術(shù)應(yīng)用的保障措施

4.1 改進(jìn)頂管施工技術(shù)

首先，在進(jìn)行頂管施工的過程中，要采用先進(jìn)的測量設(shè)備和施工技術(shù)，使得整個頂管施工的精準(zhǔn)度能夠得到有效保障，從而使實際的頂管施工質(zhì)量得到有效提高。其次，要對施工過程中的設(shè)備進(jìn)行合理配置，例如可以在頂進(jìn)工作井中安裝相應(yīng)的泥漿泵，并對其進(jìn)行合理配置。最后，要對頂管施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，只有這樣才能夠提高其施工的整體質(zhì)量。因此在實際的頂管施工過程中要采取有效措施對其進(jìn)行改進(jìn)，從而提高其技術(shù)水平。

4.2 完善頂管設(shè)備的制造及質(zhì)量控制

在頂管施工技術(shù)的實際應(yīng)用中，頂管設(shè)備是最主要的工具，所以一定要對其進(jìn)行完善，主要包括以下幾點：一是要提高材料的質(zhì)量。在實際的制造過程中，要針對管材以及頂管施工需要用到的工具等進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證其質(zhì)量；二是要加強(qiáng)頂管設(shè)備的組裝。在實際的操作中，頂管設(shè)備主要包括管節(jié)和頂管設(shè)備等，在安裝過程中要嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行，保證各個環(huán)節(jié)都能夠符合施工要求；三是要對頂管設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)。在實際的施工過程中，工作人員應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，從而使其能夠正常工作，避免出現(xiàn)故障影響施工進(jìn)度。

5 結(jié)束語

在實際的水利水電工程建設(shè)過程中，需要充分考慮到施工對周邊環(huán)境所造成的影響，合理采用科學(xué)合理、安全可靠的施工方法和技術(shù)手段，確保施工過程中不會對周邊環(huán)境所造成干擾，同時降低施工對周邊居民生產(chǎn)生活所造成的影響，這是非常關(guān)鍵的。在今后的水利水電工程建設(shè)過程中，需要不斷深入研究和探索頂管施工技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用的相關(guān)問題，不斷提升頂管技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用的質(zhì)量和效果。