浅谈顶管施工在输水工程中的环保节能与应用

金 奇

（云南省楚雄市水务局中石坝水库管理处 云南楚雄 675000）

1 顶管施工技术在引水工程建设中的应用及其特点

2009年4月，云南省楚雄市开始建设自青山嘴大（二）型水库至楚雄城区彝海公园的景观用水引水工程——青山嘴输水干渠工程。工程项目共分14个标段，计划工期1年。随着工程的推进，大部分标段工程均按计划工期完成施工任务。但是，施工地段位于楚雄州职教园区外，22号城区道路沿线的12标段，原设计为暗渠方案。却因地质条件复杂，高边坡开挖渠槽，地下水位偏高，泥岩、软基和流沙层地质并存等情况，导致损毁楚雄州职教园区部分柏油路面、排水管网。加之在第12标施工段尾段仍有340m暗渠须穿过职教园区建筑物边缘，且现有地形已无法满足剖面开挖沟槽深度达6m要求。经地质勘查，均为淤泥软基情况。为此，导致该标段无法按照施工合同工期完工。后经建设、设计、监理及施工各方人员现场勘查论证，决定顺延工期，并变更设计方案，采用非开挖技术铺管输水代替原设计暗渠输水方案。通过多方考察论证，首次引进顶管施工技术完成非开挖铺管工程。通过施工方的精心组织和准备，严格按照机械顶管施工要求，历时90天，顺利完成工Φ1600mm预应力混泥土暗管铺设工程建设任务，并达到整个青山嘴输水干渠工程项目设计输水能力要求，圆满保护管道上方及周边建筑物，排水管网安全，节约了工程投资等预期目标。现就顶管施工输水工程中的环保节能与应用探讨如下：

1.1 顶管的技术特点

1.1.1 顶管施工技术是有效利用地下空间的一种铺管技术，可以穿过建筑物、河流、公路，在有效施工的同时又对环境进行了相应的保护。

1.1.2 由于顶管技术不会破坏表层地面，因此对管道保护性能较强，除了管道不易变形之外，还会在一定程度上延长管道的使用时间。

1.1.3 顶管技术由于地下施工，不破坏原有建筑，因此会节省很大一部分建筑拆迁费用，顺利完成施工的同时，提高了经济效益。

1.1.4 顶管施工技术日益发展，使用范围不断拓宽。针对中小型管道的铺设，实用性很强，相比较于其他铺设方式，有着很强的优越性。

1.2 顶管施工应注意的问题

1.2.1 工程水文地质条件

顶管施工路线的地址条件有所不同，因此在工程开始前要对施工途径的地址水文条件进行详细的考察，另外为避免施工地点发生下沉现象，必须对于回填土地段进行相应加固。

1.2.2 有毒气体的检测与防护

施工地点由于长期腐化、污染物等因素，常会在地层内部形成有毒气体危害施工人员人身安全，因此施工过程中，要有效利用毒气检测工具，对施工地点环境进行安全检测。

1.2.3 超前探查地下管线

在顶管施工之前又有效探测施工地点是否有已经铺设的其他管道，例如电力、煤气、排水等，以有效避免因目前施工而影响市民其他方面的生活质量。

1.2.4 穿越建筑时对基础的探查

顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工路线上所遇到的基础类型，对于部分基础顶管顶进前可采取托换、加固措施。

1.2.5 顶进计算

顶进计算首先要对顶进推力进行准确的计算，并且根据计算数据选择合适的油缸类型并且确定中间部署。其次，要对工作井进行合理设计，以最大顶力作为参考，对工作井进行加固处理。

1.2.6 顶管洞口止水和加固问题

1.2.6.1 洞口止水圈的设计

云南省楚雄市青山嘴水水干渠顶管工程管道埋深大、土层的渗透系数大，因此管道在顶进时密封必须可靠。在洞口密封设计中，采用主橡胶圈密封加可充气应急密封圈的双层密封结构，该结构的特点是：顶管过程中充气密封圈是不工作的，如果主橡胶密封圈因摩擦损坏导致密封失效，地下水涌入井内的危急情况下，可利用打气泵给充气应急密封圈充气，及时控制漏水，在安全状态下处理或更换新密封圈。

洞口密封装置由于进洞是短时间、一次性的工作，故不必使用充气密封圈，其它应与出洞口密封装置相同。

1.2.6.2 洞口土体加固措施

此项工程进、出洞口地层为粘土，根据设计要求。该地层适宜采用压密注浆法加固土体。应对洞口的土体进行加固，使土体的单轴抗压强度在1MPa～1.5MPa范围内。

2 环境保护措施

2.1 施工现场的袋装水泥存放在指定地点，对相应的施工设施进行封闭式保护，避免外界因素的破坏。

2.2 对施工过程中产生的污染物进行回收、分类处理，有效避免对环境造成污染。

2.3 防止水资源破坏措施

2.3.1 严禁有毒污染废气物就地掩埋。

2.3.2 对施工产生的废气油料进行回收处理，在施工地加设防渗漏措施，避免地下水受到污染。

2.4 施工噪声污染控制措施

在夜间到清晨必须强制性停止强噪声昨夜，若经确定必须夜间进行施工的噪声作业必须经过相关部门的批准，并应尽量减少作业时间和采取有效的降低噪音措施。不影响居民、车辆的进出通行。

综上所述，顶管工艺施工铺管，不论是在引水工程中，发挥了节约投资，安全可靠，保护环境的一种新技术。也是城市供排水、通讯、电力等管路铺设施工当中形成必然推行应用的一种施工新工艺的趋势。

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