浅谈引水管道工程顶管施工技术的运用路径

符凌云

摘 要： 顶管施工技术在水利、市政、交通等工程的复杂地形施工中都有所应用，对于地下施工有着关键性的作用。作为当前引水管道工程的重要施工技术，顶管施工技术不仅能够提高管道施工效率，同时也能够为地下施工提供保障。基于此，本文就引水管道工程顶管施工技术应用展开研究，首先阐述了顶管施工技术，其次对其在引水工程中的应用进行了分析，以期能够为引水管道顶管施工提供参考。

关键词： 引水管道工程;顶管施工;技术应用

【中图分类号】TU973.12      【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0216-01

近年来，我国城镇化建设规模逐渐扩大，为了满足城市居民生产生活用水，需要加大引水工程的建设，而为了保证引水管道工程不会对地面建筑和地下管线等产生影响，需要采取非开挖铺设管道方法，其无需将地表挖开就能够穿越地面建筑物和地下管线，进而节省时间和成本，实现高效且无污染施工。

1 顶管施工技术概述

顶管施工相较于传统挖槽铺管施工技术而言，其无破坏性、无粉尘污染，对交通、道路、建筑不会产生干扰和破坏，且铺管精度更高，工期又比较短，施工安全性高，成本低，有着广泛的应用，能够直接穿过障碍物，对周边设施和环境的影响比较小[1]。顶管施工技术作为一种管道敷设技术，无需将地面挖开，在液压千斤顶影响下能够穿越土层，达到预期设计部位，这就是顶管工程。

2 引水管道工程中顶管施工技术应用

2.1 工程概况

某引水工程分为供水点和取水点两个部位，从周边水域中引水进入市内，其中一段工程穿越大桥，需要采用顶管施工技术。顶管施工中，主要分布在桥下，根据勘察报告显示，区域中主要为淤泥含中砂层，地下水位大约为1m，影响了正常施工，可能会引发掘进塌方。

2.2 具体施工

2.2.1 计算总顶力。需要将顶进深度范围中的各种质量的土质考虑进去，并选择好开挖和顶进方式：

（1）土质较好时，范围内为黏土、亚黏土等土质，开挖后极易呈拱，土质系数为1.5-2.0，取2.0。可以采用先开挖后顶进法，并根据顶进管子自重和土质系数计算总顶力，得到总顶力是172t，同时，由于实际工程中的影响因素较多，总顶力需要加入设备储备能力，得到最终顶进的总顶力是223t[2]。

（2）土质较差时，范围内为砂质粘性土和粉细砂，开挖后不易呈拱，土质系数为3-4，可以先顶进后开挖。根据资料确定顶管正阻力70t、侧摩擦力273t，最终的顶管阻力343t。

综上分析，象这样的工程可使用2个250t的千斤顶，总顶力即可满足。且经计算得到钢管能承受的最大破坏力3418t。可判定在顶力作用下钢管不会受到损伤。

2.2.2 设备选择安装。顶进施工设备的选型和配置工作完成后，需要安装好顶管设备，其中包括安装导轨、设置承压壁、安装主顶设备等。

（1）安装导轨。本工程采用的是装配式导轨，其需要在砼基础面上安装，使其能够在顶进施工时承受负载作用，并确保不会有位移、变形现象出现。在安装时，不仅需要反复确定管道中心点位置，还需要按照设计来设置导轨面。而在顶进时，需要根据实际要求调整导轨，以确保顶进轴线精度。

（2）设置承压壁。顶进施工要利用承压壁来克服顶力影响，这就需要承压壁具有相应的强度以及刚度[3]。本工程所采用的承压壁是由枕木和钢板构成的，与顶进轴线相垂直，设置到位后采用钢丝牢固，防止顶进施工时出现倾斜现象。

（3）安装其他设备。安装完上述设备后，需要安装主顶设备和管节设备，安装过程中要在沉井处测量，之后安装顶机架和主顶设施、顶进管机，依次安装，安装完成后才能够出洞。

2.2.3 顶进施工。根据工程特点，遵循施工质量和安全施工原则，进行以下施工：

（1）控制钢管接头。本工程使用的焊接法处理钢管接头，顶进施工时，若是顶进方向偏离，极有可能使钢管变形，或是接口脱焊。本人认为顶进时需要仔细测量，若是有偏差，要及时调整，并对钢管顺直和接口脱焊现象进行检查，若是存在问题需要将钢管更换掉。

（2）控制施工细节。顶进时，需要确保顶管机头与土体保持平衡，进而避免地面出现沉降问题。同时，顶进时需要提高检测频率，并对管道轴线偏差进行纠正。控制顶进摩阻力就是在管道壁涂抹石蜡，并延长顶进长度，这样能够降低顶进摩阻力。对于不稳定土层中出现的地面变形以及土体移位现象，需要对土层变化情况实时观察，并做好预防工作[4]。

（3）处理地下障碍物。本工程中的地下障碍物包括废弃管线、砖墙等，为降低其对施工影响，施工前需要检查障碍物情况，并对顶管线路进行调整，施工时若是发现障碍物需要通过开挖或是钢套管方式将其排除，在此期间要将机头推挤反力导致的偏差纠正。

（4）纠正顶管轴线测量和管道偏差。通过测量地下管线对顶管轴线进行测量，先测量工作井地面到井底，得到导线长度，能够控制顶管线路，并借助控制箱、电脑控制台等仪器测量误差。通过对顶管轴线的测量，在每次顶入土层30cm处进行1次测量，在顶入100cm时进行1此测量，若是顶管轴线有偏差，需要根据实际情况提高测量频率。

2.2.4 控制地面沉降。首先，控制沉降精度，通过人工掘进方式配合施工，控制泥水压力，使其保持最佳状态，进而控制顶管开挖面的稳定性。其次，管道外壁极易使土地受到干扰，导致建筑出現空隙，对此，可以通过触变泥浆润滑套，及时填充弥补其空隙[5]。最后，顶进施工完成后，可以通过触变泥浆将球阀里的水泥浆置换出来，释放水泥浆时注入触变泥浆。在进行泥浆置换时，还需要对管道后期沉降现象进行观测，重点对顶管施工位置进行监测，根据监测结果适当对其进行注浆加固，控制好管道沉降。

结束语：

本文通过对某市引水工程对引水管道施工中应用顶管施工技术进行分析，由于引水管道不同，顶管施工要求也不同，需要根据其他工程的引水管道施工所应用的顶管技术，并与拟施工工程实际相结合，灵活应用顶管施工技术。

参考文献

[1] 康华辉.关于人工顶管施工技术在引水隧洞工程的应用[J].珠江水运，2018.

[2] 郗琦.长沙引水工程输水管线顶管工程施工及环境影响评价[D].湖南大学，2010.

[3] 李志成.谈广州白云湖引水工程大孔径顶管施工技术[J].中国水运（下半月），2010（06）：108-109.

[4] 陈镇松.西江引水工程大直径钢管泥水平衡顶管施工技术[J].给水排水，2011，37（002）：97-100.

[5] 丹彤，李子恒.浅谈顶管施工技术方案[J].建材与装饰，2016，000（019）：283-284.