平遠(yuǎn)縣2012年度農(nóng)田水利工程頂管施工技術(shù)應(yīng)用

張敏淋

【摘要】水利建設(shè)不僅是一項(xiàng)與人民命脈息息相關(guān)的工程，提高水利建設(shè)工程的施工技術(shù)水平對(duì)于促進(jìn)城市現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展具有重要意義，而且頂管施工在水利工程中也發(fā)揮了重要的技術(shù)應(yīng)用。在本文中，筆者結(jié)合自身的工作實(shí)際和梅州市平遠(yuǎn)縣2012年度農(nóng)田水利工程，分析了頂管技術(shù)在本項(xiàng)目中的技術(shù)應(yīng)用，最后將結(jié)合頂管法與開挖重建做了比較。

【關(guān)鍵詞】給排水;頂管施工;材料;測量;注漿

• 工程概況

梅州市平遠(yuǎn)縣2012年度農(nóng)田水利工程為平遠(yuǎn)縣的2012年的水利重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目位于富石水庫灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的127.701公里引（排）水渠道進(jìn)行整治、疏通、加建及襯砌處理。因富石水庫屬韓江水系，位于梅江支流石正河上游，系平遠(yuǎn)縣重要的水庫之一。本次施工的水利項(xiàng)目樁號(hào)K0+560～K0+673段要經(jīng)過一條村道，埋深5米，但村道寬僅4米，兩面均為坡度較大的山體，因村道是唯一一條通往鎮(zhèn)區(qū)的道路，為了保證村民正常出入，經(jīng)過同設(shè)計(jì)院，業(yè)主方等反復(fù)研究后決定，在經(jīng)過的本段村道處采用DN800鋼管頂管技術(shù)來銜接兩頭的水渠水渠深5米。

• 頂管施工技術(shù)概述

通常所說的頂管法施工，就是在壩體兩邊側(cè)部位，構(gòu)建支承頂墩和頂管坑，然后經(jīng)過儀器測量之后對(duì)頂管方位與高程實(shí)施校正，最后使用千斤頂把混凝土預(yù)制管、鑄鐵管、鋼管等按照設(shè)計(jì)的相關(guān)要求頂進(jìn)水利工程土壩中，最終使預(yù)制管成為輸水涵管的一種施工方法。頂管施工采用機(jī)械化施工模式，技術(shù)簡便，操作便捷，施工時(shí)能夠在很深的地下鋪設(shè)管道，不用進(jìn)行破壩施工，可以很好地保證原壩體的整體性能，施工速度較快，預(yù)期達(dá)到的效果好。此外，頂管法施工技術(shù)對(duì)地面交通的影響較小，施工時(shí)不會(huì)發(fā)生交通阻斷的現(xiàn)象，施工噪音和振動(dòng)也較小，能很好地保證周圍的生態(tài)環(huán)境。

• 頂管施工技術(shù)應(yīng)用過程

（一）施工前期準(zhǔn)備

1、開挖工作井

首先我們根據(jù)按照設(shè)計(jì)要求開挖工作井，工作井為圓形結(jié)構(gòu)，直徑5米;總高度以實(shí)際計(jì)，壁厚30cm.并在底部澆筑一定厚度的混凝土底座，底座要求與后座連接在一起以增加摩擦力，可以減小后座尺寸。為了保證涵管順直頂進(jìn)，按設(shè)計(jì)比降和高程在底座處預(yù)埋兩根工字鋼作導(dǎo)軌。在工作井內(nèi)靠近壩體一側(cè)再挖一個(gè)工作槽，以方便兩管底部焊接，同時(shí)作為集水坑。

2、后座施工

后座是頂管施工時(shí)用來支撐千斤頂?shù)?，所以必須有足夠的剛度，承受壓力后不產(chǎn)生較大的變形，保證后座墻面與涵管中心線垂直，使涵管順直頂進(jìn)。

3、安裝測量架

頂管時(shí)要求經(jīng)常校測涵管頂進(jìn)的高程和方向，所以，工作坑內(nèi)要架設(shè)安放測量儀器的測量架，深埋于地基中。

4、施工機(jī)具的準(zhǔn)備

施工中用到的主要施工機(jī)具有：挖掘機(jī)、油壓千斤頂、測量儀器（水準(zhǔn)儀、全站儀和水平尺）、鋼板、方形小鋼板（用以填塞空隙）等，另外還需解決照明、通風(fēng)和排水等問題。

5、施工前材料控制

頂管施工中要用到大量的水泥，因此從原料進(jìn)場開始保證水泥的質(zhì)量就十分重要了，通常依據(jù)相關(guān)要求和甲供材料情況，注漿采用?42.5?袋裝水泥。注漿用水應(yīng)符合混凝土拌和用水的要求。經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)，可在水泥漿液中摻入質(zhì)量符合注漿要求的砂、粘性土、粉煤灰等摻合料，其摻入量通過試驗(yàn)確定。外加劑需經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)，可在水泥漿液中摻入質(zhì)量符合注漿要求的速凝劑、減水劑、穩(wěn)定劑等外加劑，其摻入量通過試驗(yàn)確定。

（二）施工工藝

1、涵管就位

制作好的涵管管經(jīng)檢測合格后，運(yùn)至工作井附近，將管段推至工作坑導(dǎo)軌上就位，頂進(jìn)一節(jié)后，再吊裝另一節(jié)，循環(huán)作業(yè)。

1. 頂進(jìn)

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

1. 挖棄土

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

4、測量

人工挖土至管端后，應(yīng)測量管端中心線位置和管底高程。在測量架上安置全站儀，測量鋼管頂進(jìn)偏斜的誤差，然后測量管端底部高程與設(shè)計(jì)高程差，當(dāng)偏斜誤差大于15?mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行糾正。

1. 再頂進(jìn)

消除誤差后繼續(xù)向前頂進(jìn)，直至鋼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(duì)齊位置后繼續(xù)頂進(jìn)，直至全部管段頂完。

（三）注意事項(xiàng)

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

2、頂管施工時(shí)，由于千斤頂加力不均勻、力點(diǎn)偏移，使頂進(jìn)的涵管中心線與設(shè)計(jì)涵管中心線不可能完全一致，因此，及時(shí)消除偏斜誤差是頂管施工技術(shù)的一項(xiàng)重要工序。

3、涵管頂進(jìn)過程中，應(yīng)隨時(shí)觀察后座有無變形、位移、裂縫等，發(fā)現(xiàn)不妥要及時(shí)處理，確保安全。

4、頂進(jìn)、安放管段和其他施工機(jī)具時(shí)，要避免碰撞測量座架，以免測量不準(zhǔn)。

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

（四）頂管施工中的幾個(gè)環(huán)節(jié)控制

1、測量工作

測量工作是保證頂管施工順利進(jìn)行和工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。頂進(jìn)前的設(shè)備安裝，頂進(jìn)中工具管的方向、高程控制、頂進(jìn)后復(fù)測均離不開測量，測量工作重點(diǎn)要做好以下兩點(diǎn)：

（1）根據(jù)給定的坐標(biāo)，按照建筑總平面圖要求布設(shè)測量控制網(wǎng)，控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動(dòng)、視線清楚、方便校核、易于保護(hù)處，以利頂管頂進(jìn)按設(shè)計(jì)的軸線進(jìn)行。

（2）要認(rèn)真貫徹測量復(fù)核制度，測量復(fù)核工作要貫穿于工程全過程。工程開工前要對(duì)定位軸線、高程水準(zhǔn)基點(diǎn)等檢查復(fù)核，在施工過程中要對(duì)工程的軸線、標(biāo)高、垂直度進(jìn)行檢查復(fù)核，要做到頂進(jìn)時(shí)管道不偏移、管節(jié)不錯(cuò)口、管節(jié)坡度不得有倒落水。

2、洞口止水的處理

頂管工程中，為了使管子能順利進(jìn)、出工作井及接收井洞口，井的預(yù)留洞口要比管節(jié)外徑略大些，頂進(jìn)時(shí)此間隙要采取有效措施進(jìn)行止水封閉。

3、注漿控制

（1）管道的頂進(jìn)要最大限度地降低頂進(jìn)阻力，而降低頂進(jìn)阻力最有效的辦法是進(jìn)行注漿，往漿使管道外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進(jìn)時(shí)的摩阻力。工具管的外徑比管子外徑的尺寸稍大一點(diǎn)，一般在2～5cm，以降低管外壁摩阻力。

（2）觸變泥漿的配制，觸變泥漿首先要抓好配合比，觸變泥漿是由膨潤土、水和摻和劑按一定比例配制，其中膨潤土是主要成分，水占大部分，而摻和劑對(duì)觸變泥漿性能的影響極大，其含量雖小卻不容忽視。

三、頂管法與直接開挖比較

開挖重建施工方法，根據(jù)現(xiàn)狀的鉆探資料發(fā)現(xiàn)，5米深的涵管，地質(zhì)為粘土。

采用直接存在的問題：（1）對(duì)道路的地基的擾動(dòng)較大。道路地基土體基本處于固結(jié)穩(wěn)定狀態(tài);（2）開挖斷面大，土方工作量大。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，涵管放坡為1：0.67，也就是整個(gè)開挖面需要底部寬1.8米，上部分需要8.5米的操作面。開挖回填的土方量也越大，增加了工程造價(jià);（3）施工季節(jié)性強(qiáng)。施工過程中若遇雨天則不能施工，影響施工進(jìn)度。（4）現(xiàn)場條件不允許?，F(xiàn)場可以使用的工作面僅為道路的4米寬，與開挖的8.5米相差甚遠(yuǎn)。

頂管法采用機(jī)械化施工，不需破壩，工藝簡單，施工方便，基本不受雨季的制約，施工速度快，效果好，對(duì)原地基基本不產(chǎn)生整體擾動(dòng)，對(duì)周圍建筑物不產(chǎn)生破壞。

結(jié)語

綜上，作為一種具有較多應(yīng)用優(yōu)勢的管道施工技術(shù)，頂管施工技術(shù)在未來的水利建設(shè)工程中必然還會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用空間。而在實(shí)際的工程實(shí)踐中，我們還必須要結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)，做好施工前的準(zhǔn)備工作，采取成熟的工藝，在保證基本的生活和生產(chǎn)正常的情況下，兼顧其社會(huì)、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，確保我國的水利工程建設(shè)可以長足穩(wěn)定的發(fā)展和施工。

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