頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究

張正

摘要：隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模逐年增加，而頂管掘進(jìn)施工作為在水利工程建設(shè)中的常用施工技術(shù)，其所具有的先進(jìn)性特點(diǎn)較為突出，不用進(jìn)行大面積開挖便可完成對(duì)水利工程地下管道的鋪設(shè)，保障周邊環(huán)境不會(huì)遭到破壞。近年來頂管掘進(jìn)施工技術(shù)也得到一定發(fā)展完善，其在水利工程中的應(yīng)用效率和應(yīng)用效果也得到全面提升。

關(guān)鍵詞：頂管掘進(jìn)技術(shù);水利工程;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）01-0075-02

0引言

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，在實(shí)際實(shí)踐期間必須根據(jù)具體信息對(duì)其各施工環(huán)節(jié)專業(yè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)做好實(shí)時(shí)把控，才能確保頂管掘進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量完全達(dá)到預(yù)期要求。與此同時(shí)隨著時(shí)代發(fā)展，必須做好對(duì)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)的實(shí)時(shí)改進(jìn)和完善，確保其能夠滿足現(xiàn)代水利工程施工要求。

1在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值

1.1有效降低水利工程投資成本

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在能夠有效降低水利工程投資成本上，結(jié)合實(shí)際來看在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，雖然從表面上看其施工費(fèi)用往往較之傳統(tǒng)地面明開挖要高出很多，但綜合考慮地面明開挖的各種附加費(fèi)用。比如：道路維修、其他管道線路遷移等費(fèi)用，頂管掘進(jìn)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用實(shí)際上最大限度的縮減了整個(gè)水利工程建設(shè)投資成本，對(duì)我國(guó)水利工程行業(yè)整體建設(shè)發(fā)展意義重大。

1.2不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用不會(huì)對(duì)區(qū)域周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞，從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)來看，傳統(tǒng)水利工程建設(shè)施工基本是通過地面明開挖來完成，此期間所帶來的對(duì)區(qū)域交通阻斷、房屋拆遷等問題較為明顯，所產(chǎn)生建筑垃圾會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成極為負(fù)面的影響。但頂管掘進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用能夠避免此類問題的發(fā)生，不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞，確保水利工程形成可持續(xù)施工發(fā)展模式。

2頂管掘進(jìn)施工技術(shù)工藝內(nèi)容

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)工藝包含了工作坑和接收坑、洞口止水圈、掘進(jìn)機(jī)、主頂裝置、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、后座墻分項(xiàng)施工。其中工作坑主要是對(duì)頂進(jìn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)安放的場(chǎng)地，也是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)區(qū)域，此期間工作坑也可看做是承受主頂油缸推理反作用力的構(gòu)筑物，而接收坑則主要是接收相應(yīng)掘進(jìn)機(jī)的場(chǎng)所，管道在此期間會(huì)從工作坑內(nèi)做節(jié)節(jié)推進(jìn)，到達(dá)接收坑時(shí)將掘進(jìn)機(jī)做吊起設(shè)置，把第一節(jié)管道做推出設(shè)置以完成頂管掘進(jìn)施工。

而洞口止水圈則是以安裝在工作坑以及接收坑洞口來體現(xiàn)，其是確保頂管掘進(jìn)工程施工穩(wěn)定性和流暢性的前提;注重掘進(jìn)機(jī)作為頂管掘進(jìn)施工主要機(jī)械設(shè)備，其必須安放在所頂管道最前端，做好對(duì)其機(jī)器形式、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、參數(shù)等方面的全面檢查，明確掘進(jìn)機(jī)是保障取土以及管道頂進(jìn)方向正確性的關(guān)鍵[1]。

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)工藝中的主頂裝置則主要是由主頂油缸、主頂油泵、油管、操作臺(tái)等組成，其操作步驟及流程的規(guī)范合理性也是頂管掘進(jìn)施工技術(shù)質(zhì)量能夠得以保障的前提;而頂鐵則主要是將主頂缸推力做所頂管端面的均勻分布，以達(dá)到彌補(bǔ)主頂油缸行程以及管節(jié)長(zhǎng)度不足的目的。

基坑導(dǎo)軌則是使推進(jìn)管在工作井中導(dǎo)向穩(wěn)定性能夠得到有效體現(xiàn)，同時(shí)其也可以為頂鐵工作提供托架;而后座墻施工環(huán)節(jié)則是將主頂油缸推力的反力傳遞至工作后部土體中去的墻體，這個(gè)過程中在后座墻與主頂油缸間會(huì)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件增墊，確保油缸反力可以均勻傳遞至后座墻上，以此使頂管掘進(jìn)施工技術(shù)質(zhì)量能夠完全達(dá)到預(yù)期要求。

3在水利工程中的應(yīng)用改進(jìn)及前景

3.1改進(jìn)特點(diǎn)及原理

結(jié)合上文對(duì)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值以及自身工藝特點(diǎn)分析，可以看出其所涉及專業(yè)性知識(shí)較多。而隨著近年來時(shí)代發(fā)展，水利工程施工規(guī)模以及品質(zhì)功能的提升，使得頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)要求也得到相應(yīng)提升，傳統(tǒng)的頂管掘進(jìn)施工技術(shù)無(wú)法達(dá)到大口徑頂管施工標(biāo)準(zhǔn)，因此其應(yīng)用也無(wú)法滿足當(dāng)前大規(guī)模水利工程施工要求，所以對(duì)其技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行實(shí)時(shí)改進(jìn)便顯得極為必要。

這個(gè)過程中主要根據(jù)巖性土質(zhì)特性，來將銑挖機(jī)工作原理融合應(yīng)用至頂管巖性土質(zhì)頂管施工中，此技術(shù)將很好的解決大口徑管道穿越巖性土層施工難題;使頂管施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)不同的地質(zhì)情況，施工條件和設(shè)計(jì)要求，選用與之相適應(yīng)的非開挖管道埋設(shè)的施工方式。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，一直以來頂管施工最突出的特點(diǎn)即適應(yīng)性問題，施工方法直接決定頂管工程的質(zhì)量、成本、進(jìn)度。

但目前市場(chǎng)上較為常用形式主要是以手掘式頂管和泥水平衡式頂管來體現(xiàn)，這種方式目前還無(wú)法滿足大口徑頂管施工，我國(guó)也無(wú)適用于中強(qiáng)度大口徑管道穿越巖性土質(zhì)的掘進(jìn)設(shè)備。而寧夏水利水電工程局在近幾年承建寧東供水工程施工中，因管道斷面多為巖性土質(zhì)，管道穿越園區(qū)道路多采用大開挖或人工掘進(jìn)方式。

此期間在開工前針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)取土樣分析，按照巖性土樣特性及巖性強(qiáng)度論證該設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足破碎要求。將自制的銑頭與U15型挖掘機(jī)進(jìn)行連接，進(jìn)入管道內(nèi)部按規(guī)范要求進(jìn)行頂管作業(yè)面土方銑切，銑切下來土方人工清運(yùn)至棄土場(chǎng)，清理出一定作業(yè)面后將管道頂進(jìn)，由此循環(huán)作業(yè)完成頂管施工任務(wù)[2]。

3.2對(duì)比傳統(tǒng)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯

對(duì)比傳統(tǒng)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)其在當(dāng)前我國(guó)水利工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，以往傳統(tǒng)頂管掘進(jìn)施工只適用于土質(zhì)較松軟土層，遇巖性土質(zhì)一般采用風(fēng)鎬、電鎬等小型工機(jī)具，施工效率低，用工量大，不安全風(fēng)險(xiǎn)增加;同時(shí)泥水平衡頂管方式作為在不允許爆破環(huán)境下針對(duì)巖性土質(zhì)常用的掘進(jìn)方式，該方法需要較大的循環(huán)水池和砼工作井，前期準(zhǔn)備工作周期長(zhǎng)，施工成本高，目前，市場(chǎng)泥水平衡式頂管最大能夠頂進(jìn)DN1500mm管道，無(wú)法滿足大規(guī)模供水工程大口徑管道供水要求;而將銑挖機(jī)工作原理融合應(yīng)用至頂管巖性土質(zhì)頂管施工，則不必?fù)?dān)心上述問題，其自制變速箱配液壓泵后組成銑挖設(shè)備與小型挖掘機(jī)改裝進(jìn)入管道內(nèi)部作業(yè)的新型銑挖設(shè)備，該設(shè)備操作簡(jiǎn)單，工作效率較高，利于U15型挖掘機(jī)液壓及動(dòng)力系統(tǒng)，減少發(fā)電等輔助設(shè)備投入，保障工程施工質(zhì)量同時(shí)，最大限度降低了施工成本。

3.3應(yīng)用前景廣闊

將目前市場(chǎng)各種機(jī)械設(shè)備原理進(jìn)行拼裝，拼裝出此類新型頂管掘進(jìn)設(shè)備，現(xiàn)已初步試驗(yàn)成功，改裝后的機(jī)械設(shè)備將滿足大口徑管道穿越巖性土層的各項(xiàng)技術(shù)要求，該設(shè)備投入使用后將改變傳統(tǒng)的頂管掘進(jìn)方式，為今后類似工程積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，因此其整體應(yīng)用前景極為廣闊。

4結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究，可以看出在實(shí)踐期間注重其技術(shù)工藝與時(shí)代發(fā)展要求的同步統(tǒng)一性，實(shí)時(shí)的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善，對(duì)我國(guó)水利工程建設(shè)發(fā)展意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1]石振軍.頂管施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，15（8）：40，42.

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[2]程穎，周鈺林.頂管技術(shù)在斷頭浜打通工程中的應(yīng)用與分析[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013（4）：103-105