頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

王寧

(甘肅省水利水電建筑安裝工程有限責任公司，甘肅 蘭州 730000)

在新時代背景下，國民的生活質(zhì)量不斷提升，對于生態(tài)環(huán)境保護的重視程度也隨之提升。為響應(yīng)國家生態(tài)環(huán)境政策，減少大面積土方明挖對生態(tài)植被和基本農(nóng)田破壞，由此需要相關(guān)部門使用頂管方案，進而來確保水利水電工程能夠正常應(yīng)用。為了避免類似的情況出現(xiàn)，和施工單位在進行工程施工的過程中，需要對施工現(xiàn)場信息進行收集，并選用較為先進的管理手段，加強頂管施工技術(shù)的模式調(diào)整與應(yīng)用，以此來確保整個水利水電工程施工質(zhì)量能夠得到有效提升，在環(huán)保性方面也能夠得到有效保障，這對于實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言也有著極為重要的促進作用。

1 工程概況

本工程處在大通縣城關(guān)鎮(zhèn)好來村的左河?xùn)|河段，管道段為16＃支線5+715.78到6+257.11，河床的左岸地勢比較陡，坡度在30～35°之間。當?shù)亓謽I(yè)部門已經(jīng)完成了樹木的栽種，使得村民基本農(nóng)田不能重建，開挖斜坡后，坡面高達20～25 m，且好來溝內(nèi)部的村民房屋位于管道下方，存在安全隱患。為了滿足我國的生態(tài)環(huán)境保護方針，降低對生態(tài)環(huán)境的影響，保障工程的安全性。根據(jù)發(fā)包人、設(shè)計、地質(zhì)、監(jiān)理、承包人的現(xiàn)場勘察，確定該段采用DN1000型預(yù)應(yīng)力鋼筋圈型3＃管頂管的施工方法，該工程的頂管共分5+715.78到5+958.38長242.6 m；2＃頂管樁編號5+964.6到6+133.1長168.5 m。對原有19＃檢查井和分水井進行了重新定位，并將20號分水井拆除。頂部和倒虹吸式入口的接頭成尖角，需要增加2個鋼彎和橋墩。

2 頂管工程的技術(shù)特點

在傳統(tǒng)的工程施工技術(shù)中，往往會涉及開挖技術(shù)的應(yīng)用，通過大面積開挖土方的方式來達到相應(yīng)的施工目的，進而來滿足后續(xù)的工程建設(shè)需要，但是在這一過程中便會出現(xiàn)不同程度的問題，比如說灰塵污染嚴重，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，自然平衡被打破，水資源污染現(xiàn)象明顯，國民的生活質(zhì)量無法得到有效保障，同時也違背了我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目的，進而導(dǎo)致施工大內(nèi)自身的經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展受到較為不利的影響。相比之下，頂管工程技術(shù)本身在技術(shù)特性上屬于非開挖技術(shù)，其本身對于土壤的破壞程度較小，詳細特點如下所示。

1）頂管施工有著極高的普及性，作為頂管工程的常用手段，該技術(shù)能夠在不破壞地面，不開展任何開挖的前提下進行工程施工，無論是公路、鐵路、河流乃至城市地下區(qū)域都能夠完成相應(yīng)的工作，安全性較高的同時，還能夠避免對環(huán)境產(chǎn)生較為不利的影響與破壞。

2）由于頂管施工技術(shù)本身并不會涉及地面的開挖工作，因而不會對管道結(jié)構(gòu)的上層區(qū)域產(chǎn)生任何程度的影響，對于管道自身而言，也不會發(fā)生較為嚴重的變形情況，使得管道的使用壽命大幅度提升，性能質(zhì)量也能夠得到有效保障。

3）頂管施工技術(shù)本身有著極高的經(jīng)濟性，在傳統(tǒng)的開外技術(shù)手段中，一般都需要施工單位提供相應(yīng)的拆遷費用，以此來完成后續(xù)的施工內(nèi)容，而頂管施工技術(shù)由于其本身特性的影響，在使用長度上相對較短，同時也不會涉及房屋動遷與拆除的情況，能夠為施工單位節(jié)省大量的資金投入。

4）相較于傳統(tǒng)的施工模式，頂管施工技術(shù)不但能夠滿足管線鋪設(shè)的各方面需求，同時在靈活性程度上也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的保障，同時，作為頂管施工技術(shù)中的一種，還能夠利用頂管施工技術(shù)來完成管棚的搭建工作，為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

3 頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

新世紀以來，人民的生存水平越來越高，人們越來越注重環(huán)保。為了滿足我國的環(huán)保要求，為了降低大范圍的土方開挖對生態(tài)和耕地的損害，必須采用相應(yīng)的管理措施，以保證水利工程的順利運行。同時，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，建設(shè)部門在開展項目建設(shè)時，必須要搜集相關(guān)的資料，采用比較成熟的技術(shù)，強化技術(shù)的運用，從而保證整個項目的施工品質(zhì)，同時也可以有效地保證項目的環(huán)境保護，這對于實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言也具有極為重要的促進作用。

3.1 施工準備

1）對工程進行前期工作，掌握工程設(shè)計圖，掌握工程地質(zhì)地貌，確定穿越現(xiàn)場有無光纜、電纜及地下掩體。若發(fā)現(xiàn)有地下掩體，須經(jīng)相關(guān)單位及相關(guān)人員確認，則利用手工挖掘?qū)㈦[蔽物顯露出來；若有，則征得相關(guān)單位及相關(guān)人員的許可后，予以防護。

2）配備工作。本專業(yè)的建筑團隊配置、人員配備，力爭做到專業(yè)水準、具有工程建設(shè)的豐富經(jīng)驗。要做到科學(xué)的分工和緊密的合作，才能進行有效的協(xié)調(diào)和控制。新來的員工都需要登記健康信息，并做好相應(yīng)的準備工作。

投入土方，混凝土，防護排水，管道頂進四個工作小組。土工隊伍的勞動力以機械操作手、司機和普通工人為主；混凝土工程工人以鋼筋工、焊工、混凝土工為主；防護排水工程隊伍投入的勞動力以電工、普工為主；管道頂進施工班組投入的勞動力以起重工、司機、機械操作手、專業(yè)技工、機械修理工為主。

3）機器的投資：嚴格按工程的實際工作量，配備各種機械和設(shè)備；確保機器的運行正常，并有完備的配套；合理安排場地，預(yù)先進行安裝和測試，在施工期間，盡量利用機器和設(shè)備，防止空閑和缺位，保證項目的正常進行；施工現(xiàn)場的機械和器材必須嚴格遵守施工進度，進場后嚴禁擅自撤離。

4）原料的制備：該項目所需的混凝土管、鋼筋、工字鋼等材料由材料制造商或有資質(zhì)的供應(yīng)商通過車輛運送到施工現(xiàn)場，地面材料（碎石、砂）等，由鄰近的料場進行，全部由車輛運輸?shù)浆F(xiàn)場堆料場進行堆存。

結(jié)合項目的具體特點和工期安排，結(jié)合現(xiàn)場條件，結(jié)合項目的資源供給和項目的需要，按照業(yè)主和監(jiān)理的要求進行物料的統(tǒng)一堆放，保證在施工期間地面材料的供給。

原料提供商的選定與決定，都是在原料進場之前進行品質(zhì)檢查，經(jīng)確認無誤后才能簽署供貨合約。

物料進入現(xiàn)場后，應(yīng)重新進行現(xiàn)場檢查，通過驗收后方可投入生產(chǎn)。所有物料的進入和分發(fā)都要經(jīng)過檢測和測量，并對物料進行嚴格的控制。

3.2 測量放線與開挖

按照所需的控制樁，用全站儀器標出穿過管道的中樁點，在施工帶的邊緣處鋪設(shè)白灰線，并在現(xiàn)場進行定位。將作業(yè)坑和接受坑的邊緣挖好，并灑上白色的線條。

頂管工作臺由一工作臺和一接收臺井組成，采用手工+機械法進行掘進。在地形平整處進行頂管施工，4m以下，采取分層施工，深0.5 m，在井下挖1個接受坑，深度大于設(shè)計的井下0.5 m。挖坑底部要平整，高度偏差不大于20mm。在這一過程中，工作人員需要加強對頂管工作坑允許偏差的管控，詳細情況如表1所示。

表1 頂管工作坑允許偏差表

3.3 吊裝

1）在所有的頂管裝置都已到位后，可以進行相應(yīng)的裝配工作，并將傳力板和傳力軸相連接。等到節(jié)套管與前墻緊密接觸，開挖至0.5m左右，進行首次開挖；2）在進行頂升前，應(yīng)對其與設(shè)計軸線的誤差進行校正，誤差不可大于3%，并對套管的頂部進行了檢測，確定其深度符合規(guī)范；3）井筒頂入工作遵循掘進、鉆入主液壓缸、取回主液壓缸、增加頂鐵、掘進等工序；4）在施工中遇到巖體時，應(yīng)使用風(fēng)鎬進行手工挖掘，禁止使用炸藥等易爆品；5）利用推車將開挖出來的土石從套管中搬運出來，再由挖掘機或小型吊車將土石搬運到工地上進行作業(yè)；6）根據(jù)上述的頂入步驟，將套管一次一次地推入，直至套管達到接受作業(yè)的位置，再將刀具切割管道移除，退出頂入裝置。

3.4 品質(zhì)保障

1）礦洞：嚴格遵守作業(yè)規(guī)范，嚴禁擅自更改作業(yè)方式。枕鐵或枕頭應(yīng)比鋼管外底高度低2cm，間隔要均勻，鋪設(shè)的縱坡度應(yīng)與管線的縱坡度保持一致。兩條軌道垂直，平行，高度等高，軌道固定可靠，垂直斜率與設(shè)計的管線傾斜。

2）環(huán)保與文明建設(shè)的對策：①嚴格遵守建設(shè)部“文明施工”的相關(guān)規(guī)定.建立健全文明施工的組織和管理制度；②要加強對安全、文明建設(shè)的宣傳和教育，增強對文明建設(shè)的認識；③在頂管處設(shè)置臨時圍護，使其整潔、美觀；④在施工場地內(nèi)，應(yīng)采取噴灑和防塵的方法，以保證路面無粉塵。土方運輸車輛不得裝載過重，并用篷布覆蓋在車頂。水泥、沙土、灰土等易飛物應(yīng)在倉庫中儲存或密封；運輸時應(yīng)采取相應(yīng)的措施；⑤建筑垃圾必須集中處理，不得隨意焚燒；⑥對人工施工噪聲采取了降低噪聲的措施和管理制度，并加強了對噪聲的控制，使噪聲降到最低；⑦施工場地和生活區(qū)應(yīng)保持整潔，并設(shè)有專人負責清潔、清潔。臨時食堂的設(shè)立須由衛(wèi)生局審核批準，建立有效的、可行的食品衛(wèi)生管理體系，并嚴格落實；⑧工地建立消防安全責任制，設(shè)置專職消防、保安干事，并進行培訓(xùn)；⑨在施工場地及居住區(qū)域應(yīng)配置有效的設(shè)備和設(shè)備，并應(yīng)將易燃物品集中堆放，并采取安全措施，并設(shè)立醒目的防火標識。要嚴格控制火源，電源和明火的使用；⑩做好成品、料具的安全保護，并在工地上進行巡防，防止被盜、破壞治安等

3）頂管施工措施：①在開展頂管施工作業(yè)的過程中，需要先將頂管進行固定處理，使其落于導(dǎo)軌之上，并由專業(yè)人員對頂管中線以及標高差進行相應(yīng)的測量，確保誤差數(shù)值能夠滿足相關(guān)標準，確保滿足設(shè)計要求后對整個鋼管高程加以檢查，確認無誤后再進行加接管處理；②為了均勻地承受背部的壓力，在頂管裝置和背板之間可以增加一塊鋼板；為了使頂管的受力均勻，在頂管設(shè)備和頂管之間增加一個承力板；為了確保頂管的前進方向，千斤應(yīng)該按照頂管的中心軸對稱排列；③在對頂管進行頂進的過程中，施工單位應(yīng)當先要一人工手段為基礎(chǔ)，對整個頂管前端開展挖土處理，并在同一時間完成管壁的拆除作業(yè)，避免泥土堵塞對后續(xù)工程內(nèi)容產(chǎn)生較為不利的影響；④在頂管作業(yè)中，安裝水平計，控制中心線，每進30～50 cm時，應(yīng)觀察頂管中心線、高程等，并根據(jù)施工放線時所設(shè)置的中心樁進行監(jiān)控，如有位移，應(yīng)采取相應(yīng)的措施加以調(diào)整。

4）緊急情況計劃：①道路沉陷：保證技術(shù)上和施工上都能防止路面塌陷，并控制沉降量。在頂管穿越路面上設(shè)間隔2 m的觀測站，按每小時的頂進位置進行觀測，如果出現(xiàn)3 cm以上的塌陷，則應(yīng)立即停止工作，查找原因，并進行調(diào)整，并采取相應(yīng)的措施。當沉降出現(xiàn)得到控制后，按照調(diào)整計劃進行。當塌陷出現(xiàn)無法控制時，立即停止頂管，立即進行灌漿，以保證路面的穩(wěn)定性。同時，還請有關(guān)專家對施工方案進行調(diào)整，以保證路面的安全；②道路坍塌：首先要保證在技術(shù)和建設(shè)方面防止道路坍塌有，并采取下列緊急措施：在發(fā)生塌方時，確定緊急道路的臨時路徑，并將其用作緊急交通通道；協(xié)調(diào)交警，組織交通分流，確保在正饒線封閉時，緊急通道不能通過；選擇指定的單位作為緊急搶險單位，確保道路坍塌后立即進行路面修復(fù)，以確保正饒線盡快開通。③火災(zāi)爆炸事故和人員窒息應(yīng)急程序應(yīng)遵守的基本原則：一旦發(fā)生突發(fā)事件，一旦有人被發(fā)現(xiàn)，就應(yīng)該馬上打電話給警察。本方案一經(jīng)實施，有關(guān)人員必須把處理突發(fā)事件作為第一要務(wù)，不得推諉拖延。各部門、各單位必須服從指揮，協(xié)調(diào)配合，配合工作。對失職或者失職，導(dǎo)致嚴重后果的，要追究相關(guān)人員的責任。在接到報警后，工程人員應(yīng)當按照預(yù)先擬定的緊急預(yù)案，迅速組織搶險救災(zāi)；如果情況緊急，無法控制和處置，應(yīng)及時通知專業(yè)人員，并與救援人員保持緊密合作。清理事故發(fā)生地點，確保搜救工作的順利進行，疏散群眾到安全區(qū)域。在緊急醫(yī)療過程中，遇到危及生命的狀況時，首先要保證自身的安全，然后迅速組織人員撤離危險區(qū)，然后進行緊急搶救。切斷電源和可燃氣體（液體）的運輸，以避免事態(tài)進一步惡化。保安主管是應(yīng)急聯(lián)絡(luò)人，處理突發(fā)事件。在緊急事件處理完畢后，由安全主管負責填寫記錄，并組織有關(guān)人員研究預(yù)防意外事件的措施。

4 過路頂管施工技術(shù)保障措施

4.1 確定安全生產(chǎn)目標

為了確保頂管送工作能夠順利開展，施工單位在進行工程施工與管理的過程中，應(yīng)當依照實際情況進行內(nèi)容調(diào)整，明確施工技術(shù)處理要求，并以此為基礎(chǔ)進行安全生產(chǎn)目標控制工作，確保整個技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量能夠滿足預(yù)期標準，并為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在這一過程中，施工單位需要明確安全生產(chǎn)的重要性，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行安全防控工作，通過合理的手段實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標的確定，杜絕發(fā)生類似重大傷亡的情況發(fā)生，確保施工進程不會受到影響，施工單位自身的經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的保障。

4.2 完善組織建設(shè)

有關(guān)施工組織的管理是頂管施工中不可或缺的重要內(nèi)容，并與人們的日常生活有著緊密的聯(lián)系。在這一過程中，施工單位需要依照水利水電工程的施工需求進行相應(yīng)的調(diào)整，明確施工建設(shè)目標，并以此為基礎(chǔ)開展科學(xué)協(xié)調(diào)處理，這樣不但能夠?qū)崿F(xiàn)對施工組織的保障工作，同時還能夠為后續(xù)開展施工技術(shù)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。比如說，施工單位在開展組織建設(shè)的過程中，可以依照施工要求，針對各部分施工人員所要承擔的職責與義務(wù)，開展相應(yīng)的科學(xué)劃分，使得每個人都能夠按照自身職責進行工程施工管理工作，這樣不但能夠有效降低工程施工管理中的不安全因素概率，同時還能夠起到提升工程施工管理水平的作用，對于施工單位自身的經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展有著極為重要的作用。

5 結(jié)語

綜上所述，水利水電工程是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要保障，相較于傳統(tǒng)的管道施工手段，頂管技術(shù)具有更強的經(jīng)濟性與環(huán)保保護特性，能夠有效降低外界因素的干擾，提高施工效率，降低風(fēng)險阻礙，確保生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不受影響，人員的生命健康安全也能夠因此得到有效保障，對整個工程質(zhì)量發(fā)展也會奠定良好的基礎(chǔ)，且滿足施工單位的經(jīng)濟建設(shè)需要。