淺談頂管施工在輸水工程中的環(huán)保節(jié)能與應(yīng)用

金 奇

（云南省楚雄市水務(wù)局中石壩水庫(kù)管理處 云南楚雄 675000）

1 頂管施工技術(shù)在引水工程建設(shè)中的應(yīng)用及其特點(diǎn)

2009年4月，云南省楚雄市開(kāi)始建設(shè)自青山嘴大（二）型水庫(kù)至楚雄城區(qū)彝海公園的景觀(guān)用水引水工程——青山嘴輸水干渠工程。工程項(xiàng)目共分14個(gè)標(biāo)段，計(jì)劃工期1年。隨著工程的推進(jìn)，大部分標(biāo)段工程均按計(jì)劃工期完成施工任務(wù)。但是，施工地段位于楚雄州職教園區(qū)外，22號(hào)城區(qū)道路沿線(xiàn)的12標(biāo)段，原設(shè)計(jì)為暗渠方案。卻因地質(zhì)條件復(fù)雜，高邊坡開(kāi)挖渠槽，地下水位偏高，泥巖、軟基和流沙層地質(zhì)并存等情況，導(dǎo)致?lián)p毀楚雄州職教園區(qū)部分柏油路面、排水管網(wǎng)。加之在第12標(biāo)施工段尾段仍有340m暗渠須穿過(guò)職教園區(qū)建筑物邊緣，且現(xiàn)有地形已無(wú)法滿(mǎn)足剖面開(kāi)挖溝槽深度達(dá)6m要求。經(jīng)地質(zhì)勘查，均為淤泥軟基情況。為此，導(dǎo)致該標(biāo)段無(wú)法按照施工合同工期完工。后經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及施工各方人員現(xiàn)場(chǎng)勘查論證，決定順延工期，并變更設(shè)計(jì)方案，采用非開(kāi)挖技術(shù)鋪管輸水代替原設(shè)計(jì)暗渠輸水方案。通過(guò)多方考察論證，首次引進(jìn)頂管施工技術(shù)完成非開(kāi)挖鋪管工程。通過(guò)施工方的精心組織和準(zhǔn)備，嚴(yán)格按照機(jī)械頂管施工要求，歷時(shí)90天，順利完成工Φ1600mm預(yù)應(yīng)力混泥土暗管鋪設(shè)工程建設(shè)任務(wù)，并達(dá)到整個(gè)青山嘴輸水干渠工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)輸水能力要求，圓滿(mǎn)保護(hù)管道上方及周邊建筑物，排水管網(wǎng)安全，節(jié)約了工程投資等預(yù)期目標(biāo)。現(xiàn)就頂管施工輸水工程中的環(huán)保節(jié)能與應(yīng)用探討如下：

1.1 頂管的技術(shù)特點(diǎn)

1.1.1 頂管施工技術(shù)是有效利用地下空間的一種鋪管技術(shù)，可以穿過(guò)建筑物、河流、公路，在有效施工的同時(shí)又對(duì)環(huán)境進(jìn)行了相應(yīng)的保護(hù)。

1.1.2 由于頂管技術(shù)不會(huì)破壞表層地面，因此對(duì)管道保護(hù)性能較強(qiáng)，除了管道不易變形之外，還會(huì)在一定程度上延長(zhǎng)管道的使用時(shí)間。

1.1.3 頂管技術(shù)由于地下施工，不破壞原有建筑，因此會(huì)節(jié)省很大一部分建筑拆遷費(fèi)用，順利完成施工的同時(shí)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1.1.4 頂管施工技術(shù)日益發(fā)展，使用范圍不斷拓寬。針對(duì)中小型管道的鋪設(shè)，實(shí)用性很強(qiáng)，相比較于其他鋪設(shè)方式，有著很強(qiáng)的優(yōu)越性。

1.2 頂管施工應(yīng)注意的問(wèn)題

1.2.1 工程水文地質(zhì)條件

頂管施工路線(xiàn)的地址條件有所不同，因此在工程開(kāi)始前要對(duì)施工途徑的地址水文條件進(jìn)行詳細(xì)的考察，另外為避免施工地點(diǎn)發(fā)生下沉現(xiàn)象，必須對(duì)于回填土地段進(jìn)行相應(yīng)加固。

1.2.2 有毒氣體的檢測(cè)與防護(hù)

施工地點(diǎn)由于長(zhǎng)期腐化、污染物等因素，常會(huì)在地層內(nèi)部形成有毒氣體危害施工人員人身安全，因此施工過(guò)程中，要有效利用毒氣檢測(cè)工具，對(duì)施工地點(diǎn)環(huán)境進(jìn)行安全檢測(cè)。

1.2.3 超前探查地下管線(xiàn)

在頂管施工之前又有效探測(cè)施工地點(diǎn)是否有已經(jīng)鋪設(shè)的其他管道，例如電力、煤氣、排水等，以有效避免因目前施工而影響市民其他方面的生活質(zhì)量。

1.2.4 穿越建筑時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的探查

頂管在建筑物基礎(chǔ)下施工時(shí)，需要明確施工路線(xiàn)上所遇到的基礎(chǔ)類(lèi)型，對(duì)于部分基礎(chǔ)頂管頂進(jìn)前可采取托換、加固措施。

1.2.5 頂進(jìn)計(jì)算

頂進(jìn)計(jì)算首先要對(duì)頂進(jìn)推力進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，并且根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)選擇合適的油缸類(lèi)型并且確定中間部署。其次，要對(duì)工作井進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以最大頂力作為參考，對(duì)工作井進(jìn)行加固處理。

1.2.6 頂管洞口止水和加固問(wèn)題

1.2.6.1 洞口止水圈的設(shè)計(jì)

云南省楚雄市青山嘴水水干渠頂管工程管道埋深大、土層的滲透系數(shù)大，因此管道在頂進(jìn)時(shí)密封必須可靠。在洞口密封設(shè)計(jì)中，采用主橡膠圈密封加可充氣應(yīng)急密封圈的雙層密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：頂管過(guò)程中充氣密封圈是不工作的，如果主橡膠密封圈因摩擦損壞導(dǎo)致密封失效，地下水涌入井內(nèi)的危急情況下，可利用打氣泵給充氣應(yīng)急密封圈充氣，及時(shí)控制漏水，在安全狀態(tài)下處理或更換新密封圈。

洞口密封裝置由于進(jìn)洞是短時(shí)間、一次性的工作，故不必使用充氣密封圈，其它應(yīng)與出洞口密封裝置相同。

1.2.6.2 洞口土體加固措施

此項(xiàng)工程進(jìn)、出洞口地層為粘土，根據(jù)設(shè)計(jì)要求。該地層適宜采用壓密注漿法加固土體。應(yīng)對(duì)洞口的土體進(jìn)行加固，使土體的單軸抗壓強(qiáng)度在1MPa～1.5MPa范圍內(nèi)。

2 環(huán)境保護(hù)措施

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)的袋裝水泥存放在指定地點(diǎn)，對(duì)相應(yīng)的施工設(shè)施進(jìn)行封閉式保護(hù)，避免外界因素的破壞。

2.2 對(duì)施工過(guò)程中產(chǎn)生的污染物進(jìn)行回收、分類(lèi)處理，有效避免對(duì)環(huán)境造成污染。

2.3 防止水資源破壞措施

2.3.1 嚴(yán)禁有毒污染廢氣物就地掩埋。

2.3.2 對(duì)施工產(chǎn)生的廢氣油料進(jìn)行回收處理，在施工地加設(shè)防滲漏措施，避免地下水受到污染。

2.4 施工噪聲污染控制措施

在夜間到清晨必須強(qiáng)制性停止強(qiáng)噪聲昨夜，若經(jīng)確定必須夜間進(jìn)行施工的噪聲作業(yè)必須經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)的批準(zhǔn)，并應(yīng)盡量減少作業(yè)時(shí)間和采取有效的降低噪音措施。不影響居民、車(chē)輛的進(jìn)出通行。

綜上所述，頂管工藝施工鋪管，不論是在引水工程中，發(fā)揮了節(jié)約投資，安全可靠，保護(hù)環(huán)境的一種新技術(shù)。也是城市供排水、通訊、電力等管路鋪設(shè)施工當(dāng)中形成必然推行應(yīng)用的一種施工新工藝的趨勢(shì)。

[1]齊濤,張慶賀,胡向東,范新健.一種盾構(gòu)掘進(jìn)引起地表沉降的實(shí)用預(yù)測(cè)方法[J].巖土力學(xué),2010(04).

[2]廖少明,余炎,彭芳樂(lè).盾構(gòu)近距離穿越相鄰隧道施工的數(shù)值解析[J].巖土力學(xué),2004(S2).