垂直頂升法在水利工程中的施工應(yīng)用

譚婷婷

摘 要：水利工程是我國工業(yè)發(fā)展中的中重點之一。為確保我國水利工程的工業(yè)的總體發(fā)展水平，水利工程在施工過程中的質(zhì)量和技術(shù)必須得到全面的保障。垂直頂升法是水利工程施工中的常用方法之一，由于其施工所需周期較短，對環(huán)境的污染較小等特點，受到了多數(shù)施工團隊的青睞。而對這項技術(shù)的科學(xué)和準確應(yīng)用，也可以保證工程的完成質(zhì)量，進而促進水利工程的整體完成水平，也能夠在為工程的施工團隊帶來良好的經(jīng)濟效益的同時更好的服務(wù)社會。

關(guān)鍵詞：水利工程；垂直頂升法；施工應(yīng)用

垂直頂升法，主要通過在已經(jīng)建筑完成的管道內(nèi)，運用液壓頂升的相關(guān)器材，使豎直的管道穿過施工土層的一項施工技術(shù)。在水利工程的管道出口施工過程中，運用這項技術(shù)，可以減少由于水浪的作用對施工造成的不良影響，并且能夠有效縮小工程所需的經(jīng)費，施工效率非常高。本文將結(jié)合具體工作經(jīng)驗，對垂直頂生法在水力工程施工過程中的具體應(yīng)用進行簡要說明，希望能為我國水利工程的發(fā)展做出貢獻。

1 案例工程概述

本文所舉出的案例中的水利工程，其施工地點位于某一線城市的市中心地區(qū)。該工程的取水量大約為每秒鐘26立方米。工程中共有4臺機組，工程的總體裝機容量約為4480lw。這項工程的規(guī)模為國家標準定義中的中型水利工程規(guī)模。工程的主要組成成分包括泵站、輸水管道和工程中包括的建筑物等，其中，工程的輸水管道主要包括以下幾種。第一，管道的主要材料為鋼筋混凝土，總長約為486米，管徑約為350厘米。第二，管道材質(zhì)為鋼材，總長約為106米，管徑340厘米。以及6根出水段管道，其主要材質(zhì)為鋼材的豎直管。根據(jù)工程的實際情況要求豎直管的長度要達到140厘米，壁厚要達到2厘米。對于水利工程來說，豎直的出口段能夠保障城市水循環(huán)系統(tǒng)的正常運行和工作，也可以保障管內(nèi)水循環(huán)系統(tǒng)中的水的質(zhì)量，減少管道對水資源的不良影響。案例工程在具體施工過程中，選擇應(yīng)用豎直鋼管的垂直頂升發(fā)施工，這將有效地提高人們的生活質(zhì)量，帶來良好的社會效益。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)設(shè)計勘察資料，豎直鋼管施工區(qū)域地層自上而下分別為：素填土層、黏質(zhì)粉土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層、含礫粉質(zhì)黏土層、砂礫石層。豎直鋼管布置區(qū)段位于砂礫石層之上，穿越土層以含礫砂粉質(zhì)黏土層為主，工程地質(zhì)條件相對較好，但比較容易產(chǎn)生流沙。場區(qū)淺層存在地下水，屬孔隙潛水，其地下水位受大氣降水和地表徑流補給影響，水位年變幅度小。

3 施工工藝流程

單根豎直鋼管垂直頂升法施工的工藝流程為：豎直鋼管加固、頂升區(qū)水平鋼管及地基加固→頂升裝置就位→將第一節(jié)管節(jié)與頂蓋連接、在管節(jié)周圍設(shè)置止水裝置→頂升第一節(jié)→第一節(jié)到位后，固定管節(jié)，并設(shè)防回落措施→第二節(jié)及之后管節(jié)依次接入、依次頂升。當一根豎管的最后一個管節(jié)頂升結(jié)束后，將頂升裝置移到下一根豎管部位，進行下一根豎管的施工。全部豎管施工完成以后，拆除頂升裝置。

4 工程的施工工藝

施工工藝的全面與成熟，能保障工程整體的完成效率。為了使水利工程的使用能夠滿足人民的生活需要和社會正常運行的需要，施工團隊必須對施工工藝進行合理的完善。

4.1 鋼管加固

在豎管內(nèi)部設(shè)環(huán)肋板、縱肋板加固，肋板板厚2.4厘米、板高24厘米；環(huán)肋板，沿管縱向每隔40厘米設(shè)一道；縱肋板，斜30°布置，沿管環(huán)向共布置12道。頂升開口部分，采用環(huán)梁加固法，環(huán)梁高度35.8～65厘米，寬度18厘米，環(huán)梁主材為2厘米厚鋼板。

4.2 頂升區(qū)水平鋼管及地基加固

在頂升區(qū)下方的水平鋼管內(nèi)部設(shè)環(huán)肋板、縱肋板加固，肋板板厚2.4厘米，板高24厘米；環(huán)肋板，沿管縱向每隔1.07米設(shè)一道；縱肋板，斜30°布置，沿管環(huán)向共布置12道。

水平鋼管下方地基采用劈裂注漿加固，加固范圍角度為底部150°。注漿孔布置，沿縱向每5米設(shè)1排，每排沿環(huán)向均勻布孔3只，孔深3.5米。注漿漿液采用P·O32.5普通水泥配置，水灰比0.5∶1，水泥用量150kg/m3，漿液初凝時間1～2h，漿液注入率20%。注漿順序先下后上。注漿過程中采用水準儀監(jiān)測水平管道，以防注漿時管道上抬變形。

4.3 頂升裝置布置

頂升裝置主要有：頂力支座平臺，包括龍門撐、龍門撐底座、直頂架等，主材為槽鋼、鋼板，焊接而成；100t千斤頂，行程40厘米，配KE30油泵車帶動。

4.4 頂升裝置的應(yīng)力擴散設(shè)置

在水平鋼管的底部鋪設(shè)粗砂，在砂子上面放置底座擴散塊，將垂直頂升用的4個千斤頂放置于底座擴散塊上，使垂直頂升的反力均勻擴散。

4.5 頂升技術(shù)的使用

頂升技術(shù)是整個工程主要運用的技術(shù)手段。在頂升工作進行前，首先要對工程中底座及其他裝置的安裝情況進行嚴謹?shù)臋z查，要保證底座與頂管軸線始終處于垂直的狀態(tài)。應(yīng)該使用水準尺和鉛錘組合的方式，仔細驗證底座的水平情況，如果達不到標準，必須及時采取相關(guān)措施對其糾正。直到反復(fù)測量完全無誤后，才可以啟用油泵車，進行頂升的具體操作。

在頂升的具體操作過程中，應(yīng)對管節(jié)準確定位，使不同管道嚴密的完成工程所需的拼接工作，在對管節(jié)進行拼接時，技術(shù)人員應(yīng)該熟練的運用焊接技術(shù)，焊接完成后，要對管節(jié)焊接部位進行相關(guān)的處理，以防止焊接部位生銹。為保證焊接的工作環(huán)境和焊接工作人員的健康，在焊接工作進行的過程中需要保持良好的空氣循環(huán)。之后再對管道進行頂升，并通過反復(fù)的循環(huán)，妥善的完成頂升工作。

4.6 頂升過程中的測量

頂升管節(jié)垂直度，采用在豎管悶板中央吊垂球進行測量核驗。頂升管頂標高，通過管底標高測量、頂升進尺進行推算，確保管頂標高符合設(shè)計要求。

5 施工效果

某年5月29日開始進行頂升施工準備，6月5日開始頂升第1根豎管，6月22日6根豎管全部頂升完畢，總歷時25d。其中正式頂升期為18d，平均每根豎管施工時間3d。施工速度快，工期短，符合合同工期要求。頂升施工期間，對水庫庫底的擾動小，不影響水庫的正常運行，對水質(zhì)影響微乎其微，符合業(yè)主、設(shè)計的要求。頂升施工期間，監(jiān)測結(jié)果顯示，水平管無變形、亦無明顯沉降，符合設(shè)計要求。設(shè)計對水平鋼管的沉降警戒值為：累計沉降為2厘米，沉降速率為0.3厘米/d（連續(xù)3d）。頂升施工期間，6根豎管均未出現(xiàn)漏水、滲水現(xiàn)象，止水結(jié)構(gòu)設(shè)置滿足要求。頂升施工期間，6根豎管均無變形，豎直鋼管加固設(shè)置滿足要求。本工程設(shè)置4只100t千斤頂進行頂升推進，頂升過程未覺察有頂升困難現(xiàn)象，頂升裝置設(shè)置滿足要求。

結(jié)束語

水利工程是保證我國廣大居民正常生活的一項重要的社會工程。在施工過程中，施工團隊必須選用最合適的施工技術(shù)，以保證工程的高質(zhì)量質(zhì)量完成。而在近幾年我國的工業(yè)發(fā)展中，垂直頂升法由于其自身優(yōu)勢，被各項工程廣泛應(yīng)用，而且也取得了良好的應(yīng)用效果，帶來了一定的社會效益。本文提到的案例中，對垂直頂升法有著較好的應(yīng)用，希望其他工程在施工過程中，也能充分的借鑒其成功之處，改善其不足，從而取得更好的發(fā)展。

參考文獻

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