初探頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

摘要：本文基于對頂管施工技術(shù)的簡單了解，根據(jù)水利水電工程施工過程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)的必要性，針對其在長距離水利管道工程、電纜加固、水利安全等方面的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，有利于提高水利水電工程的整體施工質(zhì)量和效果，進(jìn)一步促進(jìn)我國水利水電工程蓬勃發(fā)展。

關(guān)鍵詞：頂管施工;水利工程;應(yīng)用路徑

引言：隨著我國科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，水利水電工程的建設(shè)發(fā)展速度與日俱增，但是存在的問題在實(shí)際施工過程中逐漸顯現(xiàn)出來，施工技術(shù)與管理理念跟不上時代潮流，因此，頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用可以有效保障施工單位社會和經(jīng)濟(jì)的雙重效益，推動我國水利工程可持續(xù)發(fā)展。

一、在水利水電工程施工中應(yīng)用頂管施工技術(shù)的必要性

頂管施工技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是不開挖或是進(jìn)行少量開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)，指的是在工作坑內(nèi)，借助于相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，緩解管道與土壤之間的摩擦力，從而讓管道順利進(jìn)入原有設(shè)定方向和位置，按照遞進(jìn)的方式繼續(xù)頂進(jìn)。頂管施工技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高水利水電工程的整體質(zhì)量，保障工程的安全性能，進(jìn)一步展現(xiàn)出其實(shí)際應(yīng)用水平和效果，為我國水利水電工程施工提供有效的技術(shù)指導(dǎo)，對我國水利工程建設(shè)具有十分重要的作用和意義[1]。

二、頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用路徑

（一）在長距離水利管道工程中應(yīng)用

在水利管道工程施工過程中，需要根據(jù)線路規(guī)劃的不同，穿越不同的地質(zhì)單元，比如地表地層的不同巖石性質(zhì)、斷裂構(gòu)造等，在一定環(huán)境與應(yīng)用設(shè)備條件下，施工難度系數(shù)較大，因此，需要采用頂管施工技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目應(yīng)用，以保證施工的質(zhì)量與效率。

應(yīng)用頂管施工技術(shù)的首要條件就是需要進(jìn)行壓積注漿從而有效減少管道與土壤之間的摩擦力，然后根據(jù)施工過程中的各種參數(shù)值、相關(guān)理論與設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算出不同接收井內(nèi)的單位面積管壁和土的平均摩阻力，得出相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，繼而按照其進(jìn)行相應(yīng)操作。在水利管道施工初始時，選用鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，根據(jù)井內(nèi)不同構(gòu)造選擇適合的尺寸，以滿足各段管道埋深要求。在頂進(jìn)過程中需要對土質(zhì)變化和工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，以便及時對泥漿濃度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，同時需要對泥水壓力值的動態(tài)進(jìn)行控制，以保證底層土壓力與靜水壓力相平衡。對泥漿也需要進(jìn)行控制管理以保證泥漿穩(wěn)定性，并對頂進(jìn)過程中管道的行進(jìn)方向以及地表沉降的重要因素進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，以此來確保頂進(jìn)過程中不會出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象。

例如：2019年8月12日，中鐵集團(tuán)重慶觀景口水利樞紐工程的超長距離巖石頂管新技術(shù)首次成功應(yīng)用，全長為3224米，創(chuàng)頂管施工單洞最長世界紀(jì)錄。該工程是由樞紐和輸水路線共同組成的，采用4臺微盾構(gòu)巖石頂管機(jī)施工，與傳統(tǒng)施工手法相比，頂管施工技術(shù)可實(shí)行自動控制系統(tǒng)，且施工效率也提升了5倍，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化施工作業(yè)。以頂管技術(shù)為依據(jù)，進(jìn)一步將線路進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將原來的線路長度由26.67公里調(diào)整為21.91公里，減少用地面積的同時，降低了工程成本。

（二）在電纜管道方面的應(yīng)用

在進(jìn)行電纜管道鋪設(shè)過程中，需要根據(jù)實(shí)際條件的不同，選擇不同的頂管施工方式，首先應(yīng)用構(gòu)筑主法為鋼板柱對工作坑和接收坑進(jìn)行挖掘，對其整體強(qiáng)度和支撐力進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)算。地下水和泥沙的流入會對工作坑正常作業(yè)產(chǎn)生一定影響，從而造成嚴(yán)重后果，有效辦法是應(yīng)用混凝土前止水墻、預(yù)埋螺栓、鋼壓環(huán)及橡膠圈組成的洞口止水圈，同時需要注意盡量避免地上的高壓線、電話線等線路、建筑物以及機(jī)動車道，地下則需要遠(yuǎn)離管道管線和地下構(gòu)筑物等，并對工作坑的后座力進(jìn)行有效分析，在水利水電工程電纜管道施工中，最常用的就是曲線頂管施工，其共分為普通型曲線頂管和按照設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)對管口進(jìn)行調(diào)整繼而推進(jìn)，并針對其運(yùn)行過程進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、測量及監(jiān)控等有效管理環(huán)節(jié)[2]。

例如：東莞水利水電供應(yīng)局就電力電纜的外力破壞，在班組成員以及分局各部門積極配合下，針對鉆探施工和頂管施工兩個方面進(jìn)行深入分析和探討，并建立了“東莞頂管鉆探施工聯(lián)絡(luò)”微信群，群內(nèi)成員目前有相關(guān)技術(shù)人員212人，每周平均有2起頂管信息上報，在防止外力破壞工作中成效顯著。由于信息交通的便捷性，東莞水電管理局近幾年都未發(fā)生110千伏電纜施工外力破壞事件，同時頂管施工技術(shù)的應(yīng)用也保證了施工的質(zhì)量和效率，有效促進(jìn)我國水利水電工程的發(fā)展。

（三）在水利安全方面的應(yīng)用

頂管技術(shù)的應(yīng)用，有利于保障水利水電工程的整體質(zhì)量，確保其安全性能，同時也減少對環(huán)境的影響。水利作業(yè)是建立在對環(huán)境土地征用的基礎(chǔ)上，因此，一定會對環(huán)境造成一定的影響，比如泥石流、水土流失等。為了減少這種情況出現(xiàn)的可能性，需要采用因地制宜的方法與頂管技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)配置，確保布局的全面化，要具有提前預(yù)知風(fēng)險的能力，并對風(fēng)險控制進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞。為了確保水利工程的穩(wěn)定性，需要在頂管技術(shù)的頂進(jìn)中對泥漿稠度和壓力進(jìn)行良好的控制，確保靜水壓力與底層土壓力的平衡，并針對實(shí)際埋深和地質(zhì)情況，應(yīng)用有效方法對其進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)。

例如：巴南區(qū)觀景口水利樞紐工程采用了先進(jìn)的微盾構(gòu)頂管施工技術(shù)，并在水利施工過程中多次采用了新技術(shù)、新工藝，將其整體質(zhì)量提升一個檔次。比如在觀景口總長為18.8千米、7座無壓輸水隧洞的施工方法上，采用了微盾構(gòu)頂管先進(jìn)技術(shù)，設(shè)置在工作井附近地標(biāo)的主控制室可通過PLC自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開挖、頂進(jìn)、注漿的全自動化操作，在一定條件下實(shí)現(xiàn)了頂管技術(shù)的高效性，同時也確保了隧洞施工的安全性。據(jù)了解，與傳統(tǒng)鉆爆技術(shù)手法相比，微盾構(gòu)頂管技術(shù)單臺機(jī)械施工日進(jìn)度一天可達(dá)到15-25米，但是傳統(tǒng)挖掘手法一天只可能挖掘3米左右。

結(jié)論：綜上所述，在水利水電工程施工過程中，為了保證頂管施工技術(shù)能更好的展示出其技術(shù)水平和效果，需要加強(qiáng)技術(shù)管理要求，對施工技術(shù)進(jìn)行有效規(guī)劃，做好技術(shù)處理措施，進(jìn)一步為工程施工提供保障，將頂管施工技術(shù)充分應(yīng)用于水利水電工程施工中，為我國水利水電工程奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽琳艷.頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019（36）：52.

[2]石榮鋼.研究頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（33）：293-294.

作者簡介：張文靈，男，1992.安徽和縣，助理工程師，大專，研究方向：水利水電工程施工技術(shù)