浅谈引水工程管道顶管施工技术

　　引水工程的主要任务是跨区域输送水资源，实现水资源的合理调配，最大程度的提高水资源利用率。为完善引水工程体系、满足干旱地区供水需求、提升供水服务质量，近年来引水工程数量不断增多，引水工程管道施工技术也在应用中得到了不断创新和完善，极大地提升了引水工程管道的施工效率和质量。今后，应全方位掌控顶管施工技术要点，规范执行引水工程管道施工标准和要求，为顺利完成引水工程管道建设任务提供技术支撑。

　　1 顶管施工技术概述

　　顶管施工技术是指无需大面积开挖地面，借助液压推进机将管道直接顶入工作坑中，一边切削一边顶进，从而完成管道铺设工作，相比传统管道施工技术具有无需大面积开挖、施工效率高、工作量小、环保性好等优势，被广泛应用于管道工程。顶管施工技术作为一项非开挖施工技术，不会对地面造成过大影响，可提前完成基坑井施工，直接将管道从基坑井中顶入，再从顶出井口中穿出即可完成整段施工流程。应用顶管施工技术时借助千斤顶将管道从工作井口中心位置顶入，油缸驱动千斤顶逐步提升顶入压力，驱动刀盘顶进过程中持续切削前方土壤，并自动将切削下的土壤运输到土仓中，管道顶入会增加周围土壤的压力，保证周围土壤的紧密度。不同区域土层构成、含水率、摩阻存在一定差异，为了能够提高切削速率，刀盘正面应涂抹砂浆、水、添加剂等，让切削土层更具可塑性、流动性，以降低顶入阻力，避免出现卡阻问题[1].顶入参数并非是越大越好，应结合土壤性能科学设定顶入压力，否则会出现顶入阻力大、管道偏移等问题。

　　2 设备选型、配置、安装

　　2.1 导轨安装

　　采用装配式导轨，将其固定在砼基础面上，以便在后续顶进施工中承受荷载作用，确保不会出现较大的变形、位移、沉降等情况。导轨安装时应对管道中心点位进行复核，根据设计管底标高设置导轨面，顶进施工时对导轨进行复测调整，确保顶进轴线精度达标。

　　2.2 设置承压壁

　　为了避免顶入力造成土层破坏，应保证承压壁刚度、强度达标。承压壁承压面主要材料为钢板、枕木，钢板厚度为15 cm左右，枕木规格为20 cm×20 cm,垂直于顶进轴线。承压壁施工完毕后用铁丝绑扎，确保顶进时可以保持牢固。

　　2.3 其他设备安装

　　导轨、承压壁施工完毕后安装顶进设备和管节，测量沉井放样中心线，安装好机架、设备、管机，从中心线位置吊装以保持稳定性，放入到安装指定位置后人工辅助拼装，直到管节安装完成。

　　3 顶管施工技术在引水工程管道施工中的应用

　　3.1 钢管接头测量控制

　　如果顶进时出现了钢管接口焊接偏移情况，持续顶进会导致钢管受力变形、焊接部位脱落，所以在顶进施工前必须做好精准测量工作，确保顶进方向不偏移、顶进力度适中。一旦检测出顶入偏移必须第一时间调整顶进方向，检测顺直度和接口情况，并进行换管处理。

　　3.2 顶进施工细节控制

　　确保顶入力度和土层物理性能相平衡，否则容易导致地面沉降。实时监测偏心度情况，出现偏移时应及时纠正管道轴线偏差。为了避免顶进时阻力过大，可在管道外壁涂抹一层改性石蜡，也可适当增加顶管长度。土层不稳时会出现变形、位移情况，对此应采取注浆加固方案，加强土层监测，土层应力变化较大时应停工调整[2].如果顶进时地下水压较大（无障碍物），应增加降水井缓解地下水压。为了避免出现流砂、塌方等问题，顶进时应严控土体开挖量（不得超挖），确保顶管轴线平衡。

　　3.3 地下障碍物处理

　　地下障碍物是影响顶管施工的重要因素，地层中的废弃管线、石头等应提前清除。为了避免障碍物对施工造成影响，施工前在进行现场勘察时要检查在顶管段是否有障碍物存在，前期设计阶段应重新规划管线，也可以采用提前开挖或钢套筒方式将障碍物取出，纠正推进偏差。

　　3.4 纠正偏向的管道及测量顶管轴线

　　测量顶管轴线时采取地下导线测量，借用全站仪、测控箱、工作井测站、电脑控制台等仪器，保证测量精度要求，误差不得超过2 mm.在顶入土层30 cm后测量1次管轴线，顶入到100 cm时再测量1次，顶管轴线出现偏差时应根据实际情况增加测量次数，结合多次测量的数据判断偏差是否会增大。调节不同油压状态的千斤顶机头长度，缓慢纠正偏移管道（纠正偏向10°~20°/次），直到符合设计轴线标准为止[3].

　　3.5 地面沉降控制

　　引水工程管道施工不可避免的会遇到建筑物，可能会对建筑物产生影响，导致地面出现沉降。如果地基与顶管轴线距离较近，管道穿越土层时稳定性不足，易出现局部沉降。地面沉降的控制如下：采用掘进方式配合施工，施工期间严控掘进水泥压力（最佳压力为大于地下水压0.01 MPa），从而确保顶管开挖面的稳定性[4];顶管施工过程中管道外壁背土可能会对土层造成扰动，增加建筑和土层孔隙，对此在管道外壁构建触变泥浆润滑套，可有效填充土层及建筑物空隙；顶进施工完成之后，在拆除触变泥浆压注孔接头之前，借用触变泥浆更换压注孔内的水泥浆液；置换泥浆的过程中，实时观察管道沉降量，并总结监测数据；采用加固法确保土层平稳。

　　3.6 管道功能性试验

　　管道顶进施工完成之后应检测管道使用性能，结合《给排水管道工程施工与验收规范》，对管道实际工作压力进行实时监测，当工作压力>0.1 MPa时应开展水压试验。

　　4 结束语

　　顶管施工技术在引水工程管道施工中的应用，可有效提升引水工程管道施工效率和质量，降低对地面的负面影响。顶管施工技术无需大面积开挖地面，施工效率高、环保性好、工作量小，但在实际施工中会因阻力、顶进参数的影响而出现管道变形、偏移、难以顶进等情况，需要根据引水工程管道实际施工要求和现场情况，调整顶进力度，确保引水工程管道施工顺利完工。

　　参考文献

　　[1] 达云玲。顶管施工技术在长距离水利管道工程中的应用研究[J].黑龙江水利科技，2019（7）：138-140.

　　[2] 汤易，刘洋。市政给水管道顶管施工技术探究[J].建筑工程技术与设计，2018（34）：237-238.

　　[3] 黄麒宁。市政给水管道顶管施工技术探究[J].建材与装饰，2017（23）：23-24.

　　[4] 林元照。浅谈引水管道工程顶管施工技术[J].陕西水利，2015（1）：74-76.

　　文献来源：先国强。 浅谈引水工程管道顶管施工技术[J]. 农业科技与信息，2021,（08）：115-116+118.