頂管掘進施工技術在水利工程中的應用研究

張正

摘要：隨著當前社會經濟的進步，我國水利工程建設規模逐年增加，而頂管掘進施工作為在水利工程建設中的常用施工技術，其所具有的先進性特點較為突出，不用進行大面積開挖便可完成對水利工程地下管道的鋪設，保障周邊環境不會遭到破壞。近年來頂管掘進施工技術也得到一定發展完善，其在水利工程中的應用效率和應用效果也得到全面提升。

關鍵詞：頂管掘進技術;水利工程;應用

中圖分類號：TV52

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）01-0075-02

0引言

頂管掘進施工技術在水利工程中的應用，在實際實踐期間必須根據具體信息對其各施工環節專業技術節點做好實時把控，才能確保頂管掘進施工技術應用質量完全達到預期要求。與此同時隨著時代發展，必須做好對頂管掘進施工技術的實時改進和完善，確保其能夠滿足現代水利工程施工要求。

1在水利工程中的應用價值

1.1有效降低水利工程投資成本

頂管掘進施工技術在水利工程中的應用價值主要體現在能夠有效降低水利工程投資成本上，結合實際來看在當前市場經濟條件下，頂管掘進施工技術在水利工程中的應用，雖然從表面上看其施工費用往往較之傳統地面明開挖要高出很多，但綜合考慮地面明開挖的各種附加費用。比如：道路維修、其他管道線路遷移等費用，頂管掘進技術在水利工程中的應用實際上最大限度的縮減了整個水利工程建設投資成本，對我國水利工程行業整體建設發展意義重大。

1.2不會對周邊生態環境造成破壞

頂管掘進施工技術在水利工程中的應用不會對區域周邊生態環境造成破壞，從現實角度出發來看，傳統水利工程建設施工基本是通過地面明開挖來完成，此期間所帶來的對區域交通阻斷、房屋拆遷等問題較為明顯，所產生建筑垃圾會對周邊生態環境造成極為負面的影響。但頂管掘進施工技術的應用能夠避免此類問題的發生，不會對周邊生態環境造成破壞，確保水利工程形成可持續施工發展模式。

2頂管掘進施工技術工藝內容

頂管掘進施工技術工藝包含了工作坑和接收坑、洞口止水圈、掘進機、主頂裝置、頂鐵、基坑導軌、后座墻分項施工。其中工作坑主要是對頂進設備進行實時安放的場地，也是頂管掘進機的始發區域，此期間工作坑也可看做是承受主頂油缸推理反作用力的構筑物，而接收坑則主要是接收相應掘進機的場所，管道在此期間會從工作坑內做節節推進，到達接收坑時將掘進機做吊起設置，把第一節管道做推出設置以完成頂管掘進施工。

而洞口止水圈則是以安裝在工作坑以及接收坑洞口來體現，其是確保頂管掘進工程施工穩定性和流暢性的前提;注重掘進機作為頂管掘進施工主要機械設備，其必須安放在所頂管道最前端，做好對其機器形式、結構、質量、參數等方面的全面檢查，明確掘進機是保障取土以及管道頂進方向正確性的關鍵[1]。

頂管掘進施工技術工藝中的主頂裝置則主要是由主頂油缸、主頂油泵、油管、操作臺等組成，其操作步驟及流程的規范合理性也是頂管掘進施工技術質量能夠得以保障的前提;而頂鐵則主要是將主頂缸推力做所頂管端面的均勻分布，以達到彌補主頂油缸行程以及管節長度不足的目的。

基坑導軌則是使推進管在工作井中導向穩定性能夠得到有效體現，同時其也可以為頂鐵工作提供托架;而后座墻施工環節則是將主頂油缸推力的反力傳遞至工作后部土體中去的墻體，這個過程中在后座墻與主頂油缸間會進行鋼結構構件增墊，確保油缸反力可以均勻傳遞至后座墻上，以此使頂管掘進施工技術質量能夠完全達到預期要求。

3在水利工程中的應用改進及前景

3.1改進特點及原理

結合上文對頂管掘進施工技術在水利工程中的應用價值以及自身工藝特點分析，可以看出其所涉及專業性知識較多。而隨著近年來時代發展，水利工程施工規模以及品質功能的提升，使得頂管掘進施工技術在水利工程中的應用標準要求也得到相應提升，傳統的頂管掘進施工技術無法達到大口徑頂管施工標準，因此其應用也無法滿足當前大規模水利工程施工要求，所以對其技術應用進行實時改進便顯得極為必要。

這個過程中主要根據巖性土質特性，來將銑挖機工作原理融合應用至頂管巖性土質頂管施工中，此技術將很好的解決大口徑管道穿越巖性土層施工難題;使頂管施工技術實現了針對不同的地質情況，施工條件和設計要求，選用與之相適應的非開挖管道埋設的施工方式。從現實角度出發，一直以來頂管施工最突出的特點即適應性問題，施工方法直接決定頂管工程的質量、成本、進度。

但目前市場上較為常用形式主要是以手掘式頂管和泥水平衡式頂管來體現，這種方式目前還無法滿足大口徑頂管施工，我國也無適用于中強度大口徑管道穿越巖性土質的掘進設備。而寧夏水利水電工程局在近幾年承建寧東供水工程施工中，因管道斷面多為巖性土質，管道穿越園區道路多采用大開挖或人工掘進方式。

此期間在開工前針對施工現場進行實時取土樣分析，按照巖性土樣特性及巖性強度論證該設備各項技術指標滿足破碎要求。將自制的銑頭與U15型挖掘機進行連接，進入管道內部按規范要求進行頂管作業面土方銑切，銑切下來土方人工清運至棄土場，清理出一定作業面后將管道頂進，由此循環作業完成頂管施工任務[2]。

3.2對比傳統頂管掘進施工技術應用優勢明顯

對比傳統頂管掘進施工技術其在當前我國水利工程中的應用優勢明顯，以往傳統頂管掘進施工只適用于土質較松軟土層，遇巖性土質一般采用風鎬、電鎬等小型工機具，施工效率低，用工量大，不安全風險增加;同時泥水平衡頂管方式作為在不允許爆破環境下針對巖性土質常用的掘進方式，該方法需要較大的循環水池和砼工作井，前期準備工作周期長，施工成本高，目前，市場泥水平衡式頂管最大能夠頂進DN1500mm管道，無法滿足大規模供水工程大口徑管道供水要求;而將銑挖機工作原理融合應用至頂管巖性土質頂管施工，則不必擔心上述問題，其自制變速箱配液壓泵后組成銑挖設備與小型挖掘機改裝進入管道內部作業的新型銑挖設備，該設備操作簡單，工作效率較高，利于U15型挖掘機液壓及動力系統，減少發電等輔助設備投入，保障工程施工質量同時，最大限度降低了施工成本。

3.3應用前景廣闊

將目前市場各種機械設備原理進行拼裝，拼裝出此類新型頂管掘進設備，現已初步試驗成功，改裝后的機械設備將滿足大口徑管道穿越巖性土層的各項技術要求，該設備投入使用后將改變傳統的頂管掘進方式，為今后類似工程積累寶貴經驗，因此其整體應用前景極為廣闊。

4結束語

通過對頂管掘進施工技術在水利工程中的應用研究，可以看出在實踐期間注重其技術工藝與時代發展要求的同步統一性，實時的對其進行改進和完善，對我國水利工程建設發展意義重大。

參考文獻

[1]石振軍.頂管施工技術在水利工程中的應用[J].科技創新導報，2018，15（8）：40，42.

[2]錢治國.淺議頂管施工技術在水利建設工程中的應用[J].科技與企業，2015（24）：149.

[2]程穎，周鈺林.頂管技術在斷頭浜打通工程中的應用與分析[J].水利科技與經濟，2013（4）：103-105