頂管施工在水利水電工程中應用

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摘要：水利水電工程對于我國社會經濟建設而言有著極為重要的作用，以大通縣城關鎮(zhèn)好來村為例，對該區(qū)域內所涉及的水利水電工程進行工程概況的論述，并通過施工內容與流程探討頂管施工技術在該工程中的應用。從結果上來講，合理的頂管施工技術不但能夠有效降低土方開挖的范圍以及幅度，同時還能夠對周邊環(huán)境起到保護作用，避免農作物的耕種以及生態(tài)環(huán)境質量受到破壞，提高工程施工效率，確保施工人員的生命健康安全不受影響，整個水利水電工程的最終質量也能夠得到有效的保障。

關鍵詞：頂管施工技術；水利水電工程；生態(tài)環(huán)境保護；土方開挖

在新時代背景下，國民的生活質量不斷提升，對于生態(tài)環(huán)境保護的重視程度也隨之提升。為響應國家生態(tài)環(huán)境政策，減少大面積土方明挖對生態(tài)植被和基本農田破壞，由此需要相關部門使用頂管方案，進而來確保水利水電工程能夠正常應用。為了避免類似的情況出現(xiàn)，和施工單位在進行工程施工的過程中，需要對施工現(xiàn)場信息進行收集，并選用較為先進的管理手段，加強頂管施工技術的模式調整與應用，以此來確保整個水利水電工程施工質量能夠得到有效提升，在環(huán)保性方面也能夠得到有效保障，這對于實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言也有著極為重要的促進作用。

1工程概況

本工程處在大通縣城關鎮(zhèn)好來村的左河東河段，管道段為16＃支線5＋71578到6＋25711，河床的左岸地勢比較陡，坡度在30～35°之間。當?shù)亓謽I(yè)部門已經完成了樹木的栽種，使得村民基本農田不能重建，開挖斜坡后，坡面高達20～25m，且好來溝內部的村民房屋位于管道下方，存在安全隱患。為了滿足我國的生態(tài)環(huán)境保護方針，降低對生態(tài)環(huán)境的影響，保障工程的安全性。根據發(fā)包人、設計、地質、監(jiān)理、承包人的現(xiàn)場勘察，確定該段采用DN1000型預應力鋼筋圈型3＃管頂管的施工方法，該工程的頂管共分5＋71578到5＋95838長2426m；2＃頂管樁編號5＋9646到6＋1331長1685m。對原有19＃檢查井和分水井進行了重新定位，并將20號分水井拆除。頂部和倒虹吸式入口的接頭成尖角，需要增加2個鋼彎和橋墩。

2頂管工程的技術特點

在傳統(tǒng)的工程施工技術中，往往會涉及開挖技術的應用，通過大面積開挖土方的方式來達到相應的施工目的，進而來滿足后續(xù)的工程建設需要，但是在這一過程中便會出現(xiàn)不同程度的問題，比如說灰塵污染嚴重，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，自然平衡被打破，水資源污染現(xiàn)象明顯，國民的生活質量無法得到有效保障，同時也違背了我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目的，進而導致施工大內自身的經濟建設與發(fā)展受到較為不利的影響［1］。相比之下，頂管工程技術本身在技術特性上屬于非開挖技術，其本身對于土壤的破壞程度較小，詳細特點如下所示。1）頂管施工有著極高的普及性，作為頂管工程的常用手段，該技術能夠在不破壞地面，不開展任何開挖的前提下進行工程施工，無論是公路、鐵路、河流乃至城市地下區(qū)域都能夠完成相應的工作，安全性較高的同時，還能夠避免對環(huán)境產生較為不利的影響與破壞。2）由于頂管施工技術本身并不會涉及地面的開挖工作，因而不會對管道結構的上層區(qū)域產生任何程度的影響，對于管道自身而言，也不會發(fā)生較為嚴重的變形情況，使得管道的使用壽命大幅度提升，性能質量也能夠得到有效保障［2］。3）頂管施工技術本身有著極高的經濟性，在傳統(tǒng)的開外技術手段中，一般都需要施工單位提供相應的拆遷費用，以此來完成后續(xù)的施工內容，而頂管施工技術由于其本身特性的影響，在使用長度上相對較短，同時也不會涉及房屋動遷與拆除的情況，能夠為施工單位節(jié)省大量的資金投入。4）相較于傳統(tǒng)的施工模式，頂管施工技術不但能夠滿足管線鋪設的各方面需求，同時在靈活性程度上也能夠實現(xiàn)有效的保障，同時，作為頂管施工技術中的一種，還能夠利用頂管施工技術來完成管棚的搭建工作，為后續(xù)工作奠定良好的基礎。

3頂管施工技術在水利水電工程中的應用

新世紀以來，人民的生存水平越來越高，人們越來越注重環(huán)保。為了滿足我國的環(huán)保要求，為了降低大范圍的土方開挖對生態(tài)和耕地的損害，必須采用相應的管理措施，以保證水利工程的順利運行。同時，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，建設部門在開展項目建設時，必須要搜集相關的資料，采用比較成熟的技術，強化技術的運用，從而保證整個項目的施工品質，同時也可以有效地保證項目的環(huán)境保護，這對于實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言也具有極為重要的促進作用［3］。31施工準備1）對工程進行前期工作，掌握工程設計圖，掌握工程地質地貌，確定穿越現(xiàn)場有無光纜、電纜及地下掩體。若發(fā)現(xiàn)有地下掩體，須經相關單位及相關人員確認，則利用手工挖掘將隱蔽物顯露出來；若有，則征得相關單位及相關人員的許可后，予以防護。2）配備工作。本專業(yè)的建筑團隊配置、人員配備，力爭做到專業(yè)水準、具有工程建設的豐富經驗。要做到科學的分工和緊密的合作，才能進行有效的協(xié)調和控制。新來的員工都需要登記健康信息，并做好相應的準備工作。投入土方，混凝土，防護排水，管道頂進四個工作小組。土工隊伍的勞動力以機械操作手、司機和普通工人為主；混凝土工程工人以鋼筋工、焊工、混凝土工為主；防護排水工程隊伍投入的勞動力以電工、普工為主；管道頂進施工班組投入的勞動力以起重工、司機、機械操作手、專業(yè)技工、機械修理工為主。3）機器的投資：嚴格按工程的實際工作量，配備各種機械和設備；確保機器的運行正常，并有完備的配套；合理安排場地，預先進行安裝和測試，在施工期間，盡量利用機器和設備，防止空閑和缺位，保證項目的正常進行；施工現(xiàn)場的機械和器材必須嚴格遵守施工進度，進場后嚴禁擅自撤離。4）原料的制備：該項目所需的混凝土管、鋼筋、工字鋼等材料由材料制造商或有資質的供應商通過車輛運送到施工現(xiàn)場，地面材料（碎石、砂）等，由鄰近的料場進行，全部由車輛運輸?shù)浆F(xiàn)場堆料場進行堆存［4］。結合項目的具體特點和工期安排，結合現(xiàn)場條件，結合項目的資源供給和項目的需要，按照業(yè)主和監(jiān)理的要求進行物料的統(tǒng)一堆放，保證在施工期間地面材料的供給。原料提供商的選定與決定，都是在原料進場之前進行品質檢查，經確認無誤后才能簽署供貨合約。物料進入現(xiàn)場后，應重新進行現(xiàn)場檢查，通過驗收后方可投入生產。所有物料的進入和分發(fā)都要經過檢測和測量，并對物料進行嚴格的控制。

32測量放線與開挖

按照所需的控制樁，用全站儀器標出穿過管道的中樁點，在施工帶的邊緣處鋪設白灰線，并在現(xiàn)場進行定位。將作業(yè)坑和接受坑的邊緣挖好，并灑上白色的線條。頂管工作臺由一工作臺和一接收臺井組成，采用手工＋機械法進行掘進。在地形平整處進行頂管施工，4m以下，采取分層施工，深05m，在井下挖1個接受坑，深度大于設計的井下05m。挖坑底部要平整，高度偏差不大于20mm。在這一過程中，工作人員需要加強對頂管工作坑允許偏差的管控，詳細情況如表1所示。

33吊裝

1）在所有的頂管裝置都已到位后，可以進行相應的裝配工作，并將傳力板和傳力軸相連接。等到節(jié)套管與前墻緊密接觸，開挖至05m左右，進行首次開挖；2）在進行頂升前，應對其與設計軸線的誤差進行校正，誤差不可大于3％，并對套管的頂部進行了檢測，確定其深度符合規(guī)范；3）井筒頂入工作遵循掘進、鉆入主液壓缸、取回主液壓缸、增加頂鐵、掘進等工序；4）在施工中遇到巖體時，應使用風鎬進行手工挖掘，禁止使用炸藥等易爆品［5］；5）利用推車將開挖出來的土石從套管中搬運出來，再由挖掘機或小型吊車將土石搬運到工地上進行作業(yè)；6）根據上述的頂入步驟，將套管一次一次地推入，直至套管達到接受作業(yè)的位置，再將刀具切割管道移除，退出頂入裝置。

34品質保障

1）礦洞：嚴格遵守作業(yè)規(guī)范，嚴禁擅自更改作業(yè)方式。枕鐵或枕頭應比鋼管外底高度低2cm，間隔要均勻，鋪設的縱坡度應與管線的縱坡度保持一致。兩條軌道垂直，平行，高度等高，軌道固定可靠，垂直斜率與設計的管線傾斜。2）環(huán)保與文明建設的對策：①嚴格遵守建設部“文明施工”的相關規(guī)定建立健全文明施工的組織和管理制度；②要加強對安全、文明建設的宣傳和教育，增強對文明建設的認識；③在頂管處設置臨時圍護，使其整潔、美觀；④在施工場地內，應采取噴灑和防塵的方法，以保證路面無粉塵。土方運輸車輛不得裝載過重，并用篷布覆蓋在車頂。水泥、沙土、灰土等易飛物應在倉庫中儲存或密封；運輸時應采取相應的措施；⑤建筑垃圾必須集中處理，不得隨意焚燒；⑥對人工施工噪聲采取了降低噪聲的措施和管理制度，并加強了對噪聲的控制，使噪聲降到最低；⑦施工場地和生活區(qū)應保持整潔，并設有專人負責清潔、清潔。臨時食堂的設立須由衛(wèi)生局審核批準，建立有效的、可行的食品衛(wèi)生管理體系，并嚴格落實；⑧工地建立消防安全責任制，設置專職消防、保安干事，并進行培訓；⑨在施工場地及居住區(qū)域應配置有效的設備和設備，并應將易燃物品集中堆放，并采取安全措施，并設立醒目的防火標識。要嚴格控制火源，電源和明火的使用；⑩做好成品、料具的安全保護，并在工地上進行巡防，防止被盜、破壞治安等3）頂管施工措施：①在開展頂管施工作業(yè)的過程中，需要先將頂管進行固定處理，使其落于導軌之上，并由專業(yè)人員對頂管中線以及標高差進行相應的測量，確保誤差數(shù)值能夠滿足相關標準，確保滿足設計要求后對整個鋼管高程加以檢查，確認無誤后再進行加接管處理；②為了均勻地承受背部的壓力，在頂管裝置和背板之間可以增加一塊鋼板；為了使頂管的受力均勻，在頂管設備和頂管之間增加一個承力板；為了確保頂管的前進方向，千斤應該按照頂管的中心軸對稱排列；③在對頂管進行頂進的過程中，施工單位應當先要一人工手段為基礎，對整個頂管前端開展挖土處理，并在同一時間完成管壁的拆除作業(yè)，避免泥土堵塞對后續(xù)工程內容產生較為不利的影響；④在頂管作業(yè)中，安裝水平計，控制中心線，每進30～50cm時，應觀察頂管中心線、高程等，并根據施工放線時所設置的中心樁進行監(jiān)控，如有位移，應采取相應的措施加以調整。4）緊急情況計劃：①道路沉陷：保證技術上和施工上都能防止路面塌陷，并控制沉降量。在頂管穿越路面上設間隔2m的觀測站，按每小時的頂進位置進行觀測，如果出現(xiàn)3cm以上的塌陷，則應立即停止工作，查找原因，并進行調整，并采取相應的措施。當沉降出現(xiàn)得到控制后，按照調整計劃進行。當塌陷出現(xiàn)無法控制時，立即停止頂管，立即進行灌漿，以保證路面的穩(wěn)定性。同時，還請有關專家對施工方案進行調整，以保證路面的安全；②道路坍塌：首先要保證在技術和建設方面防止道路坍塌有，并采取下列緊急措施：在發(fā)生塌方時，確定緊急道路的臨時路徑，并將其用作緊急交通通道；協(xié)調交警，組織交通分流，確保在正饒線封閉時，緊急通道不能通過；選擇指定的單位作為緊急搶險單位，確保道路坍塌后立即進行路面修復，以確保正饒線盡快開通。③火災爆炸事故和人員窒息應急程序應遵守的基本原則：一旦發(fā)生突發(fā)事件，一旦有人被發(fā)現(xiàn)，就應該馬上打電話給警察。本方案一經實施，有關人員必須把處理突發(fā)事件作為第一要務，不得推諉拖延。各部門、各單位必須服從指揮，協(xié)調配合，配合工作。對失職或者失職，導致嚴重后果的，要追究相關人員的責任。在接到報警后，工程人員應當按照預先擬定的緊急預案，迅速組織搶險救災；如果情況緊急，無法控制和處置，應及時通知專業(yè)人員，并與救援人員保持緊密合作。清理事故發(fā)生地點，確保搜救工作的順利進行，疏散群眾到安全區(qū)域。在緊急醫(yī)療過程中，遇到危及生命的狀況時，首先要保證自身的安全，然后迅速組織人員撤離危險區(qū)，然后進行緊急搶救。切斷電源和可燃氣體（液體）的運輸，以避免事態(tài)進一步惡化。保安主管是應急聯(lián)絡人，處理突發(fā)事件。在緊急事件處理完畢后，由安全主管負責填寫記錄，并組織有關人員研究預防意外事件的措施。

4過路頂管施工技術保障措施

41確定安全生產目標

為了確保頂管送工作能夠順利開展，施工單位在進行工程施工與管理的過程中，應當依照實際情況進行內容調整，明確施工技術處理要求，并以此為基礎進行安全生產目標控制工作，確保整個技術應用質量能夠滿足預期標準，并為后續(xù)工作奠定良好的基礎。在這一過程中，施工單位需要明確安全生產的重要性，并根據現(xiàn)場實際情況進行安全防控工作，通過合理的手段實現(xiàn)安全生產目標的確定，杜絕發(fā)生類似重大傷亡的情況發(fā)生，確保施工進程不會受到影響，施工單位自身的經濟建設與發(fā)展也能夠實現(xiàn)有效的保障。

42完善組織建設

有關施工組織的管理是頂管施工中不可或缺的重要內容，并與人們的日常生活有著緊密的聯(lián)系。在這一過程中，施工單位需要依照水利水電工程的施工需求進行相應的調整，明確施工建設目標，并以此為基礎開展科學協(xié)調處理，這樣不但能夠實現(xiàn)對施工組織的保障工作，同時還能夠為后續(xù)開展施工技術應用奠定良好的基礎。比如說，施工單位在開展組織建設的過程中，可以依照施工要求，針對各部分施工人員所要承擔的職責與義務，開展相應的科學劃分，使得每個人都能夠按照自身職責進行工程施工管理工作，這樣不但能夠有效降低工程施工管理中的不安全因素概率，同時還能夠起到提升工程施工管理水平的作用，對于施工單位自身的經濟建設與發(fā)展有著極為重要的作用。

5結語

綜上所述，水利水電工程是我國國民經濟發(fā)展的重要保障，相較于傳統(tǒng)的管道施工手段，頂管技術具有更強的經濟性與環(huán)保保護特性，能夠有效降低外界因素的干擾，提高施工效率，降低風險阻礙，確保生態(tài)環(huán)境質量不受影響，人員的生命健康安全也能夠因此得到有效保障，對整個工程質量發(fā)展也會奠定良好的基礎，且滿足施工單位的經濟建設需要。

作者:王寧 單位:甘肅省水利水電建筑安裝工程有限責任公司