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頂管施工技術(shù)在水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用

文檔作者：李艷文檔來源：中國水利水電第十六工程局有限公司		更新日期： 2026年06月16日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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低碳技術(shù) LOW CARBoNWoRLD 2016／10
頂管施工技術(shù)在水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用
李艷(中國水利水電第十六工程局有限公司，361009)
【摘要】頂管技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)為施工成本低、有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，其對(duì)于水庫工程建設(shè)十分重要。本文結(jié)合的具體工程實(shí)例對(duì)頂管的具體施
工技術(shù)措施進(jìn)行闡述，并分析了施工過程中的注意事項(xiàng)，供相關(guān)人士參考。
【關(guān)鍵詞】頂管；水庫；技術(shù)措施
【中圖分類號(hào)】TV52 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095—2066(2016}3o一0094—02
1 引吾
頂管施工技術(shù)在水庫工程建設(shè)中較為普遍的技術(shù)類型之
一
． 其可在不破壞地表結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行管道的鋪設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)
可對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)．其優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯。隨著工程進(jìn)度的
逐漸加快．頂管技術(shù)在我國水庫建設(shè)工程中日益廣泛，下面就
頂管技術(shù)在水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
2實(shí)例概述
根據(jù)廈門島外地區(qū)供水發(fā)展情況，石兜水庫除險(xiǎn)加固施
工期間需同步供水，如果按照庫水位降至死水位25．34m 的方
案進(jìn)行進(jìn)水口的施工．將會(huì)存在進(jìn)水口施工期間供水問題和
水質(zhì)惡化兩個(gè)問題。為保證城市供水，施工期間水庫水位將長
期保持在較高水位。廈門石兜水庫除險(xiǎn)加固改造工程C1標(biāo)進(jìn)
水口頂管施工中，地質(zhì)條件復(fù)雜，高水位工況下進(jìn)行頂管施工
難度大
1一管節(jié)；2一洞口止水系統(tǒng)；3一環(huán)形頂鐵；4一弧形頂鐵；5一頂進(jìn)導(dǎo)軌；6一主
頂油缸；7一主頂油缸采；8-測(cè)量系統(tǒng)；9一后靠背；10-,~靠背；11一井壁。
圖1頂管工作井平面布置示意圖
3施工前準(zhǔn)備工作
在施工前需要做好準(zhǔn)備工作．深入了解施工現(xiàn)場的地形
地貌，地形會(huì)對(duì)頂管技術(shù)執(zhí)行造成很大影響，因此在施工前需
要做好地質(zhì)調(diào)查，對(duì)地形地貌進(jìn)行全面勘察，在勘察過程中，
可以掌握施工現(xiàn)場地形，依據(jù)前期的管道分布以及相關(guān)信息
制定施工方案．有效避免施工作業(yè)對(duì)建筑物的負(fù)面影響，在施
工過程中需做好防護(hù)措施。同時(shí)，需要科學(xué)設(shè)置工作井位置，
在選擇時(shí)需要就地形等因素進(jìn)行綜合考量，該工程將工作井
設(shè)置在離建筑物較遠(yuǎn)且交通比較便利的位置，且在其附近懸
掛了警示牌。
4 頂管施工技術(shù)的應(yīng)用
4．1頂管進(jìn)、出洞
① 因?yàn)楣艿浪┰降貙訛榉圪|(zhì)粘土、壤土夾薄層粉砂，其
呈現(xiàn)為軟塑 可塑狀態(tài)，所以頂管進(jìn)、出洞口的止水效果和初
始頂進(jìn)段地基承栽力是需要格外注重的。在施工階段，進(jìn)出洞
口區(qū)域需要采用水泥攪拌樁進(jìn)行加固．?dāng)嚢铇兑话阍O(shè)置為兩
排，直徑為+600。套打20cm，強(qiáng)度為1MPa，加固寬度是出洞
口左右的兩側(cè)為2m。② 頂管進(jìn)、出洞口降水措施。因?yàn)樵摴こ?
的頂管是埋設(shè)在( 層土中，系弱透水層，其上下土層為弱／不
透水土層．就頂管施工來說．工況較好，但是該土層中夾帶著
薄層粉砂，其具有潛水的風(fēng)險(xiǎn)。因此．在施工過程中．施工單位
事先在上下游沉井格處設(shè)置了8口降水管井，這樣可以降低
地下水位。同時(shí)也需要對(duì)降水水位進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。需控制在管
底以下0．5m處．這樣才能破門出洞以及進(jìn)洞。
4．2注漿減阻
注漿減阻就是通過壓注觸變泥漿使得管道附件的孔隙飽
和．這樣就形成了一個(gè)泥漿保護(hù)層．其可以起到支撐地層的作
用，也可以有效避免地面沉降，緩解頂進(jìn)阻力。該工程注漿有
機(jī)頭同步注漿以及管道補(bǔ)漿。觸變泥漿的配置方案為膨潤土
400kg、水850kg、純堿6kg、CMC2．5kg，稠度為12-14。該工程
觸變泥漿由地面液壓注漿泵通過2”管路壓送至各個(gè)注漿孔和
(4)計(jì)算機(jī)中的軟件系統(tǒng)，能夠隨時(shí)掌握水利工程施工中
的各種信息，并對(duì)信息進(jìn)行管理與調(diào)整．尤其是計(jì)算機(jī)空間分
析技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了工程信息管理的效率和質(zhì)量。針對(duì)
工程總體的設(shè)計(jì)成果或是具體的細(xì)節(jié)工程、輔助工程等信息
均可以實(shí)現(xiàn)有效的處理和調(diào)整．比如對(duì)水利工程的施工道路、
生活區(qū)、技術(shù)圖紙?jiān)O(shè)置、備料堆放區(qū)等進(jìn)行全面管理．以達(dá)到
對(duì)整個(gè)工程施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制的目的
(5)計(jì)算機(jī)中的軟件系統(tǒng)，可將水利工程施工的各個(gè)階段
通過數(shù)字化技術(shù)呈現(xiàn)出來．針對(duì)人為因素或不可預(yù)知因素所
造成的隱患或損失，水利工程的數(shù)據(jù)庫信息處理系統(tǒng)均能將
其體現(xiàn)出來，可對(duì)施工管理人員、工程技術(shù)人員對(duì)突發(fā)問題或
潛藏隱患的處理起到引導(dǎo)作用。對(duì)工程施工和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行
科學(xué)化管理，從而確保水利工程項(xiàng)目的高質(zhì)、高效建設(shè)。
4 結(jié)語
綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用．
可使設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念更為清晰、直觀的表達(dá)出來．大大提
高了設(shè)計(jì)方案的實(shí)際可操作性。同時(shí)對(duì)施工過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
進(jìn)行采集和分析，有利于施工人員不斷調(diào)整施工計(jì)劃．降低施
工風(fēng)險(xiǎn)，提高工程質(zhì)量，使水利工程的發(fā)展在計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)
助下已經(jīng)邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。
參考文獻(xiàn)
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收稿日期：2016—10—11
LoW cA R8oN WoRLD 2016，lo 低碳技術(shù)
機(jī)頭后的同步注漿系統(tǒng)。可在機(jī)頭位置安裝隔膜式壓力表．對(duì)
注漿量進(jìn)行檢測(cè)．觀察其是否達(dá)到指定位置。在所有注漿孔內(nèi)
均需要設(shè)置球閥．軟管以及接頭的耐壓力設(shè)置為5MPa 支管
同徑為G1”。在工作井洞口的止水設(shè)備前方的建筑空隙位置
可以設(shè)置2個(gè)注漿孔，在管道外壁進(jìn)入洞內(nèi)時(shí)，沒有和土體產(chǎn)
生摩擦前就先浸滿漿液。觸變泥漿會(huì)隨著管外壁向土體滲入。
管道補(bǔ)漿需要按照科學(xué)的秩序進(jìn)行．每次循環(huán)不得少于2次．
每次壓注需要定量。在頂進(jìn)過程中，平均補(bǔ)漿量為建筑空隙的
6倍，每次注漿量為1．2m3／m ，在施工過程中．依據(jù)頂力的變化
對(duì)補(bǔ)漿量進(jìn)行科學(xué)調(diào)整 在泥漿置換后，頇進(jìn)結(jié)束后需要立即
進(jìn)行泥漿液的置換。置換泥漿一般為水泥凈漿．在壓降體凝結(jié)
之后(1d內(nèi))，立即拆除管路。在換上悶蓋則需要立即封堵孔口。
4-3頂管施工的測(cè)量、糾偏和糾扭
首先。頂管測(cè)量 在測(cè)量過程中需要依據(jù)管道中心線和工
作井位的相關(guān)情況建立適宜的地面、地下測(cè)量控制系統(tǒng)，詳細(xì)
如圖2所示 控制點(diǎn)的設(shè)置宜設(shè)置在不容易受到擾動(dòng)、視野比
較清晰、校核準(zhǔn)確等位置。在頂管工作井的內(nèi)部靠后位置設(shè)置
測(cè)量平臺(tái)，需要保證其穩(wěn)固．需在機(jī)頭后殼體圓心出位置設(shè)置
一個(gè)激光靶．在光靶的光點(diǎn)位置顯示的數(shù)值代表的是機(jī)頭尾
數(shù)的實(shí)際偏差 與此同時(shí)．機(jī)頭的最前方也是作為前尺使用
其和機(jī)尾的水平差值代表的是機(jī)頭橫向趨勢(shì)和絕對(duì)偏差、，頂
進(jìn)施工過程中需要結(jié)合機(jī)頭前后殼體間折角、機(jī)頭滾動(dòng)角、傾
斜儀讀數(shù)，也就可以計(jì)算出機(jī)頭的現(xiàn)存偏差和發(fā)展趨勢(shì)，其可
以有效制定糾偏動(dòng)作的方向，需要立即調(diào)整機(jī)頭。其次。頂管
糾偏． 所謂糾偏就是指在設(shè)置了機(jī)頭偏移設(shè)計(jì)軸線，采用設(shè)置
于后部的糾偏千斤頂組調(diào)整機(jī)頭端面的方向，從而縮小偏差，
使得管道可以順著設(shè)計(jì)的軸線頂進(jìn)。頂進(jìn)糾偏一般是采用4
臺(tái)糾偏千斤頂組進(jìn)行糾偏．如果管道偏左那么千斤頂則需要
左右伸縮。若高程以及方向存在偏差．則需要先糾正偏差較大
的一方 糾偏時(shí)需要保證頂進(jìn)時(shí)小角度分級(jí)需要逐步開展，可
反復(fù)調(diào)整 當(dāng)頂管機(jī)頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)．可以在管內(nèi)的相反方向增
加荷載．或者是在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩從而實(shí)現(xiàn)糾正目
的 然后．頂管糾扭。在頇進(jìn)過程中管道扭轉(zhuǎn)是比較常見的問
題，其會(huì)對(duì)管道出泥、電機(jī)安裝等造成影響，所以需要加強(qiáng)控
制．防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角度過大的問題出現(xiàn)。對(duì)此，在糾偏過程中，
需要注意糾偏油缸不能對(duì)管節(jié)形成扭矩。在主頂油缸后座穩(wěn)
固之后． 管道內(nèi)部的設(shè)備需要對(duì)稱安置。盡量不布置在同一
側(cè)．．對(duì)于糾正管節(jié)扭轉(zhuǎn)較為有效的方法為壓重糾扭，也就是在
管道的一側(cè)壓重．這樣可以使得管道向相反的方向扭轉(zhuǎn)。
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圖2頂管頂進(jìn)觀測(cè)示意圖
4．4 沉降控制
①壓力控制的合理調(diào)整。刀盤正面水土壓力不平衡就會(huì)
造成地面沉降或者是凸起．可以依據(jù)管道的布置和地下水活
動(dòng)情況，泥水系統(tǒng)的壓力設(shè)置也需要注意，通常會(huì)比地下水壓
高5kPa．該工程的泥水系統(tǒng)的設(shè)定壓力為55～65kPa 切削土
壤的刀盤壓力需要根據(jù)塔薩基公式進(jìn)行計(jì)算．該工程頂管階
段中的土壓力設(shè)置為3．2～3．8t／m ，在頂?shù)谝还?jié)管節(jié)時(shí)．需要將
正面土壓力調(diào)整到最佳。( 嚴(yán)格控制頂管施工控制。在頂管的
初始階段．需要設(shè)置地面沉降試驗(yàn)段，需對(duì)地面沉降進(jìn)行多次
測(cè)量和監(jiān)管，需要深入了解沉降的原因和變化規(guī)律，并且對(duì)頂
進(jìn)壓力、機(jī)頭倉泥水壓力、注漿量和推進(jìn)速度進(jìn)行綜合考量。
頂進(jìn)軸線偏差過大也會(huì)造成地面沉降．所以在頂進(jìn)操作時(shí)，操
作人員也需要對(duì)造成機(jī)頭偏差量進(jìn)行分析。避免引發(fā)偏差，將
偏差控制在允許范圍內(nèi)。⑧ 進(jìn)出洞口階段控制。頂管出洞口位
置需要采取適宜措施避免沉降。如在掘進(jìn)機(jī)就位之后，需要墊
高機(jī)頭．高度為5mm，出動(dòng)時(shí)掘進(jìn)機(jī)需要持向上狀態(tài)。同時(shí)，需
要對(duì)后座主推千斤頂?shù)暮狭χ行倪M(jìn)行調(diào)整，在出洞過程中需
要對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其有下磕趨勢(shì)
時(shí)，需要采用后座千斤頂進(jìn)行糾偏，因?yàn)榫嚯x比較短，該方法
效果比較明顯 在機(jī)頭后3節(jié)(7．5m)管材上預(yù)埋鋼板環(huán)，預(yù)制
管道過程中需要在該3節(jié)管道上預(yù)埋5道鋼板環(huán)(14×
3O0mm)，需要在模具內(nèi)澆筑混凝土，施工過程中將3節(jié)管材
和機(jī)頭焊接在一起．從而提高管道的整體強(qiáng)度，也可在管道后
方加載壓鐵配重 頂管進(jìn)洞口需要采用適宜的沉降措施主要
如下： 為了避免接收進(jìn)洞口上部土體沉降和洞口封堵時(shí)人員
的人身安全。在施工過程中可在洞口的外側(cè)安插鋼板樁；若工
具管和接收井之間的距離為3m．需要增加軸線的測(cè)量次數(shù)，
保證進(jìn)洞的安全性。在距洞口鋼板樁10cm 處停止推進(jìn)動(dòng)作，
需要將工具管科學(xué)放置在接收井內(nèi)，科鑿除接收井洞口磚墻，
拔除銅板樁，可以直接將工具管推進(jìn)接收井；在工具管被吊出
之后． 可以使用環(huán)形鋼板將預(yù)留孔和管壁之間的孔隙全部焊
接封閉．并且使用壓注微膨脹砂漿填實(shí)。
5結(jié)束語
綜上所述，頂管技術(shù)在當(dāng)前城市水利工作建設(shè)中的應(yīng)用
已經(jīng)趨于成熟．且應(yīng)用范圍較廣，均可取得較好的應(yīng)用效果。
在施工過程中需要做好管道和地質(zhì)勘測(cè)工作，深入了解管道
系統(tǒng)排列．做好規(guī)劃工作。在施工中需注重質(zhì)量和安全管理，
從而保證頂管施工作業(yè)的順利開展。
參考文獻(xiàn)
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收稿日期：2016—10—10
作者簡介：李艷(1982一)，女，工程師，本科。

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