頂管施工在水利水電工程中應(yīng)用

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摘要：水利水電工程對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)而言有著極為重要的作用，以大通縣城關(guān)鎮(zhèn)好來(lái)村為例，對(duì)該區(qū)域內(nèi)所涉及的水利水電工程進(jìn)行工程概況的論述，并通過(guò)施工內(nèi)容與流程探討頂管施工技術(shù)在該工程中的應(yīng)用。從結(jié)果上來(lái)講，合理的頂管施工技術(shù)不但能夠有效降低土方開挖的范圍以及幅度，同時(shí)還能夠?qū)χ苓叚h(huán)境起到保護(hù)作用，避免農(nóng)作物的耕種以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(gè)水利水電工程的最終質(zhì)量也能夠得到有效的保障。

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

在新時(shí)代背景下，國(guó)民的生活質(zhì)量不斷提升，對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視程度也隨之提升。為響應(yīng)國(guó)家生態(tài)環(huán)境政策，減少大面積土方明挖對(duì)生態(tài)植被和基本農(nóng)田破壞，由此需要相關(guān)部門使用頂管方案，進(jìn)而來(lái)確保水利水電工程能夠正常應(yīng)用。為了避免類似的情況出現(xiàn)，和施工單位在進(jìn)行工程施工的過(guò)程中，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行收集，并選用較為先進(jìn)的管理手段，加強(qiáng)頂管施工技術(shù)的模式調(diào)整與應(yīng)用，以此來(lái)確保整個(gè)水利水電工程施工質(zhì)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(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言也有著極為重要的促進(jìn)作用。

1工程概況

本工程處在大通縣城關(guān)鎮(zhèn)好來(lái)村的左河?xùn)|河段，管道段為16＃支線5＋71578到6＋25711，河床的左岸地勢(shì)比較陡，坡度在30～35°之間。當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門已經(jīng)完成了樹木的栽種，使得村民基本農(nóng)田不能重建，開挖斜坡后，坡面高達(dá)20～25m，且好來(lái)溝內(nèi)部的村民房屋位于管道下方，存在安全隱患。為了滿足我國(guó)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)方針，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，保障工程的安全性。根據(jù)發(fā)包人、設(shè)計(jì)、地質(zhì)、監(jiān)理、承包人的現(xiàn)場(chǎng)勘察，確定該段采用DN1000型預(yù)應(yīng)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(zhǎng)2426m；2＃頂管樁編號(hào)5＋9646到6＋1331長(zhǎng)1685m。對(duì)原有19＃檢查井和分水井進(jìn)行了重新定位，并將20號(hào)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(gè)鋼彎和橋墩。

2頂管工程的技術(shù)特點(diǎn)

在傳統(tǒng)的工程施工技術(shù)中，往往會(huì)涉及開挖技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)大面積開挖土方的方式來(lái)達(dá)到相應(yīng)的施工目的，進(jìn)而來(lái)滿足后續(xù)的工程建設(shè)需要，但是在這一過(guò)程中便會(huì)出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題，比如說(shuō)灰塵污染嚴(yán)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(guó)民的生活質(zhì)量無(wú)法得到有效保障，同時(shí)也違背了我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目的，進(jìn)而導(dǎo)致施工大內(nèi)自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展受到較為不利的影響［1］。相比之下，頂管工程技術(shù)本身在技術(shù)特性上屬于非開挖技術(shù)，其本身對(duì)于土壤的破壞程度較小，詳細(xì)特點(diǎn)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(shù)能夠在不破壞地面，不開展任何開挖的前提下進(jìn)行工程施工，無(wú)論是公路、鐵路、河流乃至城市地下區(qū)域都能夠完成相應(yīng)的工作，安全性較高的同時(shí)，還能夠避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較為不利的影響與破壞。2）由于頂管施工技術(shù)本身并不會(huì)涉及地面的開挖工作，因而不會(huì)對(duì)管道結(jié)構(gòu)的上層區(qū)域產(chǎn)生任何程度的影響，對(duì)于管道自身而言，也不會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的變形情況，使得管道的使用壽命大幅度提升，性能質(zhì)量也能夠得到有效保障［2］。3）頂管施工技術(shù)本身有著極高的經(jīng)濟(jì)性，在傳統(tǒng)的開外技術(shù)手段中，一般都需要施工單位提供相應(yīng)的拆遷費(fèi)用，以此來(lái)完成后續(xù)的施工內(nèi)容，而頂管施工技術(shù)由于其本身特性的影響，在使用長(zhǎng)度上相對(duì)較短，同時(shí)也不會(huì)涉及房屋動(dòng)遷與拆除的情況，能夠?yàn)槭┕挝还?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(shù)不但能夠滿足管線鋪設(shè)的各方面需求，同時(shí)在靈活性程度上也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的保障，同時(shí)，作為頂管施工技術(shù)中的一種，還能夠利用頂管施工技術(shù)來(lái)完成管棚的搭建工作，為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

3頂管施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

新世紀(jì)以來(lái)，人民的生存水平越來(lái)越高，人們?cè)絹?lái)越注重環(huán)保。為了滿足我國(guó)的環(huán)保要求，為了降低大范圍的土方開挖對(duì)生態(tài)和耕地的損害，必須采用相應(yīng)的管理措施，以保證水利工程的順利運(yùn)行。同時(shí)，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，建設(shè)部門在開展項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，必須要搜集相關(guān)的資料，采用比較成熟的技術(shù)，強(qiáng)化技術(shù)的運(yùn)用，從而保證整個(gè)項(xiàng)目的施工品質(zhì)，同時(shí)也可以有效地保證項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言也具有極為重要的促進(jìn)作用［3］。31施工準(zhǔn)備1）對(duì)工程進(jìn)行前期工作，掌握工程設(shè)計(jì)圖，掌握工程地質(zhì)地貌，確定穿越現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)光纜、電纜及地下掩體。若發(fā)現(xiàn)有地下掩體，須經(jīng)相關(guān)單位及相關(guān)人員確認(rèn)，則利用手工挖掘?qū)㈦[蔽物顯露出來(lái)；若有，則征得相關(guān)單位及相關(guān)人員的許可后，予以防護(hù)。2）配備工作。本專業(yè)的建筑團(tuán)隊(duì)配置、人員配備，力爭(zhēng)做到專業(yè)水準(zhǔn)、具有工程建設(shè)的豐富經(jīng)驗(yàn)。要做到科學(xué)的分工和緊密的合作，才能進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)和控制。新來(lái)的員工都需要登記健康信息，并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。投入土方，混凝土，防護(hù)排水，管道頂進(jìn)四個(gè)工作小組。土工隊(duì)伍的勞動(dòng)力以機(jī)械操作手、司機(jī)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(hù)排水工程隊(duì)伍投入的勞動(dòng)力以電工、普工為主；管道頂進(jìn)施工班組投入的勞動(dòng)力以起重工、司機(jī)、機(jī)械操作手、專業(yè)技工、機(jī)械修理工為主。3）機(jī)器的投資：嚴(yán)格按工程的實(shí)際工作量，配備各種機(jī)械和設(shè)備；確保機(jī)器的運(yùn)行正常，并有完備的配套；合理安排場(chǎng)地，預(yù)先進(jìn)行安裝和測(cè)試，在施工期間，盡量利用機(jī)器和設(shè)備，防止空閑和缺位，保證項(xiàng)目的正常進(jìn)行；施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械和器材必須嚴(yán)格遵守施工進(jìn)度，進(jìn)場(chǎng)后嚴(yán)禁擅自撤離。4）原料的制備：該項(xiàng)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(zhì)的供應(yīng)商通過(guò)車輛運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，地面材料（碎石、砂）等，由鄰近的料場(chǎng)進(jìn)行，全部由車輛運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)堆料場(chǎng)進(jìn)行堆存［4］。結(jié)合項(xiàng)目的具體特點(diǎn)和工期安排，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，結(jié)合項(xiàng)目的資源供給和項(xiàng)目的需要，按照業(yè)主和監(jiān)理的要求進(jìn)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(jìn)場(chǎng)之前進(jìn)行品質(zhì)檢查，經(jīng)確認(rèn)無(wú)誤后才能簽署供貨合約。物料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)重新進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，通過(guò)驗(yàn)收后方可投入生產(chǎn)。所有物料的進(jìn)入和分發(fā)都要經(jīng)過(guò)檢測(cè)和測(cè)量，并對(duì)物料進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

32測(cè)量放線與開挖

按照所需的控制樁，用全站儀器標(biāo)出穿過(guò)管道的中樁點(diǎn)，在施工帶的邊緣處鋪設(shè)白灰線，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(tái)由一工作臺(tái)和一接收臺(tái)井組成，采用手工＋機(jī)械法進(jìn)行掘進(jìn)。在地形平整處進(jìn)行頂管施工，4m以下，采取分層施工，深05m，在井下挖1個(gè)接受坑，深度大于設(shè)計(jì)的井下05m。挖坑底部要平整，高度偏差不大于20mm。在這一過(guò)程中，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)頂管工作坑允許偏差的管控，詳細(xì)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(jìn)行相應(yīng)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(jìn)行首次開挖；2）在進(jìn)行頂升前，應(yīng)對(duì)其與設(shè)計(jì)軸線的誤差進(jìn)行校正，誤差不可大于3％，并對(duì)套管的頂部進(jìn)行了檢測(cè)，確定其深度符合規(guī)范；3）井筒頂入工作遵循掘進(jìn)、鉆入主液壓缸、取回主液壓缸、增加頂鐵、掘進(jìn)等工序；4）在施工中遇到巖體時(shí)，應(yīng)使用風(fēng)鎬進(jìn)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(lái)的土石從套管中搬運(yùn)出來(lái)，再由挖掘機(jī)或小型吊車將土石搬運(yùn)到工地上進(jìn)行作業(yè)；6）根據(jù)上述的頂入步驟，將套管一次一次地推入，直至套管達(dá)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(zhì)保障

1）礦洞：嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)范，嚴(yán)禁擅自更改作業(yè)方式。枕鐵或枕頭應(yīng)比鋼管外底高度低2cm，間隔要均勻，鋪設(shè)的縱坡度應(yīng)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(shè)計(jì)的管線傾斜。2）環(huán)保與文明建設(shè)的對(duì)策：①嚴(yán)格遵守建設(shè)部“文明施工”的相關(guān)規(guī)定建立健全文明施工的組織和管理制度；②要加強(qiáng)對(duì)安全、文明建設(shè)的宣傳和教育，增強(qiáng)對(duì)文明建設(shè)的認(rèn)識(shí)；③在頂管處設(shè)置臨時(shí)圍護(hù)，使其整潔、美觀；④在施工場(chǎng)地內(nèi)，應(yīng)采取噴灑和防塵的方法，以保證路面無(wú)粉塵。土方運(yùn)輸車輛不得裝載過(guò)重，并用篷布覆蓋在車頂。水泥、沙土、灰土等易飛物應(yīng)在倉(cāng)庫(kù)中儲(chǔ)存或密封；運(yùn)輸時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施；⑤建筑垃圾必須集中處理，不得隨意焚燒；⑥對(duì)人工施工噪聲采取了降低噪聲的措施和管理制度，并加強(qiáng)了對(duì)噪聲的控制，使噪聲降到最低；⑦施工場(chǎng)地和生活區(qū)應(yīng)保持整潔，并設(shè)有專人負(fù)責(zé)清潔、清潔。臨時(shí)食堂的設(shè)立須由衛(wèi)生局審核批準(zhǔn)，建立有效的、可行的食品衛(wèi)生管理體系，并嚴(yán)格落實(shí)；⑧工地建立消防安全責(zé)任制，設(shè)置專職消防、保安干事，并進(jìn)行培訓(xùn)；⑨在施工場(chǎng)地及居住區(qū)域應(yīng)配置有效的設(shè)備和設(shè)備，并應(yīng)將易燃物品集中堆放，并采取安全措施，并設(shè)立醒目的防火標(biāo)識(shí)。要嚴(yán)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(hù)，并在工地上進(jìn)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(guò)程中，需要先將頂管進(jìn)行固定處理，使其落于導(dǎo)軌之上，并由專業(yè)人員對(duì)頂管中線以及標(biāo)高差進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，確保誤差數(shù)值能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保滿足設(shè)計(jì)要求后對(duì)整個(gè)鋼管高程加以檢查，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)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(shè)備和頂管之間增加一個(gè)承力板；為了確保頂管的前進(jìn)方向，千斤應(yīng)該按照頂管的中心軸對(duì)稱排列；③在對(duì)頂管進(jìn)行頂進(jìn)的過(guò)程中，施工單位應(yīng)當(dāng)先要一人工手段為基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)頂管前端開展挖土處理，并在同一時(shí)間完成管壁的拆除作業(yè)，避免泥土堵塞對(duì)后續(xù)工程內(nèi)容產(chǎn)生較為不利的影響；④在頂管作業(yè)中，安裝水平計(jì)，控制中心線，每進(jìn)30～50cm時(shí)，應(yīng)觀察頂管中心線、高程等，并根據(jù)施工放線時(shí)所設(shè)置的中心樁進(jìn)行監(jiān)控，如有位移，應(yīng)采取相應(yīng)的措施加以調(diào)整。4）緊急情況計(jì)劃：①道路沉陷：保證技術(shù)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(shè)間隔2m的觀測(cè)站，按每小時(shí)的頂進(jìn)位置進(jìn)行觀測(cè)，如果出現(xiàn)3cm以上的塌陷，則應(yīng)立即停止工作，查找原因，并進(jìn)行調(diào)整，并采取相應(yīng)的措施。當(dāng)沉降出現(xiàn)得到控制后，按照調(diào)整計(jì)劃進(jìn)行。當(dāng)塌陷出現(xiàn)無(wú)法控制時(shí)，立即停止頂管，立即進(jìn)行灌漿，以保證路面的穩(wěn)定性。同時(shí)，還請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，以保證路面的安全；②道路坍塌：首先要保證在技術(shù)和建設(shè)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(shí)，確定緊急道路的臨時(shí)路徑，并將其用作緊急交通通道；協(xié)調(diào)交警，組織交通分流，確保在正饒線封閉時(shí)，緊急通道不能通過(guò)；選擇指定的單位作為緊急搶險(xiǎn)單位，確保道路坍塌后立即進(jìn)行路面修復(fù)，以確保正饒線盡快開通。③火災(zāi)爆炸事故和人員窒息應(yīng)急程序應(yīng)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(yīng)該馬上打電話給警察。本方案一經(jīng)實(shí)施，有關(guān)人員必須把處理突發(fā)事件作為第一要?jiǎng)?wù)，不得推諉拖延。各部門、各單位必須服從指揮，協(xié)調(diào)配合，配合工作。對(duì)失職或者失職，導(dǎo)致嚴(yán)重后果的，要追究相關(guān)人員的責(zé)任。在接到報(bào)警后，工程人員應(yīng)當(dāng)按照預(yù)先擬定的緊急預(yù)案，迅速組織搶險(xiǎn)救災(zāi)；如果情況緊急，無(wú)法控制和處置，應(yīng)及時(shí)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(diǎn)，確保搜救工作的順利進(jìn)行，疏散群眾到安全區(qū)域。在緊急醫(yī)療過(guò)程中，遇到危及生命的狀況時(shí)，首先要保證自身的安全，然后迅速組織人員撤離危險(xiǎn)區(qū)，然后進(jìn)行緊急搶救。切斷電源和可燃?xì)怏w（液體）的運(yùn)輸，以避免事態(tài)進(jìn)一步惡化。保安主管是應(yīng)急聯(lián)絡(luò)人，處理突發(fā)事件。在緊急事件處理完畢后，由安全主管負(fù)責(zé)填寫記錄，并組織有關(guān)人員研究預(yù)防意外事件的措施。

4過(guò)路頂管施工技術(shù)保障措施

41確定安全生產(chǎn)目標(biāo)

為了確保頂管送工作能夠順利開展，施工單位在進(jìn)行工程施工與管理的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)依照實(shí)際情況進(jìn)行內(nèi)容調(diào)整，明確施工技術(shù)處理要求，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行安全生產(chǎn)目標(biāo)控制工作，確保整個(gè)技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，并為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在這一過(guò)程中，施工單位需要明確安全生產(chǎn)的重要性，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行安全防控工作，通過(guò)合理的手段實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)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(jìn)程不會(huì)受到影響，施工單位自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的保障。

42完善組織建設(shè)

有關(guān)施工組織的管理是頂管施工中不可或缺的重要內(nèi)容，并與人們的日常生活有著緊密的聯(lián)系。在這一過(guò)程中，施工單位需要依照水利水電工程的施工需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，明確施工建設(shè)目標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)開展科學(xué)協(xié)調(diào)處理，這樣不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工組織的保障工作，同時(shí)還能夠?yàn)楹罄m(xù)開展施工技術(shù)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。比如說(shuō)，施工單位在開展組織建設(shè)的過(guò)程中，可以依照施工要求，針對(duì)各部分施工人員所要承擔(dān)的職責(zé)與義務(wù)，開展相應(yīng)的科學(xué)劃分，使得每個(gè)人都能夠按照自身職責(zé)進(jìn)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(shí)還能夠起到提升工程施工管理水平的作用，對(duì)于施工單位自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展有著極為重要的作用。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水利水電工程是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(shù)具有更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保保護(hù)特性，能夠有效降低外界因素的干擾，提高施工效率，降低風(fēng)險(xiǎn)阻礙，確保生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(duì)整個(gè)工程質(zhì)量發(fā)展也會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)，且滿足施工單位的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。

作者:王寧 單位:甘肅省水利水電建筑安裝工程有限責(zé)任公司