顶管掘进施工技术在水利工程中的应用研究

张正

摘要：随着当前社会经济的进步，我国水利工程建设规模逐年增加，而顶管掘进施工作为在水利工程建设中的常用施工技术，其所具有的先进性特点较为突出，不用进行大面积开挖便可完成对水利工程地下管道的铺设，保障周边环境不会遭到破坏。近年来顶管掘进施工技术也得到一定发展完善，其在水利工程中的应用效率和应用效果也得到全面提升。

关键词：顶管掘进技术;水利工程;应用

中图分类号：TV52

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）01-0075-02

0引言

顶管掘进施工技术在水利工程中的应用，在实际实践期间必须根据具体信息对其各施工环节专业技术节点做好实时把控，才能确保顶管掘进施工技术应用质量完全达到预期要求。与此同时随着时代发展，必须做好对顶管掘进施工技术的实时改进和完善，确保其能够满足现代水利工程施工要求。

1在水利工程中的应用价值

1.1有效降低水利工程投资成本

顶管掘进施工技术在水利工程中的应用价值主要体现在能够有效降低水利工程投资成本上，结合实际来看在当前市场经济条件下，顶管掘进施工技术在水利工程中的应用，虽然从表面上看其施工费用往往较之传统地面明开挖要高出很多，但综合考虑地面明开挖的各种附加费用。比如：道路维修、其他管道线路迁移等费用，顶管掘进技术在水利工程中的应用实际上最大限度的缩减了整个水利工程建设投资成本，对我国水利工程行业整体建设发展意义重大。

1.2不会对周边生态环境造成破坏

顶管掘进施工技术在水利工程中的应用不会对区域周边生态环境造成破坏，从现实角度出发来看，传统水利工程建设施工基本是通过地面明开挖来完成，此期间所带来的对区域交通阻断、房屋拆迁等问题较为明显，所产生建筑垃圾会对周边生态环境造成极为负面的影响。但顶管掘进施工技术的应用能够避免此类问题的发生，不会对周边生态环境造成破坏，确保水利工程形成可持续施工发展模式。

2顶管掘进施工技术工艺内容

顶管掘进施工技术工艺包含了工作坑和接收坑、洞口止水圈、掘进机、主顶装置、顶铁、基坑导轨、后座墙分项施工。其中工作坑主要是对顶进设备进行实时安放的场地，也是顶管掘进机的始发区域，此期间工作坑也可看做是承受主顶油缸推理反作用力的构筑物，而接收坑则主要是接收相应掘进机的场所，管道在此期间会从工作坑内做节节推进，到达接收坑时将掘进机做吊起设置，把第一节管道做推出设置以完成顶管掘进施工。

而洞口止水圈则是以安装在工作坑以及接收坑洞口来体现，其是确保顶管掘进工程施工稳定性和流畅性的前提;注重掘进机作为顶管掘进施工主要机械设备，其必须安放在所顶管道最前端，做好对其机器形式、结构、质量、参数等方面的全面检查，明确掘进机是保障取土以及管道顶进方向正确性的关键[1]。

顶管掘进施工技术工艺中的主顶装置则主要是由主顶油缸、主顶油泵、油管、操作台等组成，其操作步骤及流程的規范合理性也是顶管掘进施工技术质量能够得以保障的前提;而顶铁则主要是将主顶缸推力做所顶管端面的均匀分布，以达到弥补主顶油缸行程以及管节长度不足的目的。

基坑导轨则是使推进管在工作井中导向稳定性能够得到有效体现，同时其也可以为顶铁工作提供托架;而后座墙施工环节则是将主顶油缸推力的反力传递至工作后部土体中去的墙体，这个过程中在后座墙与主顶油缸间会进行钢结构构件增垫，确保油缸反力可以均匀传递至后座墙上，以此使顶管掘进施工技术质量能够完全达到预期要求。

3在水利工程中的应用改进及前景

3.1改进特点及原理

结合上文对顶管掘进施工技术在水利工程中的应用价值以及自身工艺特点分析，可以看出其所涉及专业性知识较多。而随着近年来时代发展，水利工程施工规模以及品质功能的提升，使得顶管掘进施工技术在水利工程中的应用标准要求也得到相应提升，传统的顶管掘进施工技术无法达到大口径顶管施工标准，因此其应用也无法满足当前大规模水利工程施工要求，所以对其技术应用进行实时改进便显得极为必要。

这个过程中主要根据岩性土质特性，来将铣挖机工作原理融合应用至顶管岩性土质顶管施工中，此技术将很好的解决大口径管道穿越岩性土层施工难题;使顶管施工技术实现了针对不同的地质情况，施工条件和设计要求，选用与之相适应的非开挖管道埋设的施工方式。从现实角度出发，一直以来顶管施工最突出的特点即适应性问题，施工方法直接决定顶管工程的质量、成本、进度。

但目前市场上较为常用形式主要是以手掘式顶管和泥水平衡式顶管来体现，这种方式目前还无法满足大口径顶管施工，我国也无适用于中强度大口径管道穿越岩性土质的掘进设备。而宁夏水利水电工程局在近几年承建宁东供水工程施工中，因管道断面多为岩性土质，管道穿越园区道路多采用大开挖或人工掘进方式。

此期间在开工前针对施工现场进行实时取土样分析，按照岩性土样特性及岩性强度论证该设备各项技术指标满足破碎要求。将自制的铣头与U15型挖掘机进行连接，进入管道内部按规范要求进行顶管作业面土方铣切，铣切下来土方人工清运至弃土场，清理出一定作业面后将管道顶进，由此循环作业完成顶管施工任务[2]。

3.2对比传统顶管掘进施工技术应用优势明显

对比传统顶管掘进施工技术其在当前我国水利工程中的应用优势明显，以往传统顶管掘进施工只适用于土质较松软土层，遇岩性土质一般采用风镐、电镐等小型工机具，施工效率低，用工量大，不安全风险增加;同时泥水平衡顶管方式作为在不允许爆破环境下针对岩性土质常用的掘进方式，该方法需要较大的循环水池和砼工作井，前期准备工作周期长，施工成本高，目前，市场泥水平衡式顶管最大能够顶进DN1500mm管道，无法满足大规模供水工程大口径管道供水要求;而将铣挖机工作原理融合应用至顶管岩性土质顶管施工，则不必担心上述问题，其自制变速箱配液压泵后组成铣挖设备与小型挖掘机改装进入管道内部作业的新型铣挖设备，该设备操作简单，工作效率较高，利于U15型挖掘机液压及动力系统，减少发电等辅助设备投入，保障工程施工质量同时，最大限度降低了施工成本。

3.3应用前景广阔

将目前市场各种机械设备原理进行拼装，拼装出此类新型顶管掘进设备，现已初步试验成功，改装后的机械设备将满足大口径管道穿越岩性土层的各项技术要求，该设备投入使用后将改变传统的顶管掘进方式，为今后类似工程积累宝贵经验，因此其整体应用前景极为广阔。

4结束语

通过对顶管掘进施工技术在水利工程中的应用研究，可以看出在实践期间注重其技术工艺与时代发展要求的同步统一性，实时的对其进行改进和完善，对我国水利工程建设发展意义重大。

参考文献

[1]石振军.顶管施工技术在水利工程中的应用[J].科技创新导报，2018，15（8）：40，42.

[2]钱治国.浅议顶管施工技术在水利建设工程中的应用[J].科技与企业，2015（24）：149.

[2]程颖，周钰林.顶管技术在断头浜打通工程中的应用与分析[J].水利科技与经济，2013（4）：103-105