初探顶管施工技术在水利水电工程中的应用

摘要：本文基于对顶管施工技术的简单了解，根据水利水电工程施工过程中应用顶管施工技术的必要性，针对其在长距离水利管道工程、电缆加固、水利安全等方面的应用进行深入分析，有利于提高水利水电工程的整体施工质量和效果，进一步促进我国水利水电工程蓬勃发展。

关键词：顶管施工;水利工程;应用路径

引言：随着我国科技的进步和社会的发展，水利水电工程的建设发展速度与日俱增，但是存在的问题在实际施工过程中逐渐显现出来，施工技术与管理理念跟不上时代潮流，因此，顶管施工技术在水利水电工程中的应用可以有效保障施工单位社会和经济的双重效益，推动我国水利工程可持续发展。

一、在水利水电工程施工中应用顶管施工技术的必要性

顶管施工技术的实质就是不开挖或是进行少量开挖的管道埋设施工技术，指的是在工作坑内，借助于相关设备产生的顶力，缓解管道与土壤之间的摩擦力，从而让管道顺利进入原有设定方向和位置，按照递进的方式继续顶进。顶管施工技术的应用能够有效提高水利水电工程的整体质量，保障工程的安全性能，进一步展现出其实际应用水平和效果，为我国水利水电工程施工提供有效的技术指导，对我国水利工程建设具有十分重要的作用和意义[1]。

二、顶管施工技术在水利水电工程中的应用路径

（一）在长距离水利管道工程中应用

在水利管道工程施工过程中，需要根据线路规划的不同，穿越不同的地质单元，比如地表地层的不同岩石性质、断裂构造等，在一定环境与应用设备条件下，施工难度系数较大，因此，需要采用顶管施工技术进行项目应用，以保证施工的质量与效率。

应用顶管施工技术的首要条件就是需要进行压积注浆从而有效减少管道与土壤之间的摩擦力，然后根据施工过程中的各种参数值、相关理论与设计规范计算出不同接收井内的单位面积管壁和土的平均摩阻力，得出相应技术指标，继而按照其进行相应操作。在水利管道施工初始时，选用钢筋混凝土沉井结构，根据井内不同构造选择适合的尺寸，以满足各段管道埋深要求。在顶进过程中需要对土质变化和工作状态进行观察，以便及时对泥浆浓度进行有效调节，同时需要对泥水压力值的动态进行控制，以保证底层土压力与静水压力相平衡。对泥浆也需要进行控制管理以保证泥浆稳定性，并对顶进过程中管道的行进方向以及地表沉降的重要因素进行严格监测，以此来确保顶进过程中不会出现偏斜现象。

例如：2019年8月12日，中铁集团重庆观景口水利枢纽工程的超长距离岩石顶管新技术首次成功应用，全长为3224米，创顶管施工单洞最长世界纪录。该工程是由枢纽和输水路线共同组成的，采用4台微盾构岩石顶管机施工，与传统施工手法相比，顶管施工技术可实行自动控制系统，且施工效率也提升了5倍，进一步实现智能化施工作业。以顶管技术为依据，进一步将线路进行优化调整，将原来的线路长度由26.67公里调整为21.91公里，减少用地面积的同时，降低了工程成本。

（二）在电缆管道方面的应用

在进行电缆管道铺设过程中，需要根据实际条件的不同，选择不同的顶管施工方式，首先应用构筑主法为钢板柱对工作坑和接收坑进行挖掘，对其整体强度和支撑力进行严格验算。地下水和泥沙的流入会对工作坑正常作业产生一定影响，从而造成严重后果，有效办法是应用混凝土前止水墙、预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成的洞口止水圈，同时需要注意尽量避免地上的高压线、电话线等线路、建筑物以及机动车道，地下则需要远离管道管线和地下构筑物等，并对工作坑的后座力进行有效分析，在水利水电工程电缆管道施工中，最常用的就是曲线顶管施工，其共分为普通型曲线顶管和按照设计的数据对管口进行调整继而推进，并针对其运行过程进行数据计算、测量及监控等有效管理环节[2]。

例如：东莞水利水电供应局就电力电缆的外力破坏，在班组成员以及分局各部门积极配合下，针对钻探施工和顶管施工两个方面进行深入分析和探讨，并建立了“东莞顶管钻探施工联络”微信群，群内成员目前有相关技术人员212人，每周平均有2起顶管信息上报，在防止外力破坏工作中成效显著。由于信息交通的便捷性，东莞水电管理局近几年都未发生110千伏电缆施工外力破坏事件，同时顶管施工技术的应用也保证了施工的质量和效率，有效促进我国水利水电工程的发展。

（三）在水利安全方面的应用

顶管技术的应用，有利于保障水利水电工程的整体质量，确保其安全性能，同时也减少对环境的影响。水利作业是建立在对环境土地征用的基础上，因此，一定会对环境造成一定的影响，比如泥石流、水土流失等。为了减少这种情况出现的可能性，需要采用因地制宜的方法与顶管技术相结合，进行科学配置，确保布局的全面化，要具有提前预知风险的能力，并对风险控制进行优化设计，避免对生态环境造成破坏。为了确保水利工程的稳定性，需要在顶管技术的顶进中对泥浆稠度和压力进行良好的控制，确保静水压力与底层土压力的平衡，并针对实际埋深和地质情况，应用有效方法对其进行优化和调节。

例如：巴南區观景口水利枢纽工程采用了先进的微盾构顶管施工技术，并在水利施工过程中多次采用了新技术、新工艺，将其整体质量提升一个档次。比如在观景口总长为18.8千米、7座无压输水隧洞的施工方法上，采用了微盾构顶管先进技术，设置在工作井附近地标的主控制室可通过PLC自动控制系统，实现开挖、顶进、注浆的全自动化操作，在一定条件下实现了顶管技术的高效性，同时也确保了隧洞施工的安全性。据了解，与传统钻爆技术手法相比，微盾构顶管技术单台机械施工日进度一天可达到15-25米，但是传统挖掘手法一天只可能挖掘3米左右。

结论：综上所述，在水利水电工程施工过程中，为了保证顶管施工技术能更好的展示出其技术水平和效果，需要加强技术管理要求，对施工技术进行有效规划，做好技术处理措施，进一步为工程施工提供保障，将顶管施工技术充分应用于水利水电工程施工中，为我国水利水电工程奠定良好基础。

参考文献：

[1]欧阳琳艳.顶管施工技术在水利水电工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2019（36）：52.

[2]石荣钢.研究顶管施工技术在水利水电工程中的应用[J].建材与装饰，2019（33）：293-294.

作者简介：张文灵，男，1992.安徽和县，助理工程师，大专，研究方向：水利水电工程施工技术