顶管掘进施工技术在水利工程中的运用

摘要：在我国社会经济不断发展的背景下，各种水利工程建设项目逐渐增多，这为我国的经济发展提供了基础保障。但是在水利工程建设过程中，仍然存在着一些问题，比如工程施工效果不佳、工程施工技术落后等，这些问题直接影响了水利工程建设项目的整体品质和效率。为了有效解决这些问题，需要利用顶管掘进施工技术来提高水利工程建设效果和效率。顶管掘进施工技术是指通过机械设备将管道从地下挖掘出来并送到指定位置的一种施工方法。顶管掘进施工技术具有很多优点，比如施工速度较快、不会对环境产生太大影响、施工成本较低等，这些优势可以有效提高水利工程建设项目的整体效果和效率。

关键词：顶管掘进；施工技术；水利工程；运用

1顶管掘进施工技术原理

顶管掘进施工技术的基本原理是，利用主顶油缸与管线之间、中继线之间的关系，沿工作井内直接穿越地层，直至到达接收井所处的位置，进行提升作业。该工序是在施工过程中，在工作井与接收井之间埋设紧跟在钻进设备后面的工具管，最后实现无开挖铺设管线的目标。

2.顶管掘进施工技术在水利工程中的运用

2.1施工测量

2.1.1平面控制网

在施工前，应首先布置一个平面控制网，以便于施工的顺利进行。根据设计图纸在管线位置上布设平面控制网，以保证控制网的准确性及完整性。在整个工程中，平面控制网的布设主要包括：第一，根据设计图纸在管线上布设一个永久性的导线点；第二，根据施工要求及现场情况设置四个永久性导线点，每隔一定距离设置一个水准点；第三，根据设计图纸在管线上布设一个水准点；第四，根据现场情况布设一个临时水准点。为确保控制点的稳定，便于施工，应将控制点布置于场地周围的地质条件较为稳定的基岩上。

2.1.2高程控制网

在完成平面控制网的布设工作后，要对高程控制网进行加密，而在对高程控制网进行加密时，要采用水准测量的方式，主要是为了对施工的高程进行控制，进而保证施工效果。（1）水准点：在进行高程测量时，要对水准点进行布设，通常情况下采用两点法或三点法来完成，在完成工作之后要对这些水准点的位置进行测量和记录。（2）高程控制网：在对高程控制网进行布设时，要对测量方案进行确定，通常情况下采用导线测量的方式来完成，而在进行高程控制网布设时，要采用闭合水准测量的方式来完成。（3）测量仪器：在对高程控制网进行布设时，要采用全站仪。（4）测量要求：在对高程控制网进行布设时，要采用全站仪的方式来完成，通常情况下采用极坐标法来对高程控制网进行布设，从而保证高程控制网的精度，进而保证施工效率，提高工程的效益。

2.1.3控制网的复测

在顶管施工测量之前，首先要对顶管施工测量进行复测，测量完成后，将复测数据整理分析，及时发现问题并采取措施解决问题，为工程项目后续的顺利开展奠定基础。在顶管施工过程中，需要对设计方案进行验证，将测量数据和设计方案进行比对分析，发现偏差及时纠正。如果顶管施工过程中发现控制点被破坏或者被移动的情况出现时，要及时向设计单位进行反馈和沟通，并对施工方案进行优化和调整。顶管施工时需要在现场对轴线和高程控制网进行复测，并按照相应的规范要求处理好误差，提高测量的精度和可靠性，为后期的顶管施工提供可靠的数据支持。

2.1.4基站设立

在进行测量时，需要先将基站建立起来，然后通过基站控制点将顶管工程中的高程进行传递，在整个顶管工程的施工中，需要将施工地的平面坐标和高程传递到基站，这样才能够保证整个工程的准确性。（1）施工前期需要设立临时控制点，对各个区段进行全面测量，以此来确保每一段区段的测量精度和准确性。（2）在进行顶管工程施工时，需要将高程传递到基站当中，这就需要将施工场地的平面坐标以及高程传递到基站中。（3）在进行施工测量时，可以采用全站仪的方式，对工程中每一个区段进行测量，以此来确保整个顶管工程的顺利完成。

2.2测量放线与开挖

首先，为了能够保证测量工作的准确性，相关工作人员要在测量数据的基础上进行现场的放线和开挖。在放线过程中，工作人员要合理地将设计图纸中的设计参数进行计算，并根据施工现场的实际情况进行调整。在施工之前，需要对设计图纸进行核对，并根据核对结果确定顶管位置、距离和管径。其次，在正式顶进前，工作人员要先做好相关准备工作。工作人员需要对地下管线的布置进行仔细地研究和测量，并将管道的坐标、高程等相关数据都记录下来。工作人员要对相关资料进行全面地审查和分析，从而准确地确定顶管施工所需要的设备。最后，工作人员需要按照设计图纸和规范要求进行开挖。在开挖时，工作人员要保证顶管的方向和角度符合要求，并合理地控制施工进度。在开挖过程中，工作人员要保证顶管施工的稳定性，防止发生顶管事故。在顶进前，工作人员要做好管道的准备工作，并对管线进行保护。

2.3顶管进、出洞

顶管施工时，要根据管道的类型、顶管的长度、穿越的地理位置、顶管施工方法和要求，在施工前制定顶进方案。采用千斤顶将钢管顶入工作井内，管道在顶进面中心位置与工作井之间进行水平连接，再利用油压千斤顶将管道向前推进。为防止管道发生上浮，在进洞段和出洞段分别设置两道止水措施，一是在管道进入隧道前先对工作井进行加固，二是在管底浇筑混凝土盖板。施工中在进洞位置设置了四道止水钢板，其中在工作井口与接收井之间设置了三道止水钢板；出洞位置设置了三道止水钢板。止水钢板与顶管施工缝间采用水泥砂浆填充。为防止顶管在工作井口和接收井口出现倒土现象，在工作井外壁浇筑了一层混凝土盖板。由于顶管施工中采用的是泥水平衡式顶管机，其工作井内设有液压系统和控制系统，所以其井内壁也需进行防渗处理。施工中采用两种方法对井壁进行防渗处理：一是在井底浇筑一层混凝土层，将井底与地面连接处填塞水泥砂浆；二是在井壁和顶管机之间浇筑混凝土隔墙。顶管施工前，对工作井和接收井进行加固，并在管底浇筑混凝土盖板，对洞口止水效果进行检查。在顶管进、出洞口段还需对工作井和接收井进行加固，以防止顶管在施工中发生上浮。

2.4顶管施工纠偏和纠扭

2.4.1顶管纠偏

当管道出现偏离设计轴线时，可根据实际情况，通过顶进千斤顶、纠偏千斤顶等方法，对偏差进行纠偏。当管道发生横向位移时，可在机头侧设置有2台纠偏千斤顶组，1台位于机头后部，另1台位于机头前部。纠偏千斤顶组的中心线与管道中心线平行，并与管道轴线垂直。当管道发生轴向位移时，可在机头前方的管道中部，设置一个附加的纠偏千斤顶组。该千斤顶组的轴线应与管道轴线垂直，其前端应设置有止水圈和导向装置。在管道向前推进时，可通过调整千斤顶组来纠正偏差。

2.4.2顶管纠扭

在顶管施工中，经常出现管节扭转的现象，这种现象的出现将严重影响顶管施工效果，甚至会引起顶管施工事故。顶管纠偏是解决管节扭转的有效方法，但纠扭必须及时。纠正扭转的方法有很多，常见的有两种：一种是采用顶进压力和纠偏油缸对管节进行扭转，使管节向另一侧扭转；另一种是在纠偏油缸后座上设置一个小平台，使纠偏油缸始终位于小平台上。纠扭措施：采用顶进压力和纠偏油缸对管节进行扭转，可以有效地纠正管节扭转。如果采用压力和纠偏油缸对管节进行扭转，由于管节位于纠偏油缸后座上，因此需要较大的顶力才能将管节扭正。

3.结束语

总而言之，顶管掘进施工技术在水利工程中的应用具有很多优势，比如施工速度较快、不会对环境产生太大影响、施工成本较低等。为了能够提高顶管掘进施工技术在水利工程中的应用水平，需要充分发挥其优势，避免出现问题，从而提高水利工程的建设效果。同时，还需要通过采取科学的措施对顶管掘进施工技术进行完善，以提高施工效果。在工程建设过程中，还需要做好相关的监督管控工作，严格按照设计图纸进行施工。同时，还要注重对顶管掘进施工技术的创新和优化，以提高顶管掘进施工技术的应用水平。