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頂管施工技術在水庫工程建設中的應用

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	點擊數：
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低碳技術 LOW CARBoNWoRLD 2016／10
頂管施工技術在水庫工程建設中的應用
李艷(中國水利水電第十六工程局有限公司，361009)
【摘要】頂管技術的突出優勢為施工成本低、有利于保護生態環境，其對于水庫工程建設十分重要。本文結合的具體工程實例對頂管的具體施
工技術措施進行闡述，并分析了施工過程中的注意事項，供相關人士參考。
【關鍵詞】頂管；水庫；技術措施
【中圖分類號】TV52 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095—2066(2016}3o一0094—02
1 引吾
頂管施工技術在水庫工程建設中較為普遍的技術類型之
一
． 其可在不破壞地表結構的情況進行管道的鋪設工作，實現
可對生態環境的有效保護．其優勢逐漸凸顯。隨著工程進度的
逐漸加快．頂管技術在我國水庫建設工程中日益廣泛，下面就
頂管技術在水庫工程建設中的應用進行分析。
2實例概述
根據廈門島外地區供水發展情況，石兜水庫除險加固施
工期間需同步供水，如果按照庫水位降至死水位25．34m 的方
案進行進水口的施工．將會存在進水口施工期間供水問題和
水質惡化兩個問題。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。廈門石兜水庫除險加固改造工程C1標進
水口頂管施工中，地質條件復雜，高水位工況下進行頂管施工
難度大
1一管節；2一洞口止水系統；3一環形頂鐵；4一弧形頂鐵；5一頂進導軌；6一主
頂油缸；7一主頂油缸采；8-測量系統；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施工前準備工作
在施工前需要做好準備工作．深入了解施工現場的地形
地貌，地形會對頂管技術執行造成很大影響，因此在施工前需
要做好地質調查，對地形地貌進行全面勘察，在勘察過程中，
可以掌握施工現場地形，依據前期的管道分布以及相關信息
制定施工方案．有效避免施工作業對建筑物的負面影響，在施
工過程中需做好防護措施。同時，需要科學設置工作井位置，
在選擇時需要就地形等因素進行綜合考量，該工程將工作井
設置在離建筑物較遠且交通比較便利的位置，且在其附近懸
掛了警示牌。
4 頂管施工技術的應用
4．1頂管進、出洞
① 因為管道所穿越地層為粉質粘土、壤土夾薄層粉砂，其
呈現為軟塑 可塑狀態，所以頂管進、出洞口的止水效果和初
始頂進段地基承栽力是需要格外注重的。在施工階段，進出洞
口區域需要采用水泥攪拌樁進行加固．攪拌樁一般設置為兩
排，直徑為+600。套打20cm，強度為1MPa，加固寬度是出洞
口左右的兩側為2m。② 頂管進、出洞口降水措施。因為該工程
的頂管是埋設在( 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，其具有潛水的風險。因此．在施工過程中．施工單位
事先在上下游沉井格處設置了8口降水管井，這樣可以降低
地下水位。同時也需要對降水水位進行跟蹤觀測。需控制在管
底以下0．5m處．這樣才能破門出洞以及進洞。
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．這樣就形成了一個泥漿保護層．其可以起到支撐地層的作
用，也可以有效避免地面沉降，緩解頂進阻力。該工程注漿有
機頭同步注漿以及管道補漿。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”管路壓送至各個注漿孔和
(4)計算機中的軟件系統，能夠隨時掌握水利工程施工中
的各種信息，并對信息進行管理與調整．尤其是計算機空間分
析技術的應用，大大提高了工程信息管理的效率和質量。針對
工程總體的設計成果或是具體的細節工程、輔助工程等信息
均可以實現有效的處理和調整．比如對水利工程的施工道路、
生活區、技術圖紙設置、備料堆放區等進行全面管理．以達到
對整個工程施工質量進行有效控制的目的
(5)計算機中的軟件系統，可將水利工程施工的各個階段
通過數字化技術呈現出來．針對人為因素或不可預知因素所
造成的隱患或損失，水利工程的數據庫信息處理系統均能將
其體現出來，可對施工管理人員、工程技術人員對突發問題或
潛藏隱患的處理起到引導作用。對工程施工和數據分析進行
科學化管理，從而確保水利工程項目的高質、高效建設。
4 結語
綜上所述，計算機技術在水利工程設計和施工中的應用．
可使設計人員的設計理念更為清晰、直觀的表達出來．大大提
高了設計方案的實際可操作性。同時對施工過程的實時數據
進行采集和分析，有利于施工人員不斷調整施工計劃．降低施
工風險，提高工程質量，使水利工程的發展在計算機技術的協
助下已經邁入了一個嶄新的時代。
參考文獻
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[J]．工程技術：全文版，2016(38)：00181．
收稿日期：2016—10—11
LoW cA R8oN WoRLD 2016，lo 低碳技術
機頭后的同步注漿系統。可在機頭位置安裝隔膜式壓力表．對
注漿量進行檢測．觀察其是否達到指定位置。在所有注漿孔內
均需要設置球閥．軟管以及接頭的耐壓力設置為5MPa 支管
同徑為G1”。在工作井洞口的止水設備前方的建筑空隙位置
可以設置2個注漿孔，在管道外壁進入洞內時，沒有和土體產
生摩擦前就先浸滿漿液。觸變泥漿會隨著管外壁向土體滲入。
管道補漿需要按照科學的秩序進行．每次循環不得少于2次．
每次壓注需要定量。在頂進過程中，平均補漿量為建筑空隙的
6倍，每次注漿量為1．2m3／m ，在施工過程中．依據頂力的變化
對補漿量進行科學調整 在泥漿置換后，頇進結束后需要立即
進行泥漿液的置換。置換泥漿一般為水泥凈漿．在壓降體凝結
之后(1d內)，立即拆除管路。在換上悶蓋則需要立即封堵孔口。
4-3頂管施工的測量、糾偏和糾扭
首先。頂管測量 在測量過程中需要依據管道中心線和工
作井位的相關情況建立適宜的地面、地下測量控制系統，詳細
如圖2所示 控制點的設置宜設置在不容易受到擾動、視野比
較清晰、校核準確等位置。在頂管工作井的內部靠后位置設置
測量平臺，需要保證其穩固．需在機頭后殼體圓心出位置設置
一個激光靶．在光靶的光點位置顯示的數值代表的是機頭尾
數的實際偏差 與此同時．機頭的最前方也是作為前尺使用
其和機尾的水平差值代表的是機頭橫向趨勢和絕對偏差、，頂
進施工過程中需要結合機頭前后殼體間折角、機頭滾動角、傾
斜儀讀數，也就可以計算出機頭的現存偏差和發展趨勢，其可
以有效制定糾偏動作的方向，需要立即調整機頭。其次。頂管
糾偏． 所謂糾偏就是指在設置了機頭偏移設計軸線，采用設置
于后部的糾偏千斤頂組調整機頭端面的方向，從而縮小偏差，
使得管道可以順著設計的軸線頂進。頂進糾偏一般是采用4
臺糾偏千斤頂組進行糾偏．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 糾偏時需要保證頂進時小角度分級需要逐步開展，可
反復調整 當頂管機頭發生旋轉時．可以在管內的相反方向增
加荷載．或者是在中間站提供旋轉糾正力矩從而實現糾正目
的 然后．頂管糾扭。在頇進過程中管道扭轉是比較常見的問
題，其會對管道出泥、電機安裝等造成影響，所以需要加強控
制．防止出現扭轉角度過大的問題出現。對此，在糾偏過程中，
需要注意糾偏油缸不能對管節形成扭矩。在主頂油缸后座穩
固之后． 管道內部的設備需要對稱安置。盡量不布置在同一
側．．對于糾正管節扭轉較為有效的方法為壓重糾扭，也就是在
管道的一側壓重．這樣可以使得管道向相反的方向扭轉。
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圖2頂管頂進觀測示意圖
4．4 沉降控制
①壓力控制的合理調整。刀盤正面水土壓力不平衡就會
造成地面沉降或者是凸起．可以依據管道的布置和地下水活
動情況，泥水系統的壓力設置也需要注意，通常會比地下水壓
高5kPa．該工程的泥水系統的設定壓力為55～65kPa 切削土
壤的刀盤壓力需要根據塔薩基公式進行計算．該工程頂管階
段中的土壓力設置為3．2～3．8t／m ，在頂第一節管節時．需要將
正面土壓力調整到最佳。( 嚴格控制頂管施工控制。在頂管的
初始階段．需要設置地面沉降試驗段，需對地面沉降進行多次
測量和監管，需要深入了解沉降的原因和變化規律，并且對頂
進壓力、機頭倉泥水壓力、注漿量和推進速度進行綜合考量。
頂進軸線偏差過大也會造成地面沉降．所以在頂進操作時，操
作人員也需要對造成機頭偏差量進行分析。避免引發偏差，將
偏差控制在允許范圍內。⑧ 進出洞口階段控制。頂管出洞口位
置需要采取適宜措施避免沉降。如在掘進機就位之后，需要墊
高機頭．高度為5mm，出動時掘進機需要持向上狀態。同時，需
要對后座主推千斤頂的合力中心進行調整，在出洞過程中需
要對掘進機的工作狀態進行實時觀測。當發現其有下磕趨勢
時，需要采用后座千斤頂進行糾偏，因為距離比較短，該方法
效果比較明顯 在機頭后3節(7．5m)管材上預埋鋼板環，預制
管道過程中需要在該3節管道上預埋5道鋼板環(14×
3O0mm)，需要在模具內澆筑混凝土，施工過程中將3節管材
和機頭焊接在一起．從而提高管道的整體強度，也可在管道后
方加載壓鐵配重 頂管進洞口需要采用適宜的沉降措施主要
如下： 為了避免接收進洞口上部土體沉降和洞口封堵時人員
的人身安全。在施工過程中可在洞口的外側安插鋼板樁；若工
具管和接收井之間的距離為3m．需要增加軸線的測量次數，
保證進洞的安全性。在距洞口鋼板樁10cm 處停止推進動作，
需要將工具管科學放置在接收井內，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接收井；在工具管被吊出
之后． 可以使用環形鋼板將預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。
5結束語
綜上所述，頂管技術在當前城市水利工作建設中的應用
已經趨于成熟．且應用范圍較廣，均可取得較好的應用效果。
在施工過程中需要做好管道和地質勘測工作，深入了解管道
系統排列．做好規劃工作。在施工中需注重質量和安全管理，
從而保證頂管施工作業的順利開展。
參考文獻
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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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