摘要：顶管施工是一种新的施工方法，无须破坏地表即可完成地下管道敷设工作，顶管技术的优越性越来越得到人们的青睐。在我国得到越来越广泛的应用。随着技术的发展，顶管技术在我国地下管线工程施工中起到了重要的作用。文章主要介绍了顶管法施工技术在水库输水涵管施工中的应用。仅供参考。
关键词:水利工程；顶管法；施工技术；应用
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引言
如今，我国许多中小型水库建于上世纪50年代，大多属边勘测、边设计、边施工的工程，施工质量差，建设标准低。工程运用至今已50多年，建筑物存在工程隐患，水库带病运行。运行中发现许多问题急待解决，特别是土坝输水涵管，相当部分出现裂缝漏水，严重影响大坝安全。大部分小型水库工程的输水涵管内径在0.5m以下，因管径太小根本无法维修加固施工。为解决此问题，可采用顶管法施工。
顶管法施工技术是指在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶人，连接好接口，管外鳖灌浆，建成涵管。顶管法施工技术起源于美国，是一种使用较早的施工方法，近年来广泛应用于公路、铁路、水利等领域。目前，我国采用顶管施工的混凝土管径已从20世纪70年代的1.8m扩大到3m，曾多次穿越上海黄浦江、黄河等河流，在大直径、长距离顶管施工技术方面处于国际领先水平。
一、顶管法施工技术
顶管法施工技术是指在坝的一侧或两侧，构筑顶管工作坑及支承顶墩，用经纬仪和水准仪校正方位和高程后，用液压千斤顶将预制的管段（混凝土预制管、钢管或铸铁管等）按设计要求逐节顶进土坝形成输水涵管的施工方法。
1.1顶管法特点
顶管技术之所以得以广泛应用，在于它具有如下特点。
(1)不需开槽路面，施工面由线变点，占地面积少，可减少破路费用。
(2)施工面移入地下,地面活动不受施工影响,减少了对交通的干扰。穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量,不影响正常通航,一般也不需修建围堰和水下作业。
(3)顶进速度快,施工周期短,综合成本低。覆土深度大的情况下比开糟埋管经济。
(4)施工中噪声影响小,不影响环境,不破坏现有的管线和构筑物。
(5)在承载力较小但有一定承载力的土层中顶管是可行的,不必像深埋管那样先进行地基处理。根据顶管技术的特点,顶管法通常适用于下面的情况:适于非岩性土层,在岩石层、含水层施工难度大。
1.2施工前期准备
（1）开挖工作坑。按照设计要求开挖工作坑，并在底部浇筑一定厚度的混凝土底座，底座要求与后座连接在一起以增加摩擦力，可以减小后座尺寸。为了保证涵管顺直顶进，按设计比降和高程在底座处预埋两根工字钢作导轨。在工作坑内靠近坝体一侧再挖一个工作槽，以方便两管底部焊接，同时作为集水坑。
（2）后座施工。后座是顶管施工时用来支撑千斤顶的，所以必须有足够的刚度，承受压力后不产生变形，保证后座墙面与涵管中心线垂直，使涵管顺直顶进。
（3）安装测量架。顶管时要求经常校测涵管顶进的高程和方向，所以，工作坑内要架设安放测量仪器的测量架，深埋于地基中。
（4）施工机具的准备。施工中用到的主要施工机具有：挖掘机、油压千斤顶、测量仪器（水准仪、全站仪和水平尺）、钢板、方形小钢板（用以填塞空隙）等，另外还需解决照明、通风和排水等问题。
1.3施工工艺
（1）涵管就位。制作好的涵管经检测合格后，运至工作坑附近，将管段推至工作坑导轨上就位，顶进一节后，再吊装另一节，循环作业。
（2）顶进。管段就位后，在后座前安放一块钢板作为支承板，然后顺次安放千斤顶、顶梁和横梁，开始将管段逐渐顶进。
（3）挖弃土。涵管顶进2～3m后，撤除横梁和一节顶梁，人工进管挖出弃土，运至管外。
（4）测量。人工挖土至管端后，应测量管端中心线位置和管底高程。在测量架上安置全站仪，测量涵管顶进偏斜的误差，然后测量管端底部高程与设计高程差，当偏斜误差大于15mm时，应进行纠正。
（5）再顶进。消除误差后继续向前顶进，直至涵管外端处于工作槽中间部位，然后撤掉横梁和顶梁，安装另一节管段，对齐位置后继续顶进，直至全部管段顶完。
1.4注意事项
（1）后座和导轨施工中，应特别注意后座的千斤顶支承墙面与涵管中心线要严格垂直，才能保证涵管的顺直推进。
（2）顶管施工时，由于千斤顶加力不均匀、力点偏移，使顶进的涵管中心线与设计涵管中心线不可能完全一致，因此，及时消除偏斜误差是顶管施工技术的一项重要工序。
（3）涵管顶进过程中，应随时观察后座有无变形、位移、裂缝等，发现不妥要及时处理，确保安全。
（4）顶进、安放管段和其他施工机具时，要避免碰撞测量座架，以免测量不准。
（5）为使涵管外壁与大坝土体之间结合密实，防止出现沿涵管外壁纵向集中渗流，在施工完毕后，通过预留灌浆孔充填灌浆。
二、顶管法与开挖重建比较
开挖重建即破坝开挖的施工方法，根据涵管的埋设深度以及土坝土体的物理力学性质，确定开挖截面，挖除土坝涵管以上的全部土体，拆除破旧的涵管，再按设计要求进行新涵管的铺设，最后进行土料回填和压实，目前是使用较为普遍的方法，特别是对于埋深较浅的管道。对于实际工程，采用哪一种方法是工程决策者必须面对的问题。采用开挖重建存在的问题：
（1）对土坝的扰动较大。原土坝已运行几十年，土体基本处于固结稳定状态，新回填土体与原坝体的交接处易出现不均匀沉降而造成裂缝，威胁土坝的安全；
（2）开挖断面大，土方工作量大。土坝越高，从坝面开挖至新涵管底座的高度就越大，开挖回填的土方量也越大，增加了工程造价；
（3）施工季节性强。施工过程中若遇雨天则不能施工，影响施工进度。
顶管法采用机械化施工，不需破坝，工艺简单，施工方便，基本不受雨季的制约，施工速度快，效果好，对原坝体基本不产生整体扰动，对周围建筑物不产生破坏。但对于硬土地带，且埋设深度较小时，采用开挖重建的费用要低于顶管法。所以，在铺设管道工程时，选择采用何种施工方法必须综合考虑工程的使用功能、场地环境、施工技术、经济效益和社会效益等各种因素。
三、结束语
顶管法施工技术是继盾构施工之后发展起来的地下管道施工方法，随着科学技术的发展，顶管法施工的工艺、方法也不断发展改进。顶管法具有的主要优点：(1)减少土方工程量，减少建筑垃圾集中搬运的污染；
(2)节约沟管基座材料，可以减少水泥，砂石料的用量；
(3)不干扰地面交通，对穿越交叉路口、铁路道口、河堤，大坝尤为显著；
(4)顶管法可穿越地面和地下建筑，不必搬迁地面建(构)筑物；
(5)施工场地少，有利于市区建筑密集地段新管道的铺设和旧管道的维修。顶管法施上技术由于这些特点不失为一种环保的施工技术。
由于这些特点，顶管法施工技术成为一种新型环保的施工技术。但实际工程要充分考虑施工条件、工程造价、施工工期、生态环境等因素，选择合理的施工方案。
参考文献
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