河北省水利水电勘测设计研究院 天津市 300250
摘要：为了减少施工对周围环境的影响，降低施工成本，在管道工程中经常使用顶管技术。本文结合某水利工程施工项目对顶管技术的应用进行研究，对以后顶管技术的发展与应用起到积极的作用。
关键词：顶管；优势；水利工程；环境
城市水利工程的施工对技术要求较高，这主要是因为城市施工不但会受到施工环境的制约，还会受到城市规划建设的影响。为了达到经济、高效、高质的目的，城市水利建设施工会使用顶管技术来替换传统的水利管道施工技术，从而最大程度的提升水利工程的经济和社会效益。
1顶管技术在水利工程中的应用优势
1.1有利于控制施工成本
随着市场经济的快速发展，我国在水利工程建设中的资金投入变得越来越多，但是我国的财政并不宽裕，因此水利工程施工需要注意节约成本，从而提升水利工程的综合效益。顶管技术的实施，不需要在地面上明开挖，节约了很多的施工量，因此直接控制和降低了工程的施工成本。
1.2有利于降低对周边居民生活产生的负面影响
传统的水利施工当中，在进行施工时需要采取地面明开挖的方式，该方法存在着工程量大、施工技术层次低、对城市基础设施影响大等缺点。常规的水利工程线路途经交通要道时，若直接开挖会对整个交通产生影响。顶管技术在施工时，作为立体的施工技术，不但不需要进行大规模的明开挖，在施工过程中还不需要封锁交通和拆迁房屋，因此在施工时对城市基础设施的影响比较小，同时对居民生活产生的影响也比较小，可以明显的降低城市水利工程施工的压力。
1.3有利于保护生态环境
传统的水利工程在进行施工时，需要进行明开挖的施工方式，因此会对城市的生态环境产生严重的影响。此外，拆迁和明开挖都会产生大量的建筑垃圾，从而形成固体污染。顶管技术的应用可以有效的避免上述问题的发生，最大程度的降低对生态环境的影响。
2顶管法的分类
2.1按工艺分类
第一，泥水平衡式顶管法。泥水平衡式顶管法主要是采用水力切削泥土或采用机械切割泥土，与此同时用水力输送弃土。这种方法的优点是我们在进行施工的过程中很容易保证施工平面的稳定性，这样对施工周边的环境造成的影响就较小，对于那种施工需要保护周边环境的工程来说这个方法是很有好处的。还有就是利用泥水进行弃土的输送，这个过程中输送弃土的速度很快，这样就可以在很短的时间内就将弃土输送出去，这样对工程施工来说是很有利的。但是该项技术的使用还存在很多的缺点，这个缺点就是施工需要的场地较大，所需的设备的成本很高；泥水进行处理的时候产生的噪音很大，而且还对环境产生了一定的损害。该项技术如果是中小企业在使用，那么对他们来说还是很有压力的，也不利于中小型企业的进一步发展。
第二，土压平衡式顶管法。土压平衡式顶管法还分为三种，分别是压力保持式、泥土加压式、泥浆式和混合式。压力保持式就是让泥土内部保持一定的压力，这样就可以在一定程度上防止挖掘面出现塌方事故或者是因为受压过高而产生破坏。
第三，气压式顶管施工法。这种方法在施工的过程中使用的设备很复杂，而且对设备的要求很高，还有就是劳动强度大，对工作人员的身体强度有着很大的要求，所以说这项技术我们一般不用，除非是到了清除障碍物或者是机械故障的时候。还有一点就是我们在施工的过程中使用气压式顶管施工法的效率很低，对我们的施工来说很不利。
第四，气动锤击式顶管法。气动锤击式顶管法是我们从美国引进的，该项技术是适合于小口径管道的施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它的工作原理是利用空气压缩机所产生的气体作为动力来驱动设备进行工作，以此来推动管道顶进施工。
2.2按挖土方式分类
我们根据挖土方式的不同分为普通顶管、机械化顶管和水射顶管。普通顶管就是利用人工挖土，能适应很多种的地质，但是效率很低。机械化顶管的使用大大提高了施工的效率，但是由于是机械化程度的提高，对土质的要求就提高了，所以对土质变化的适应性比较差。水射顶管则是水力破碎土层，使土与水形成泥浆，然后用水力运输机械运出管外，该项技术多用于穿越河流的管道铺设。
3顶管技术在水利工程中的应用
3.1工程概况
某河流(集雨面积5.4km2)穿城而过，由于植被破坏，洪道淤塞，外江水位抬高，城市地势低加上防洪设施不健全，致使洪涝灾害频繁，严重威胁城区人民生命财产安全，制约了城市经济发展。
经城市治涝工程审批，分段修建溢洪道，排涝涵闸为钢筋砼矩形2.8×2.8m,汛期涝水分别排向城外的老溪和通溪，平时通过大坝放水进入穿城河道。其中一段原设计深挖填埋溢洪箱涵，因边坡稳定要求与两侧已建有民房的安全矛盾，原施工明挖方案实施难度极大，业主担心原大边坡开挖方案难以实施。经各方面商议拟调整溢洪涵施工方案。结合工程布置及地质，地形条件。本次施工采用顶管法施工溢洪涵方案。
3.2顶管法溢洪涵施工设计
顶管法属于非开挖方法，在工作坑当中依靠设备产生的顶力来克服土壤和管道之间存在的摩擦力，将管道设计当中的坡度顺利顶入土当中，并将取出的土运走。管子顶入土层当中，依靠主顶油缸和管道间等的推力，将挖掘机和工具管推到接收坑内吊起，然后再将管道埋设在这两者之间。
顶管技术可以解决管道埋设给道路产生的堵塞和城市产生的破坏等问题，因此在环境保护等方面显现出了自身的优势。对于城市施工而言，顶管技术的使用十分必要，可以带给城市一个更加美好的环境。
近年来，非开挖技术逐渐得到了大家的重视，它主要是通过不开挖或者少开挖的方式进行水利工程的施工。非开挖技术主要是利用铺设地下管线的方式，来实现水利工程的施工，一般的顶管直径选择DN800—4500，利用工作井将管子顶入到土内，可以成功的绕开地下的障碍物或者管线。
顶管技术的实施，最主要的就是及时的纠正地下管子延伸过程中产生的偏差现象，尤其是大中型管径，采取该技术不但可以保护当地的环境，还具有高效、经济等优势。顶管技术不开挖，因此对建筑物的破坏性小、对环境污染小等特点，此外该技术具有造价低、省时、安全等优点。
顶管技术的上述特点，使其可以应用在天然气石油管道、地下排水管道等的非开挖施工当中。顶管技术的使用，可以降低施工费用，同时还会降低对环境和交通的影响，因此具有一定的社会和经济效益。
具体本工程管道采用内径2.6m管壁厚12mm的钢管作为溢洪道，施工中分三段设四个工作坑共226m，工作坑采用沉井挖法，钢管使用顶管法施工。
由于本段过水面积减小，水库两百年一遇洪水经计算雍高0.44m，大坝顶部设置防浪墙，高0.6m，宽0.5m，贴瓷砖装饰。
本工程通过使用顶管法施工，在施工造价方面大大节省了工程投资，缩短了工程工期取得了良好的效果。
4结语
综上所示，随着顶管技术在城市水利的广泛应用，在实践当中取得了良好的经济和社会效益。但是在使用顶管技术设计之前，需要做好相应的地质勘查工作，同时注意设计方案之间的比较，做好施工安全管理及相应的控制工作，在最大程度上确保顶管技术在城市水利的顺利开展。
参考文献：
[1]李凤高,李宝春.顶管施工技术在水利工程中的应用[J].江苏水利,2012,(6)
论文作者:武帅
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第15期
论文发表时间:2018/1/10
标签：顶管论文; 技术论文; 水利工程论文; 城市论文; 管道论文; 工程论文; 水利论文; 《建筑科技》2017年第15期论文;