摘 要：在水利工程中，顶管施工是最为重要的施工环节之一，其施工质量的好坏能够直接影响到水利工程的顺利开展，因此，在实际施工过程中，相关施工单位必须对该施工环节进行全面的监督与管控，并积极采取泥水平衡式施工技术措施，这样才能提高顶管施工质量，满足水利工程的可持续发展要求。本文也会通过实际工程案例，对如何在水利顶管施工中发挥泥水平衡式施工技术的应用优势进行着重分析，并提出相应的技术操作要点，以便相关人士参考。
关键词：水利顶管施工；泥水平衡式施工技术；操作要点；应用分析
某水利工程在施工建设期间，基于现场地质条件，决定在顶管施工中采用泥水平衡式施工技术，其中顶管施工总长度为860.685m，水平顶进长度为650m，整体管道内部压力达到0.8MPa，内径为1.85m，管道材质采用JPC-CP管。按照工程设计要求，顶管工程两端要分别设置一座内径为10m的工作井和一座接收井。
1.施工准备工作
按照该水利工程具体施工方案要求，在采用泥水平衡式施工技术进行顶管施工时，关键任务应结合实际情况选择适宜的机械设备。本工程在选择顶管机头时，购置了当前国内较为先进的顶管掘进机，因为该设备不仅具有较高的顶进速度和沉降控制能力，而且操作和维护比较简便，可以大大确保施工效果。另外，还要准备四只主顶油缸，可以选择1000KN的双冲推力油缸，使其总推力达到4000KN，并且安装完毕后的中心位置要符合顶管工程设计图纸要求，这样才能确保顶进系统的后座受力和顶进受力，确保该工程顶管施工的顺利开展。与此同时，要利用计算机的PLC可编程序来控制主顶系统，并采用变频调速器来控制系统流量，使其达到无极调速效果。此外，为了确保顶管外壁的光滑性和完整性，应将主顶系统安装在地面控制室内，并为其配置两根总管和两套泥水管路系统。
2.顶管工作井布置
首先，在安装导轨时，应将导轨安装在工作井地板上，并采用H型钢支架进行固定，这样才能避免管轨顶进时，出现位移现象。另外，导轨安装高度要依照管线穿墙高度来进行确定，并且对偏差位进行严格控制，使其轴线位置保持在2mm范围内，顶面高程保持在0-2mm之间；其次，在安装千金顶时，要将固定型钢支架直接焊接在顶管井井底横梁上，确保千斤顶着力点能够与管道中心垂直线相一致，这样才能确保其合力作用点在管道中心位置。另外，还要按照管道设计坡度来确定四个千斤顶的纵线坡度；第三，在安装钢后座时，必须立足于该工程工作井的实际特点，选用可以周转使用的，采用20号工字钢焊接而成的装配式后背墙，并采用混凝土填充工字钢墙空隙，这样才能更好的提升后背墙的刚度和牢固性，进而为顶管反力提供一个可靠的受力面；最后，要按照相应的施工要求在将顶管井预留洞口安装止水缸套环和洞口密封，以免外界杂物进入到工作井中，给顶管施工造成一定阻碍。
3.顶管设备配置及安装工艺
3.1顶进系统
为了确保该水利工程的顺利开展，在进行顶管施工时，应选用行程为1740mm、顶力为1000KN、油压在31.5MPa、后座千斤顶顶力为12000KN具有双作用的油缸。
在安装过程中，要保证四只油缸的中心位置符合相应的设计要求，这样才能确保顶进系统的顶进受力点及后座受力点都能达到最佳状态。
3.2出泥系统
该水利工程顶管施工中所采用的出泥管道规格应为?100、功率为22KW的排泥管道，这样才能满足泥浆输送要求。另外，由于顶管总长度明显，所以为了确保顶管施工效果，还要在顶管相应位置处安装一个功率为11KW的管道排污泵，并在顶管外围浇筑一层由钠基膨润土制成的润滑泥浆，使其形成一个完整的浆套，这样才能提高泥浆排出效率，降低顶管阻力。此外，还要对掘进机尾部的泥浆口和补浆口进行合理设置，使其每隔3个管节就设置一道口，并在注浆时，确保注浆压力处在0.2-0.4MPa之间，以便有效提升出泥效果，避免管道压力过大出现冒浆、管道压穿等不良现象。
4.泥浆置换技术
在顶进施工结束后，相关施工人员要及时对出泥管道外围的已形成的泥浆套进行合理置换，可以利用水泥浆掺加少量粉煤灰的泥浆来替代原有的钠基膨润土浆套。为了确保置换效果，应采用BW-200的压浆泵来进行，待置换浆液凝结超过20h小时后，就可拆除出泥管道，并对注浆口进行封闭。
5.测量与纠偏技术
5.1构建平面控制网
顶管工作井和接收井在施工完毕后，应按照两者的穿墙孔和接收孔的实际坐标进行测量放线，在确定好顶进轴线后，应将轴线投放到工作井测量平台和井壁上，其中，始测点要布置在顶管后座测量平台上，而两个后视点则要布置在穿墙孔上部的井壁上，这样才能在井周围布置测量控制网，并对各测点进行定期复核，以免出现位移，影响顶进的精准性。
5.2测量管道轴向
在对顶管轴向进行测量时，为了保证测量精度，应采用高精度的激光经纬仪来进行，尽量将测量平台布置在顶管后座，而测量光靶要布置在顶进系统尾部。另外，还要在顶进到最后100m时，采用人工测量方式，并对管道全线进行复核，这样才能为管道走向提供正确的指引，确保其整体铺设的规范性和合理性。
6.顶管机进出洞施工技术
由于该水利工程顶管施工长度和管道埋深明显，所以洞口密封性能就要符合相应的规范基准，不仅要在顶进前，确保顶进系统安全就位，而且在穿墙通过衬墙时，在预埋管相应位置处安装两套止水装置，这样才能确保洞口密封效果，避免地下水和泥沙进入到工作井内，从而影响泥浆套的形成，降低顶管施工质量。另外，在顶管掘进机接近洞口100m时，现场工作人员必须对现场轴线及高程进行全面复核，确认无误后才能进行接收井进洞施工。最后，待掘进机穿进井后墙时，要立即上接收架，并采取永久性封堵措施对进洞管段进行止水封堵。
结束语：
通过对水利工程案例的分析，可以得知，在顶管施工中采用泥水平衡式施工技术很有必要，不仅可以加快顶管施工效率和施工质量，而且还能减少管道占地面积，保证工程周围交通的畅通性。因此，相关施工人员必须对该技术的各项操作要点和要求进行全面掌握，这样才能发挥出顶管施工的优势，推进水利工程的顺利开展。
参考文献：
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