对胡冲坑水库输水涵顶管施工的经验与教训

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1、胡冲坑水库输水涵顶管施工的经验与教训王士恩袁明道杨光华(广东省水利水电科学研究院，广州，51061)摘要：本文通过工程实例，系统地介绍了水库输水涵顶管施工中遇到的问题及其解决方法，总结了施工中的经验与教训，对类似工程的施工具有借鉴意义。关键词：输水涵顶管施工纠偏推力1引言胡冲坑水库输水涵管为浆砌石方涵0.5×0.5m、长约110m，涵底标高为105m，最大泄水流量0.2立方米/秒。由于涵管防渗性能差，经多年运用，涵内存在多处隐患，有明显渗水现象，特别是库水位较高时，严重影响坝体安全，急需进行更新改建，但改建涵管的施工方法却有多种选择。若按传统大开挖的办法施工，将坝体挖

2、出一个深槽，再放置输水涵管回填坝体土料，分层压实，这样原坝体土的完整性将遭到严重破坏，压实质量也很难得到保证。再者，胡冲坑水库坝体相对较高，长度却相对较短，用大开挖的办法改建涵管，其开挖回填土方量与新建同样的坝体相差无[1]几，既不经济也不够科学。近年来，在市政工程、通信工程中应用较为成熟的非开挖技术可望引入水利工程中用于输水涵管的加固改造。运用该项技术，不必开挖坝体，只需采用一套特制的设备，在涵管位置或改建涵管的新位置重新设置管道即可。如运用顶管机、盾构机、夯管机等机械置管都是常用的方法。根据本工程的特点，拟采用水平顶管机置管就位的办法建造内径1000mm的预应力混

3、凝土输水管。该法具有技术相对成熟，使用设备相对轻小，施工方法简便，工期短，质量易于保证等优点，是一项值得在水利工程中推广的新技术。2施工准备及其要求新改建的输水涵管位于大坝右侧，原输水涵靠近坝体中部约6m处，轴线与原涵管基本平行。岩土组成主要为人工填土和下覆冲积、残积粘性土层，涵管底板基本上位于岩层之上，可不考虑遇岩开挖的问题。改建涵管实际长度为110m，考虑到坝体前后坝脚处可用开挖法置管，顶管施工段拟定为80m。选用的输水涵管为钢筋混凝土管，由有质量保证资质的正规生产厂家提供，管材内径为1000mm，壁厚为100mm，纵向受力筋为12根Φ10(冷拉)均布配筋，环向按

4、双层Φ6.5@50(冷拉)配筋，保护层均为20mm，C50混凝土。[2]考虑到一站顶进80m涵管，对管材的要求偏高，对其受力情况进行了全面分析计算，计算成果表明，顶管需要的推力在382吨至496吨之间，设计管材强度完全可以承受。为完成本项任务，拟成立由15人组成的施工项目部，投入一整套顶管施工设备，请具有施工甲级资质、专门从事顶管施工的非开挖工程公司完成顶管工作，并对其施工提出了具体要求。3施工中遇到的问题及其解决方法顶管施工于4月1日开始开展外业工作，原计划4月底完成，但施工过程中出现了许多意外问题，拖延了工期，浪费了许多财力、物力。首先，施工单位对本工程的重视不够

5、，项目部配备人员不够得力，只有一个项目经理从事过类似工程的施工，其余工作人员多是从未接触过顶管施工的农民工，无施工经验和技术，施工一开始就埋下了隐患。为说明问题起见，我们结合施工后的测量成果来分析施工过程中存在的问题。403图1.各节管底高差测定成果图图2.各节管中轴线偏差图图1和图2分别为施工到45米处对各管节的高程偏差和水平偏差的测量成果。如假定后续各节管依据前节管形成的管道前进，那么，靠近管口的第2节管就已存在偏高、偏右的误差，从第3节管处开始调整偏高、偏右误差到4节管处得到调整，到第5节管处，偏高误差得到调整，但管节却发生了向左偏差，从第6节管开始，各节管都在

6、累加偏差，到第18节管时，管道前端底部已累积偏低达380mm，到第12节管时，水平偏右误差达70mm，后经纠偏处理到顶进第18节管时，水平误差基本上得到纠正。由于已顶进的18节管偏差过大，管道弯曲，顶管阻力较大。若继续顶进，管材强度，管道的高程控制误差均不许可，只好停止继续顶进，选择对应方案来解决问题。造成以上问题的原因，明显与施工人员的素质有关。顶管施工不同于一般的体力劳动工作，它要求从业人员要撑握一定的技巧、纠偏技术、监测方法等，且要有较强的责任心，协调配合工作能力，不然，就难免出现无法挽回的施工误差。其次，堤坝输水涵的顶管施工有别于市政工程中的顶管施工，市政工程

7、中的工作井底多位于地面以下一定深度，井壁可提供充足的顶管反力，而堤坝输水涵的顶管施工，多在堤坝内外坡脚处，管底于天然地面基本上在同一高程上，顶管反力要通过人工建造系统提供，因此，对反力系统的设计分析就显得比较重要。本工程中，施工单位为节省工程承包款，不愿依照咨询单位的意见建造具有足够反力的后背墙，而凭其自身经验只做简单的反力系统、结果因后背反力不够，多次返工重做后背反力系统，404浪费了钱材，耽搁了工期，增加了施工难度。再者，顶管施工一次顶推长度超过50米时，必须采取一定的减阻措施，如采取灌浆减阻、设置中继顶压站等。此次施工中，当顶进入口10节管时，