水利工程技术职称论文范文
水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。也称为水工程。本文是选自核心级期刊《人民长江》中关于水利工程的初级职称论文范文：关于顶管技术在水利工程中的应用及施工要点探讨。
摘要：在工程中，采用顶管法施工可以使作业面保持在地下，从而避免对地面造成施工影响。在穿越城市建筑、公路、水利工程隧道等困难、复杂施工条件时，顶管法得到比较广泛的采用。本文将结合海宁市长水塘水源生态湿地工程的实际应用，浅谈顶管技术的原理及优势，探讨顶管技术在水利工程施工中的一些问题及其对策。
关键词：顶管技术,水利工程,施工要点
引言
随着地下空间的开发利用，地下工程施工实践越来越多，特别是在建造穿越水域、沼泽的公路、铁路或水利工程隧道时，顶管法得到比较广泛的采用。传统的挖槽施工技术对地面交通影响较大，随着顶管技术在水利工程的广泛运用，本文主要分析在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视。
1.顶管技术的原理
顶管技术就是从地面开挖两个基坑井，然后从一个基坑井开始安放管节，用千斤顶或其他顶推机械，推动管节从第一个基坑井穿出，穿过土层到达第二个基坑井的预留处，然后挖除管道内的泥土，形成管道的施工技术。期间，由于管壁四周的土体摩擦力和迎面土阻力，顶推机械的顶力可能出现不够，故而可以将管道分段，在分段之间设置一些中继油缸，从而组成移动式顶推站，或者称之为中继间，还可以在管壁四周加注减少摩擦系数的润滑剂以利于长距离管道的顶推。
2.顶管工程的技术特点
非开挖技术为创建都市的安宁环境造就了勃勃生机,而顶管技术是非开挖技术的重要组成部分。其优势体现在一下几点：
2.1顶管施工是顶管储管技术的一种，在国内也已逐渐普及。由于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。
2.2顶管施工不开挖地面，故而被铺设管道的上部土层未经扰动，管道的管节端不易产生段差变形，其管寿命亦大于开挖法埋管。
2.3采用房下顶管施工法能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁用房，缩短管线长度，有很大的经济效益。
2.4顶管工艺不仅仅用于管线铺设，它还具有灵活的推管施工方式。更为重要的是顶管施工作为一种工艺，它不仅仅在铺设管线，在管棚施工方面也具有优势。
2.5随着顶管施工范围的扩大，顶管机械的性能越来越适合各种土质。顶管特别适用于中小型管径管道的非开挖铺设。
3.顶管技术在水利工程施工方面的应用
本工程以海宁市长水塘水源生态湿地工程为例2#、3#、4#顶管工程沉井，本工程共有3段顶管，3座顶管工作井，3座接收井，设计采用C30、P6砼。沉井制作设计采取三次制作、两次下沉;下沉采用不排水下沉，水下封底。刃脚选择②层粉质粘土作为衬垫层。
3.1顶管机选型
根据工程地质勘察报告显示：污水管穿越的土层为砂质粉土层、淤泥质粉质粘土层，结合本工程小口径顶管出泥量小，且给施工人员在管道内施工不方便的缺点，结合当地特有的施工条件和土质情况，决定采用MEP泥水平衡式顶管掘进机，由于该机具有双重平衡功能，即其全断面的大刀盘能自动平衡顶进正面土体的土压力，同时，通过对泥水室进行泥水加压，又能平衡地下水压力，这种具有双重平衡功能的顶管掘进机除了施工过程中安全可靠外，对地表隆沉控制精度比较高，一般地表隆沉值控制在1CM以内。MEP泥水平衡式顶管掘进机非常适应在本工程土层中的管道顶进施工。
3.2工程的地面准备
在顶推管道之前，按要求安装施工用电、用水、通道、排水及照明等设备。进行管道顶进施工的还应根据现场交通情况要求进行布置，尽量减少占用道路的面积，沉井现场四周设施工道路，宽度为6m，为确保施工机械设备及文明施工要求，沉井处的施工便道结构形式为15cm厚道渣，上铺15cm砼，沿沉井的边侧搭设钢筋、模板拼装场地、1500m2废浆场地及堆场等。施工材料,设备及机具必须备齐，以满足工程的施工要求。管节等材料准备要有足够的余量。尤其重要的是井上，井下必须建立精准的测量控制网，并经复核报验监理认可。
3.3工程的地下准备
根据本工程沉井平面尺寸和地质情况，决定基坑底面尺寸、开挖深度及边坡大小，定出基坑平面的开挖边线，暂定大开挖至地面下2.0米，放坡1：l。沉井基坑底面设0.3*0.3m碎石盲沟，并设4个集水井，底面浮泥应清除干净并应保持平整和疏干状态。基坑开挖过程中，应利用排水沟结合集水坑进行排水，以保证基坑施工的需要。挖出土方应及时运走，不得堆置在坑边。
3.4主顶进系统
主顶进系统共有2只200T双冲程等推力油缸，行程3500MM，总推力400T(实际控制顶力为300T)，2只主顶油缸组装在油缸架内，安装后的2只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5MM。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻力，油缸可以单动，亦可联动。主顶系统由PLC可编程序计算机控制，并采用变频调速器实现流量的无级调速。主顶系统操作台设在地面控制室内。
3.5正常顶进施工
顶进管道前，进行全部设备检查与试运转。护壁上的管孔凿好后将工具管立即顶人土层。每顶进30cm，测量不少于一次，管道进入土层正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次。工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：轴线3mm，高程0～+3mm。否则要采取措施纠偏。顶进时遵循“边压触变泥浆边顶进，不压浆不顶进”的原则，新开顶时需对整个管路进行补浆。初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。
3.6测量与纠偏
3.6.1测量频率
顶进第一节管节时为20～50厘米/次，正常顶进时为1米/次，校正顶进时为每顶进半节管测量一次。
3.6.2中心线测量
在工作井边的两方向桩上挂铅锤至工作井底部，在工作井内用激光水准仪照准两铅锤，读管前端的中心尺刻度，若与中心尺的中心刻度相重合，说具头前方有纠偏节，纠偏节中安装有纠偏千斤顶，顶进过程中，当工具头的方向偏差超过5mm，即应纠偏，调整纠偏千斤顶，实现顶进方向的控制。明其方向准确，否则其差值即为偏差值。
3.6.3高程测量
在工作井内引设水准点，在停止顶进时，将激光水准仪支放在顶铁上，测量前端管底高程。
3.6.4纠偏
顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'～20'不得大于1º。并设置偏差警戒线。
4.施工过程中的问题及措施
4.1地面沉降控制措施
在推进过程中，引起地面沉降的主要原因，是推进土压控制不稳定和管道内漏水，造成顶进区域内及其周围土体沉降。为防止类似的情况发生，必须做到以下几个方面：
4.1.1地面监测，优化掘进机参数
在掘进机的轴线上方，每隔2M设一个沉降控制监测点，在顶进时精心组织地表监测，通过测得地表沉降数据与相应的掘进机主参数。(包括推进速度、设置刀盘土压力值)进行比较，从而优化掘进机参数指导以后得推进施工。
4.1.2注浆稳定措施
除了沉降监测以外，还必须尽可能将膨润土泥浆套随工具管向前移动，形成连续得环状浆套，要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。
4.1.3在顶进结束后，根据具体情况，必要时立即用纯水泥浆置换膨润土浆，以更好的控制管道的沉降，从而达到控制地面沉降的目的。
4.2顶进过程中，线形控制及测量设备
用极坐标法(对于深井，井口尺寸小，为防止误差，也可采用传统的魏司巴赫—二次联系三角定位法)，根据设计给出的工作井坐标和顶进轴线斜坡和平坡交界的坐标，以及实际接收井中心的坐标，分别计算出他们的方位角。然后采用导线法，将控制点定在工作井上。顶管顶进时，在机头中心设置一个光靶，根据光靶反映的读数，即可知道目前机头的方位。
顶进的测量与方向的控制，主要是采用全站仪，辅以激光经纬仪和水准仪测量。如观察困难，可以采用自动跟踪仪测量。然后通过油缸进行纠偏，遵循先纠上下后纠左右的原则。
布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。
4.3 顶推力过大
这种情况是在施工中较常出现的，一则是土层的不规则性造成的，二则可能是计算取样的问题。
5.结束语
本工程在采用顶管施工技术后，减少了大量的土方开挖量，缩短了工期，减小了对周围建筑物和周边居民影响。取得了良好的经济效益和社会效益。对同类工程建设具有较好的借鉴意义。
《人民长江》于1955年创刊，是水利部长江水利委员会主办的水利水电技术综合性科技期刊，2008年改为半月刊。主要内容为宣传长江治理与开发战略规划，报道治江工作重大进展与建设成就，总结水资源保护与开发利用实践经验，交流国内外水利水电先进技术。近年来，按照科学发展观的要求，围绕“维护健康长江、促进人水和谐”的治江理念，重点对长江流域的水资源保护与开发利用进行了宣传报道，内容丰富、信息量大、实用性强。
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