顶管技术在穿越河道工程中的运用

顶管技术在穿越河道工程中的运用

陈艳东

(北京新洲咨询有限公司，北京100193)

摘要：目前我国在穿越河道工程中运用最为广泛的是顶管技术，该技术是一种主要通过液压油缸将管段顶入钻孔中，构成衬 砌的施工方法。基于此，文章通过实际案例，分析了顶管技术的作用原理，对顶进方案进行比较分析，并探讨了顶管技术在 穿越河道工程中的运用，从而有效地提高了该工程的施工质量。关键词：顶管技术；河道工程；顶管施工

顶管技术实质上是一种液压顶进技术，顶进管道在工作 站的作用下，由始发井顶进至目标井，不需要进行面层的开 挖，直接穿越河道及建筑物，这在较大程度上使管道在埋设 施工过程中河道通航问题得到有效解决，并且在此基础上还 能够对建筑物破坏以及交通堵塞等问题实施解决，以此有效 保护土层与环境，具有较高的应用价值。1 工程概况

图纸所示DN400中压A燃气管线过小场沟顶管施工顶 管竖井，管径1550 mm，顶管施工后对小场沟沟底、沟坡以 及绿化进行恢复。为配合顶管施工，对顶管过河段进行围 堰导流，导流渡槽73m,河道清淤77m，浆砲石护坡100 m, 浆砌石护底50 m,绿化186 m2,挡土墙14m,路缘石14 m 等全部内容以及为完成竣工验收、交付使用、质量保修等所 需的所有工作m。

2顶管技术的作用原理

顶管技术施工之前不需要进行面层的开挖，能够有效穿 过各种障碍物，比如公路、河道以及建筑物等，在施工过程 中通过注定油缸推力，将工具管从工作井内穿过土层推至接 收井内吊起，同时将紧随工具管管道在两井之间进行有效的 埋设，最大程度上实现非开挖敷设地下管道的施工方法。3顶进方案比较选择

顶管施工技术最大的特点就是适应性，需要根据不同现 场施工情况进行不同施工方法的选择，其中最为重要的就是 正确选择顶管机及辅助设备。此外，顶管机头的选择尤为重 要，需要通过沿线工程、地质条件以及水文地质等因素实施 有效分析，以此进行合理选择，这在较大程度上可有效提高 工程施工质量与效率，大大降低工程造价，从而提高工程施 工过程中的安全性％

3.1气压平衡式

气压平衡式的主要优点就是排泥系统与压力调节两者能 够有效分开，在运行过程中相互独立，互不干扰，以此能够 较为准确的对平衡压力实施有效调节，尤其是在非均匀地层 中进行施工，效果更加明显。但是在施工过程中会在一定程 度上造成地面沉降，主要是因气压在进行地下水疏干的过程 中，会使土体压密沉降，同时在顶进过程中会产生扰动沉 降。

3.2泥水平衡式

泥水平衡式能够在不同土质中运用，具有较小的扰动， 并且地层损失相对较小，同时地表面出现变形较小，在顶进 过程中顶力相对较小。但是，土质匀速与存放相对较为困 难，作业过程中所需场地较大，设备复杂，若出现顶管超浅 埋土层，会使施工进度受到较大的阻碍。

3.3 土压平衡式

土压平衡式能够在较多的土质中进行作业，是一种全新 的土质顶管掘进机，在运行过程中能够可有效稳定挖掘面，

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地面有较小的变形，并且在施工过程中覆土能够保持较浅的 状态，同时具有运输方便、作业环境良好的优点。但是在砂 砾层与黏粒含量相对较少的砂层施工过程中，需要通过添加 剂对土质实施改良。

4顶管技术在穿越河道工程中的运用

4.1施工准备

工程开工前经理部组织各作业队管理人员进人施工现 场，进行实施性调查研究；组织技术、生产、材料与经营人 员集中学习招标文件、施工图、技术规范以及业主、监理下 发的有关文件；测量人员进行接桩，复核水准点及桩位；技 术人员编制施工组织设计，完成前期施工各项目的现场施工 技术交底’提出各种预制构件的加工计划。

配齐各种试验设备，提前进行调试。经检测合格后及时 按要求的项目作好各种试验，指导工程的正常进行。组织人 员进行详细的勘察，确定现况各专业管线的位置、埋深及与 拟建工程的关系，约请业主和有关单位商讨处理方案，并积 极推动实施，及时作出管线保护的申请，向有关单位报批。 同时做好交通导流措施，报交管部分审批。建立测量控制系 统。在工程开工前，对设计定线，测量定线进行复测校正， 并按施工需要测设满足精度要求的测量控制网，将定桩位置 加以妥善保护。建立工地试验室。在施工现场建立符合监理 工程要求，并具备标养条件现场试验室，能完成如下试验： 混凝土工程：混凝土坍落度试验由试验室出具试验报告单， 由现场试验员、资料员对资料分别进行保存。选择一家对外 具有做“有见证取样试验”资质的试验室，报监理工程师审 批，批准后，作为本段工程的有见证取样试验室。

4.2施工控制

施工控制主要包括保持土塞、注浆量控制以及顶进速度 控制等，顶管在渗透系数较大的土层顶进过程中，需要对顶 进速度进行有效把握，并充分考虑与出土量之间的关系，这 在较大程度上能够有效预防河底出现塌陷情况。与此同时， 还需要对地面沉降数据实施有效分析，以此进行顶进速度与 出泥量的有效设定。

4.2.1过大堤段顶进

过大堤段顶进主要包括以下两个方面：（1)顶进速度。 在顶进的过程中，需要对初始顶进速度进行有效的控制’一 般情况下将其控制在lOmm/min左右；（2)出土量。对出土 量进行有效控制能够提高顶进作业效率与质量，其中加固区 出土量控制在100%,非加固区控制在95%。

4.2.2正常顶进

正常顶进过程中，应注意以下几个方面：（1)压力 设定。在进行土压力设定时，需要根据实际施工情况，其 中设定值应介于水土压力的上限值与下限值之间；（2) 顶进速度。将顶进速度保持在25mm/min，如果遇到障碍 物，需要控制在lOmm/min。在顶进时，还需要根据实际

应用技术与设计

BIM技术在暖通空调设计中的应用探微

董金虎

(山西晋设拓凡建筑设计咨询有限公司，山西太原030013)

摘要：暖通空调本身在运行时能源消耗较大，采用BIM技术来设计暖通空调，能够缩短工期，提升其节能环保的性能，现

就BIM技术在暖通空调设计中的应用进行分析，旨在充分发挥BIM技术的优势，提升暖通空调的经济效益。关键词：BIM技术；暖通空调设计；应用

随着我国经济持续増长，人们的生活水平逐渐提高， 人们越来越重视生活品质。暖通空调能够保证室内空间自 由通风，为众多用户带来了生活的便利。BIM技术是一种 建筑信息模型，对于建筑设计和施工具有十分关键的作 用，同时利用信息技术和数字技术提升项目流程的协调 性。为了强化暖通空调节能环保的性能，要对其进行更加 精细化的设计，因此要应用BIM技术提升暖通开空调的 质量。

1 BIM技术概述

BIM,即建筑信息化模型，属于一种较为完备的信息模 型。在使用BIM技术时，主要是通过使用三维数字技术来对 建筑物的真实信息进行模拟，为项目的设计、施工建立一个 相互协调且内部一致的数据信息模型，有助于实现设计施工 一体化，降低了施工成本，确保可以在工期内完成施工建设。

2 BIM技术的应用优势

(1)设计方法方面的优势。传统的暖通空调设计，通 常采用的是二维设计方式，虽然能满足暖通空调的设计要 求，但是其研发制作周期较长，没有较为明显的改善能耗 的效果。BIM技术中具有完整的绘图方法，能够通过点和 面的方式，将整个设计系统的具体情况为设计人员呈现出 来，使设计人员能够直观地活动暖通空调系统装置的连接 情况，以及基础设施的安装情况。此外，BIM技术能构建 三维数据模型，与二维设计方式相比，三维设计具有的数 据信息更加准确和全面，可靠性更高。（2)设计效率方面 的优势。BIM技术与传统二维设计方法相比，具有量级的 差异。BIM技术具有更高的设计速度，在建立数据模型方 面，能快速整合与生成详细信息。BIM技术的应用灵活性

情况进行补浆，其中泥浆应当具备较高的稳定性与润滑 性；（3)出土量。对出土量进行有效的控制，将其控制 在 89~100%。

4.3施工措施

施工措施主要包含以下几个方面：（1)在大堤段的穿 越过程中，需要对注浆压力实施有效控制，还需要进行补浆 量的有效在增加，最大程度上防止管顶土体沉降情况的发 生；（2)顶管在大堤段穿越时，需要将头部进行实时性抬 高，使正面土体向管外挤出；（3)在大堤穿越过程中，对 大堤进行沉降观测；（4)还需要收集运河大堤监测数据， 并对此进行有效的整理与分析，这在较大程度上能够对顶管 进行有效的施工。

4.5检测方案

在施工过程中，因地质条件、施工条件以及外界环境等 因素具有较高的不确定性，在一定程度上无法对工程的情况 实施有效的预测，为了确保大堤的安全性，需要全面了解顶 管施工过程对大堤造成的影响程度，需要对运河大堤实施有 效的沉降监测，以此对数据进行整理与收集，使顶管施工顺 利实施，其中主要表现在以下几个方面：（1)监测内容。 严格监测顶管挖掘与大堤轴线；（2)测试方法。采用水准 仪进行地表测点高程的测量，以此对地表测点位置实施有效 的测量，通过与测点的初始高程与初始位置进行有效的比 较，以此有效得到测点的沉降与位移变化；（3)测点布频 率。在进行顶管掘进过程中，需要对其定期测量，若顶管掘 进与大堤保持10m时，将检测点检测次数进行增加，穿越大 坝后l〇d测量一次，逐渐减少测量次数，以此达到有效的监 测的目的。

4.6防洪、渡汛施工

该工程施工主要是河底8m以下顶进，工作井与大堤之 间保持了一段距离，但是在防洪、渡汛过程中需要采取以下

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几个方法：（1)顶管在施工过程中，需要保证汛期后进行 有效施工；（2)在完成顶管施工后，需要在最短时间内进 行泥浆置换，主要是因能够有效避免河水渗透到管道位置， 并烟管道外侧向大地外渗透；（3)顶管在施工过程中，会 对堤防土体产生一定的影响，为此，需要采取有效的方法来 降低此种干扰，顶管施工完成后，进行大堤的注浆加固工 作，此工作有一定的工作期限，一般是完成在汛期之前；(4)在进行顶管过程中，需要对大堤沉降实施全面监测，主 要是因顶管会对大堤的稳定性产生一定的影响，对大堤加固 完成后才能结束监测，这在较大程度上能够有效提高大堤的 稳定性。5结语

综上所述，在穿越河道工程施工过程中，采用顶管技 术能够有效提高工程施工质量。由于该技术是一种现代化 埋设地下管线的施工方法，河道穿越工程中有较高的运用 价值，这在较大程度上具有较高的安全性，并且对河道度 汛有较小的影响，同时还能够缩短时间所用时间，在施工 过程中不需要断航，可大大减少对周围环境造成的影响， 有较大的应用前景，对我国工程建设质量的提升具有较大 的促进作用。参考文献：

[1] 林川.顶管技术在穿越河道工程中的运用[J].水利科技与经济， 2013 (01)： 101-102.[2] 邓迎芳.沉管技术在给水工程穿越河道施工中的应用[J].广东土 木与建筑，2006 (06): 44-45+62.

作者简介：陈艳东（1970.1-),男，北京人，大专，工程师，从事

水利工程篮理工作。

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