土石坝下埋管的顶管施工法简介.PDF

土石坝下埋管的顶管施工法简介 土石坝下埋管的顶管施工法简介 牛运光 (水利部建设与管理总站) 在修建中小型水库时，为了减少投资、加快施工进度，一般多采用坝下埋管的布置形式， 即把输水管埋设在土坝底部，成为土坝的组成部分。从各地已建成的坝下埋管来看，绝大部 分质量是好的，发挥了工程的应有的效用；但也有相当一部分输水管，由于勘测设计不周， 施工质量差，材料选用不当，或者控制运用不合理，因而发生断裂、渗漏、气蚀等损坏，影 响土坝安全和效益发挥，甚至不能继续使用，需要重建输水管。在这种情况下，过去都是破 坝重埋设新管；而近二十多年来，则采用较先进的顶管法，不需要破坝施工。例如广东省和 黄河大堤已有十三座水库土坝和两处大堤成功地采用新法修建无压灌溉输水洞，取得了较好 的效果。现简要介绍如下。 1. 顶管施工法的优点 (1)工程量少 据统计，采用顶管施工法较破坝施工可以减少土石方开挖和回填工程量 80%以上。如广东省阳江县沙湾、保安县深圳、湛江市湖光岩等水库，采用顶管法施工，其 开挖回填土石方量分别仅为破坝施工的20%、7～10%和2～3%。 (2)施工期短 过去采用破坝施工法，一般需要数月甚至更长的时间；而现在用顶管法 施工一般只需要一个月左右(不包括预制钢筋混凝土的时间)。如广东省台山县陈坑水库第四 副坝(坝高8m)，1965 年破坝重建输水管，用三个月的时间才完成；而1975 年该库第一副坝 (坝高13.2m)用顶管法修建输水管，实际顶管时间仅28 天。 (3)节约劳力 破坝施工因开挖回填工程量大，又要抢在一个枯水季节内完成，需要投 入很多劳力；而顶管施工法，工作面小，利用千斤顶顶进预制管，可以节约大量劳力。如广 东省花县磨刀坑水库修建输水管，用破坝施工方案需要劳动工日95，000 个，而采用顶管法 施工只用了1200 个工日，仅为破坝施工劳动工日的1.3%。 (4)节约钢材、水泥和资金 据统计比较，深圳水库采用顶管法施工的钢材用量为破坝 施工的30%，水泥用量为50%，投资为60%。 (5)工程质量可以得到保证 用顶管施工法，将预制管顶进后，进行回填灌浆，可以将 管外壁与开挖土洞面之间的空隙填充密实，因而在输水管投入运用后很少发现渗水情况。 (6)对水库蓄水影响小 用顶管法施工，可不影响坝面建筑物和观测设施，且施工时水 库影响正常运用小。深圳水库用顶管法修建输水管，就是在保证向香港供水的情况下施工的。 2. 顶管施工法 2.1 管线的选定 (1)管线应尽可能选在土质比较坚硬且有一定粘性的地基上，以防止顶管过程中发生塌 方或管基的不均匀沉陷。如陈坑水库输水管选在坝头土质较硬且具有粘性的原生土上，顶管 施工很顺利；而广东省台山县山窑田水库第一次顶管位置选在土坝施工时的运土路线上，由 50 土石坝工程’2002 年第1 期 于填土时碾压不实，且靠近原有已损坏的旧管，因此，当顶进62m 时，发生严重塌方，坝顶 出现跌窝，虽经多方处理，仍然无效，最后只得另选新线。 (2)选定管线时，应考虑输水管进口有较好的条件。输水洞进口除考虑要进水畅顺，有 较好的流态外，还要考虑进口排沙和放空的需要。输水洞出口应考虑消能等建筑物的布置， 并尽可能利用拟建的出口消能建筑物作顶管后座，以减少工程量。 (3)选择管线要考虑施工要求，当水库水位不能降低到修建输水管进口高程以下时，应 有条件修筑围堰，以便于进口建筑物的施工；同时还要满足管段浇制、顶管工作基坑、出土 弃卸等施工杨地和排水布置的需要，尽量缩短预制管搬运距离，且便于吊装，同时力求施工 时各工种互不干扰。 2.2 顶管施工法 顶管施工，一般可分为人工挖土法、挤压法和机械挖土法三种。目前在堤坝上采用的是 人工挖土法(见图1)，其具体施工方法如下： 1-进水塔 2-检修门槽 3-起吊设备 4-事故门槽 5-拦污栅 8-输水管(钢筋混凝土管) 12-环向槽 6-渐变段 7-截水环 8-输水管 9-工作坑 10-钢筋混凝土后座 13-混凝土管座 14-钢横梁 15-顶铁 11-堆石 12-环向槽 13-混凝土管座 14-钢横梁 15-顶铁 16-油压千斤顶 17-