引调水工程施工技术的应用

张爱峰

(莆田市供水公司，福建莆田351100)

我国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。虽然我国淡水资源总量占全球水资源的6%，达28 000亿m3，居世界第四位，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，但我国人口众多，人均只有2 300 m3，在世界上名列121位，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5。另外，我国还存在大量难以利用的洪水径流以及散布在偏远地区的地下水资源等，因此，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11 000亿m3左右，人均则仅有900 m3，并且其分布极不均衡。如此一来，引调水工程的重要作用是不言而喻的。这就要求对有限的水资源进行合理调配，兴建部分引调水工程，使有限的水资源发挥更大的利用效率和效益，更好地支撑经济社会的可持续发展。

1 国内外重要引调水工程

1.1 国外重要引调水工程

1)美国:加利福尼亚州北水南调工程是美国规模最大的引调工程。建立了22座泵站，9座水电站以及23座水库，每年调水量达到51.8亿m3。

2)原苏联:原苏联80%的地表径流分布在原苏联东部几条大河，从20世纪中叶后开始修建引调水工程，目前已拥有大中型引调水工程15处。

3)巴基斯坦:1965—1970年，修建了规模巨大的西水东调工程，主要修建了括2座大坝、5个拦河闸和1个带有闸门的虹吸工程，开挖8条相互沟通的连接渠道，以及400座附属建筑物。

4)法国:1964年法国开工修建了普罗旺斯向凡尔顿引水工程，主要是挖了120 km的隧洞和90 km的明渠，并且还包括了300 km的有压供水管和渠网。

5)日本:第二次世界大战后，政府修建了利根川引水工程;1981—1990年修建了爱知引水工程。

1.2 国内重要引水工程

1)都江堰引水:都江堰引水工程是我国最古老的水利工程。修建于公元前227年，其主要特点是无坝引水，至20世纪60年代引水灌溉成都平原面积已达45.2万hm2，是至今为止全世界年代最久的大型水利工程，被评为了世界文化遗产。

2)南水北调:南水北调工程是目前世界上规模最大的调水工程，包括东线工程、中线工程和西线工程。

3)引黄入晋:引黄入晋工程，顾名思义，就是将黄河水调入山西，是目前我国最大的跨流域大型引调水工程，包括总杆线、南干线和北干线3部分。

4)引滦入津:引滦入津工程从潘家口水库引调水，解决天津市的用水危机。

5)大济徨引水:大济徨引水工程是青海省内一项跨流域大型引水工程，主要包括石头峡水利枢纽、调水总干渠、黑泉水库、涅水北干渠、惶水南岸提灌工程。

2 顶管施工技术在引调水工程中的应用

随着我国社会的发展，经济的进步，城市化进程的脚步不断加快，我国地下管线的需求逐年增加。加之人们环境保护意识的不断增强，在水利工程中一种非开挖的施工方法——顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的作用。

2.1 顶管施工技术的优势

顶管施工技术是一种不开挖或少开挖的管道埋设施工技术。而所谓顶管其实就是做工作井及将钢筋混凝土管逐渐顶入地表，只是工作井必须垂直地面，钢筋混凝土管宜用高压液压千斤顶顶入。

顶管施工技术在施工时优势尤为突出，表现为:①不需开挖地面;②占用施工场地小;③地面建筑物不必拆迁且不会破坏周围环境;④施工方便，不影响道路交通;⑤施工基本不受气候等外界条件的影响;⑥施工周期短，但效率高，且安全环保;⑦工程造价较低。

2.2 顶管施工沉井过程中应注意的问题

在沉井施工过程中，应注意做好以下4方面:①及时纠偏，防止沉井偏离设计位置;②下沉过程中，严格控制下沉速度;③沉井封底时，注意排水，并在适当位置预留盲沟和集水井;④用砂捣实井筒外壁和基坑之间因不完全吻合而留下的缝隙，并用高压泵压入水泥浆，使之牢固。

2.3 顶管施工的要点

总结以往的施工经验教训，在顶管施工过程中，应注意做好以下3点工作:①顶管掘进机出洞工作，主要包括放置管线、制做后座墙附加层、铺设导轨等。②中继间设置工作，一般而言，第一套中继间应当设置较大的安全系数，剩下的中继间只需适当的安全系数即可。③泥浆注射工作，主要是采用触变泥浆减少管子顶进过程中的阻力。

2.4 顶管施工技术的应用

经过多年的发展，顶管施工无论在技术上、顶管设备，还是施工工艺上均取得了很大的进步，在某些方面甚至达到了世界领先水平。在我国顶管施工技术大量应用于实际工程，如广州白云湖引水工程、三堡船闸引水工程、西江引水工程等。

3 无支撑掘进施工技术在引调水工程中的应用

无支撑掘进施工技术是对洞口边、仰坡及正洞洞口等应力集中地段应用喷锚技术及特殊预加固办法对其进行预加固，以使隧道掘进安全、稳定地进行的一种施工技术。

3.1 无支撑掘进施工工作原理

首先利用光面技术以及锚喷支护进行导洞，然后扩洞掘进，进行有轨运输，最后采用摸板台车衬砌混凝土。

3.2 无支撑掘进施工技术在隧道洞口段施工的注意事项

隧道施工的关键是无支撑施工进洞时，洞口段预加固措施。因此，在隧道洞口段施工时，要注意以下5方面:①洞口周围排水系统尽早完成，对边仰坡的扰动尽量减少;②必须先加固再开挖;③拱部预加固时，边墙和仰拱等部位要加强支护;④衬砌时，先墙后拱，但有仰坡拱则必须先做仰拱;⑤隧道洞口20 m范围必须做到超强支护，这整个隧道掘进施工安全的关键。

3.3 无支撑方式洞口段预加固措施

对于无支撑掘进隧道施工技术，在洞口段的预加固方法主要是采取高压旋喷桩法。高压旋喷法是将化学注浆技术与高压水力喷射切割技术相结合形成高压旋喷的一种加固方法。在施工前必须先进行试桩确定有关参数，如旋喷速度、拔出速度、旋喷压力等，这是保证施工质量的重要环节。

3.4 无支撑掘进施工技术的应用

隧道掘进机是一种高智能化，集机、电、液、光、计算机技术为一体的隧道施工重大技术装备。在发达国家，使用隧道掘进机施工已占隧道总量的90%以上。随着我国经济的发展，隧道掘进机也被不断引入国内并投入使用。如无支撑掘进施工技术在慈溪汤浦引水工程中就得到了成功的应用。

4 水利工程工程管道防水技术

对于水利工程众多施工技术而言，防水技术可谓是重中之重。水下工程防水技术较其它工程技术而言，其技术复杂、难度大、要求高，因此，长期以来人们对水下工程防水、技术复杂性越来越认识提高。总结过去的经验教训秉着堵防结合、刚柔结合、因地制宜、综合处理的原则，采取堵、注、涂、抹的施工方法，使结构渗水部位形成多道防水线，并且密闭的整体得到良好效果。

4.1 渗水的原因

1)大面积渗水。基面四周基坑降水应在垫层以下，达不到应有水平，造成排水不良。或者在灌注混凝土过程中，由于拌合不均、振捣不密实等。

2)施工缝。因为施工需要留置施工缝，一直都是防水薄弱环节之一。另外，模板支撑不牢、不严密，也很容易造成跑浆，出现蜂窝麻面，引起缝隙渗水。

3)变形缝。止水带固定不牢，混凝土振捣不密实等将会导致出现较大孔洞或者蜂窝麻面。

4)穿墙管。各种管道与主体工程联结时，止水环焊接不密实，或在混凝土浇筑过程中施工困难处，混凝土振捣不密实，出现空洞或者蜂窝麻面，就往往出现渗水。

4.2 管道防水措施

管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。在引调水工程中，管道的应用无处不在，是最主要的装置设备之一，因此，其防水措施也尤为重要，进行管道防水应注意以下3方面:

1)合理选择防水材料。随着科技的发展社会的进步，新型防水材料种类繁多，各有各的特点与优势，所以对于不同形式的渗水应采用不同类型的防水材料。

2)堵防结合，刚柔结合。防渗的首要目的就是封闭渗水渠道，因此，堵(水)是施工的前提，然后再采用综合治理的防水措施，以增强结构的抗渗能力。

3)用发展的观点处理渗水。水下工程结构，由于受外界因素(如湿度变化，基础下沉)影响，使结构产生局部裂纹(如水平裂纹、垂直裂纹)。在处理时，不能只处理裂纹范围，要用发展的观点对待问题。

5 结语

随着水资源的不断匮乏，引调工程将不断新建，各项施工技术也将得到不断推广与完善，本文简要的介绍了一些引调工程中常见的施工技术，并列举了成功应用的案例，可以为其他类似工程提供参考。

［1］ 赵志仁，郭晨.国内外引(调)水工程及其安全监测概述［J］.水电自动化与大坝监测，2005，29(1):58－61.

［2］ 张军.隧道洞口段无支撑掘进施工技术在慈溪汤浦引水工程中的应用［J］.吉林水利，2006(7):18－19.

［3］ 李志成.谈广州白云湖引水工程大孔径顶管施工技术［J］.中国水运，2010，10(6):108－109.

［4］ 陈贫元.对水利工程施工技术有关问题的思考［J］.中国高新技术企业，2010(18):78－79.