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科技书写顶管施工新传奇
来源:中国建设报 2014-08-25
2022/3/25 18:25:19

8月的上海,天气依旧炎热。白龙港南线东段SST2.6标顶管工程现场依旧繁忙,建筑工人正在进行工程的收尾工作。今年7月,这项被称为国内超大直径顶管的工程克服重重困难,终于顺利完工。面对艰巨挑战,中铁上海工程局市政工程有限公司的建设者们不畏艰险,用汗水和智慧浇灌科技之花,书写了顶管施工的新传奇。

见证顶管发展历程 成为行业领先

地下顶管施工作为非开挖施工方法,就是在顶管工作井内借助于顶进机产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。一节管完成顶入土层之后,再下第二节管继续顶进。“非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。顶管技术减少了环境污染,具有显著的经济效益和社会效益。”中铁上海工程局市政工程有限公司副总工程师孙焕斌告诉记者。

“可以说,我们见证了我国整个顶管施工的发展历程,并随之一起走过。”该公司副书记高学武在接受记者采访时表示。上世纪90年代,该公司就进入顶管施工领域,从扎营安徽铜陵到挥师进军上海,20年时间跨越赶超,成功掌握了超大直径、超长距离机械顶管施工技术。2008年,公司承建了上海青草沙水源地3.6米双线顶管工程,为当时国内最大直径地下钢管顶管工程,并荣获全国优质工程奖;2011年,承建了上海白龙港南线东段SST2.6标顶管项目,为当时国内最大直径顶管项目,并作为全线试验段率先完成顶进施工;今年5月,昆明尾水外排工程穿越1188米滇池草海,顺利实现贯通。该公司实现了从顶管领域的开拓者到攻坚者的转换,一步一个脚印,跻身国内乃至世界顶管施工界的前列。

摸门道“粮草先行” 提升装备水平

从早年间人工手掘式、设备非常简陋、无专门的从业人员到现在先进设备的使用、技术人才辈出,经过多年的发展,顶管技术在我国已有很多实际工程应用,且保持着高速的增长势头,无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上都取得了很大的进步,在某些方面甚至已达到了世界领先水平。“顶管施工最重要的是需要对地下情况了解,成功意味着一切,失败不能重来。”公司第三代顶管领军人、负责顶管施工领域的副总经理胡斌说,

“顶管施工最突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求,选用与之适应的顶管施工方式,如何正确地选择顶管机和施工工艺非常关键。”该公司组建了掘进机独立研发小组,打破了日本对顶管掘进机的垄断地位,成功研制出首台DN1350刀盘可浮动式泥水平衡与浮动土压平衡掘进机,最大限度地降低了施工过程中对地面产生的沉降影响。掘进机获得了国家专利,提升了我国顶管装备技术水平。

冲刺技术高峰 注重环保效益

顶管施工中最为常见的有三种平衡理论:气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。公司研发了超大直径泥水平衡、土压平衡顶管掘进机,自动测量机器人,自动顶管施工管理系统……仅国家专利就获得了12项,在这些高新技术研发的背后,是一次次重难点分析、反复的试验和论证。

记者了解到,白龙港工程顶管内径达到4米,外径达到4.64米,施工面临超大直径顶管设备、长距离渣土运输、供电、通风、顶力控制、方向控制等一系列技术难题。为此,建设者们成立专项科研小组展开技术研究和科技攻关。项目部充分借鉴国内大直径顶管的相关成功经验,与专业公司密切合作,创新了土压平衡顶管施工泵送技术。他们通过积极学习德国、日本先进技术,与知名企业合作,创新土压平衡顶管机与输送泵结合技术,设置了两个泵进行水平运输和垂直运输,避免以往大量注水、增加环境污染风险。实时自动测量监控系统,实现了操作机头与后方平台的联动,为自动测量系统成熟运用积累了丰富经验。

难能可贵的是,他们在施工中注重节能环保。在昆明尾水外排工程中,施工区域位于昆明滇池5A级风景区内,建设者编制了环境保护风险评估报告。针对顶管施工中的泥浆排放问题,他们对泥浆池位置、泥浆排放路线、泥浆处理的土场设置规划论证,进行泥水沉淀,将沉淀后合乎标准的表层泥浆水抽至各工作面,循环利用,达到了“没有一滴污水流入滇池”的效果。为此,项目还获得“全国绿色施工示范单位”荣誉称号。

随着我国经济持续稳定增长、城镇化进程的不断加快,地下管线的需求量也在逐年增加。国务院办公厅发布的《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》指出,“力争用5年时间,完成城市地下老旧管网改造。用10年左右时间,建成较为完善的城市地下管线体系。”这为顶管技术在我国地下管线的施工提供了更为广阔的空间。胡斌表示:“顶管技术面临地区差异明显、水平参差不齐、缺乏规范化、人才不足的问题,有待进一步宣传推广。”今后,数字化、信息化、智能型顶管机的研制将得到更多的关注。非开挖技术的发展必将向规模化、规范化、国际化的方向发展。该公司也将致力于顶管施工领域发展,取得更大的辉煌。

 本报记者 任佳 通讯员 李颖