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《建設日報》:頂管施工中的中國智慧

2016-12-17 10:37:46



頂管施工由于施工成本低、對環境干擾小、占地要求不高等特點,常用于城市地下管道工程。中鐵上海局市政公司在超大直徑頂管施工中不斷超越自我,在頂管裝備制造領域、關鍵技術方面不斷創新,成功攻克了頂管施工中的多項難題。

自主研發4米超大直徑頂管掘進機

在超大直徑頂管施工中,適合直徑3.5米以上的頂管掘進機在國內沒有,從國外引進不僅費用高而且不一定能夠適應國內土質特點,一旦“水土不服”,將造成巨大損失。為解決這一難題,在昆明尾水外排頂管工程中,中鐵上海局市政公司由副總工程師、項目部總工孫煥斌帶領技術人員攻堅克難,結合多年頂管施工經驗,計算出了一整套完備的掘進機技術參數,研發了國內第一臺4米超大直徑頂管掘進機。

掘進機面市了,但總重120噸的龐然大物如何運到施工現場難住了建設者。為此,該公司的技術人員提出了頂管掘進機模塊化組裝方案,大膽將其一分為三,分為前段動力模塊、中段糾偏模塊、末端電器模塊三部分,將拆解的模塊分別運至現場后再進行組裝。

針對國內不同地質特點,該公司技術人員還相繼研制出了面板泥水式刀盤、滾刀破巖刀盤等多種刀盤系統,為在復雜地質下開展超大直徑頂管施工打下堅實基礎。

研制新型漿液,降低頂管摩阻系數

超大直徑頂管施工位于地下十幾米處,要保證施工質量安全,解決好地下減阻、長距離供電、管道內測量是重點。

在過去的中小直徑頂管地下減阻中,國內建設者們更多地使用以膨潤土為主的頂管潤滑泥漿,但在粉砂、砂礫層地質條件下潤滑效果較差,在超大直徑頂管施工中阻力效果更不能滿足減阻需要。為此,該公司技術人員積極采取校企聯合研發的模式,集合高校專家開展新型減阻漿液的試制。

在昆明尾水外排4米超大直徑頂管施工中,技術人員根據現場地下地質情況,提出漿液性能要求,由高校的技術團隊在實驗室對漿液原材料進行試配,試配完成后再放到施工中驗證。經過反復實踐,他們終于研制成功了以高分子聚合物等為原材料的A、B兩種新型漿液配方,并在昆明尾水外排頂管工程、上海白龍港工程中投入使用。數據顯示,新型漿液使頂管摩阻系數僅為原設計的1/3,成功解決了頂管機在粉砂、砂礫層地質的阻力與管道沉降控制難題。

首創自動導向系統,為長距離頂管施工領航

為避開城市地下相關既有管道,頂管掘進機往往需要曲線頂進,無形中加大了頂管頂進偏移的風險。尤其是超大直徑頂管施工,一旦頂偏將帶來嚴重后果。但在上海白龍港頂管“S”形曲線段頂進中,頂管機出洞僅與原設計的頂管接收口誤差在10厘米以內。用技術人員的話來說,“正中靶心!”如此精確的頂進得益于該公司國內首創的長距離頂管自動導向系統。

該系統實現了計算機自動控制和直接數據顯示,實現了頂管機前方、工作井測量后臺及地面監控室同步聯系,便于操作人員準確掌握頂進方向的動態,采集、分析糾偏油缸伸縮數據、軸線偏差值、頂管機運行狀態等,為頂管操作人員提供偏差數據,幫助其進行機頭糾偏。

創新供電模式,保證施工不斷電

超大直徑頂管掘進機對電力供應要求特別高。當電壓在末端供應低于頂管380伏供電電壓的5%時,電機就無法運轉。為此,技術人員首次在頂管施工中使用“升壓-輸電-降壓”的供電模式,本來需要碗口粗的三相電纜,最終只需一根搟面杖粗細的電纜即滿足了頂管掘進機的供電需要,減輕了井下拖線工人的工作量。同時,為確保供電安全,他們還采用微機自動保護裝置,設置五防聯鎖,通過傳感器系統實時監控供電全過程,將高壓關進了安全籠子。這些難題的解決,使超大直徑長距離頂管施工成為可能。

踏入國內超大直徑頂管領域以來,中鐵上海局市政公司的頂管技術人員一步一個腳印,用智慧與汗水澆灌科技之花,書寫了頂管施工的新傳奇。

鏈接:

http://www.chinajsb.cn/bz/content/2016-10/31/content_201802.htm

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