由廣州金土承頂?shù)膰?guó)內(nèi)頂進(jìn)距離最長(zhǎng)、綜合管廊斷面最大矩形頂管工程貫通

由廣州金土承頂?shù)膰?guó)內(nèi)頂進(jìn)距離最長(zhǎng)、綜合管廊斷面最大矩形頂管工程貫通

2017年11月18日上午，由廣州金土巖土工程技術(shù)有限公司承頂?shù)奈覈?guó)目前頂距最長(zhǎng)、綜合管廊斷面最大的矩形頂管工程——蘇州市城北路綜合管廊元和塘頂管工程順利貫通。

蘇州城北路綜合管廊工程，位于蘇州市城北東路與滬霍線高速入口相交處。管廊頂管沿線穿越蘇州軍分區(qū)房、石化加油站、交警二中隊(duì)、民房及齊門(mén)立交橋等建筑(構(gòu))物，沿線下穿寬約40 m的元和塘河道以及給水、雨水、電信、光纖等地下管線。管廊頂管斷面尺寸為9.1 m×5.5 m，一次頂進(jìn)長(zhǎng)度為233.6 m，采用多刀盤(pán)組合式土壓平衡矩形頂管機(jī)掘進(jìn)施工。

全國(guó)之最——233.6 m超長(zhǎng)距離頂進(jìn)

蘇州城北路元和塘頂管工程是國(guó)內(nèi)管廊領(lǐng)域斷面最大、頂進(jìn)距離最長(zhǎng)的矩形頂管工程，總長(zhǎng)度達(dá)到233.6 m。超長(zhǎng)距離頂管施工使得頂進(jìn)阻力較大，為克服此問(wèn)題，全程采用30支200 t千斤頂，為頂管機(jī)提供60 000 kN的頂推力和設(shè)置2道中繼間作為接力儲(chǔ)備，并通過(guò)減阻措施減小頂進(jìn)阻力來(lái)保證頂進(jìn)施工順利完成。本次頂管施工采用壓濃泥和注觸變泥漿相結(jié)合的減阻創(chuàng)新技術(shù)，大大減小了管周摩阻力，全程頂進(jìn)233.6 m的過(guò)程中未啟動(dòng)中繼間，大幅提高了頂進(jìn)速度，到達(dá)終點(diǎn)位置時(shí)實(shí)際頂力值為36 300 kN，實(shí)際施工頂力值為理論值的50%～55%。

國(guó)內(nèi)綜合管廊頂管斷面最大——9.1 m×5.5 m

長(zhǎng)9.1 m、高5.5 m的斷面尺寸，也是管廊工程矩形頂管施工領(lǐng)域的全國(guó)之最。針對(duì)該項(xiàng)目，獨(dú)家研發(fā)的頂管機(jī)有2層樓高，質(zhì)量達(dá)到266 t，這么大斷面的矩形頂管機(jī)在蘇州城區(qū)地下9 m深處連續(xù)穿梭近百天，要求頂進(jìn)的精準(zhǔn)度必須控制在厘米級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)采用3臺(tái)激光儀對(duì)頂管機(jī)姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量人員每天用全站儀進(jìn)行人工復(fù)測(cè)，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而為頂進(jìn)施工提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。

此外，由于本項(xiàng)目掘進(jìn)斷面大，出土量大，若采用小車(chē)出土，隨著頂進(jìn)距離的增加施工效率會(huì)降低。經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，將從螺旋器出來(lái)的余泥進(jìn)行再改良后用泵送出泥方式，大大提高了頂進(jìn)效率。

據(jù)地質(zhì)勘查資料顯示，頂管機(jī)穿越的地層多為粉砂夾粉土層和粉砂層，此類(lèi)土層就像海綿吸滿了水分，頂進(jìn)過(guò)程中極易出現(xiàn)噴涌。面對(duì)前所未有的技術(shù)難度，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以及對(duì)改良添加劑的研究，最終采用了纖維素+聚丙烯酰胺等添加劑的配比改良方案，改善了土體的塑性和流動(dòng)性，頂管機(jī)螺旋器出土順暢，開(kāi)挖艙內(nèi)土體自穩(wěn)性好，頂進(jìn)工作順利，達(dá)到了良好的改良效果，同時(shí)很好地控制了地面沉降變形。

突破多項(xiàng)高難度施工瓶頸，為超大超長(zhǎng)頂管施工積累經(jīng)驗(yàn)

作為國(guó)內(nèi)首批在地下綜合管廊施工上運(yùn)用矩形頂管技術(shù)的工程，雖然國(guó)內(nèi)矩形頂管綜合管廊建設(shè)化程度較高，但是仍然面臨矩形頂管施工理論研究不足、關(guān)鍵技術(shù)缺乏和規(guī)范化程度不高等問(wèn)題。因此，對(duì)大斷面長(zhǎng)距離矩形頂管設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)、施工規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)地研究是非常有必要的。

針對(duì)本項(xiàng)目所涉及的超長(zhǎng)超大矩形頂管設(shè)計(jì)制造、管節(jié)設(shè)計(jì)制造和頂進(jìn)力計(jì)算等一系列力學(xué)理論和技術(shù)研究課題多達(dá)21項(xiàng)。由蘇州城市地下綜合管廊開(kāi)發(fā)有限公司、悉地(蘇州)勘察設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司、中鐵上海工程局集團(tuán)、廣州金土巖土工程技術(shù)有限公司與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)聯(lián)合開(kāi)展科研，突破了多項(xiàng)高難度施工瓶頸，收集了大量第一手資料，總結(jié)形成了一系列施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，以期為我國(guó)今后地下綜合管廊和更長(zhǎng)更大的頂管工程施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

(廣州金土巖土工程技術(shù)有限公司陳雪華供稿 2017-11-19)