中繼間自動化控制系統(tǒng)在長距離頂管施工中的應(yīng)用

閔 瑞，李存筆，舒兆亞，葛玉劍

（江蘇省水利建設(shè)工程有限公司，江蘇揚(yáng)州 225007）

頂管施工技術(shù)是目前地下管道工程中非開挖施工常用的施工技術(shù)，具有不影響地面建筑設(shè)施及人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)活動的優(yōu)點(diǎn)。在頂管頂進(jìn)的過程中，長距離頂管須設(shè)置多個(gè)中繼間進(jìn)行頂進(jìn)過程啟動。以往工程中大多采用人工操作，反復(fù)逐個(gè)開啟閉合管道中分設(shè)的中繼間，整個(gè)操作過程耗時(shí)過長，對工期掌握和成本控制均會造成不利影響。從目前的國內(nèi)外研究資料和工程實(shí)踐可發(fā)現(xiàn)，對中繼間采用人工啟動，在理論分析、試驗(yàn)技術(shù)、設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)等方面均存在一些不足，而在密閉空間內(nèi)施工人員的安全控制也是個(gè)重要的環(huán)節(jié)。本文結(jié)合新孟河延伸拓浚工程常州市新北區(qū)黃山河立交地涵大直徑頂管工程，就頂管中繼間自動控制系統(tǒng)施工技術(shù)，以及頂管中繼間智能聯(lián)動改進(jìn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究［1］。

1 工程概述

新孟河延伸拓浚工程常州市新北區(qū)黃山河立交地涵大直徑頂管穿越新孟河出老孟河與小夾江相接（圖1），該工程實(shí)施后可以加快江蘇太湖西北部湖區(qū)的水體流動，促進(jìn)太湖水流循環(huán)，提高流域和區(qū)域的防洪排澇能力。該工程頂管直徑在目前江蘇水利工程施工的頂管中最大，且在曲線頂管專業(yè)施工中也屬罕見，黃山河立交地涵頂管頂進(jìn)軌跡豎向曲線半徑為800 m，頂程單根總長410 m，截面并排共2根，單管采用內(nèi)直徑4.0 m、壁厚32 cm鋼筋混凝土頂管；先從黃山河側(cè)始發(fā)井出發(fā)，后穿越河底按3%的坡度與小夾江側(cè)接收井相接，頂管中心從始發(fā)井出發(fā)高程為-8.80 m（地表下16.3 m），出接收井中心高程為-7.60 m（地表下15.1 m），最低處管道中心標(biāo)高-12.35 m（地表下19.85 m），頂管河中心最低處河床覆土厚度約11 m。本工程最大難點(diǎn)是頂管管徑大，曲線頂進(jìn)距離遠(yuǎn)，頂進(jìn)穿越的土層為江邊土層，地質(zhì)情況復(fù)雜，局部土層有液化的情況，加之混凝土管自重大，管節(jié)運(yùn)輸安裝施工難度相對較大，長距離頂管頂進(jìn)阻力大，結(jié)合此大直徑管徑及頂程中頂力以及可能遇到的情況設(shè)立6 節(jié)中繼間，通過開發(fā)自動化控制系統(tǒng)，對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，快速準(zhǔn)確下達(dá)指令給中繼間開始啟動，實(shí)現(xiàn)多個(gè)中繼間之間快速聯(lián)動，解決以往頂管施工中僅憑經(jīng)驗(yàn)人工啟停、效率低下的問題，以及頂管施工因停頓時(shí)間過長引起摩阻力增加、頂進(jìn)困難和管道內(nèi)施工人員多、安全風(fēng)險(xiǎn)大等問題。

圖1 新孟河立交地涵穿越河道衛(wèi)星平面

2 總體施工工藝設(shè)計(jì)

2.1 頂管頂進(jìn)總體施工流程

頂管頂進(jìn)總體施工流程：頂管施工準(zhǔn)備→掘進(jìn)機(jī)頭就位→掘進(jìn)機(jī)頭穿墻→下管段→管節(jié)頂進(jìn)→頂進(jìn)測量→掘進(jìn)機(jī)頭糾偏→下管段與前管段連接→頂進(jìn)完成一段→穿插安裝中繼間→繼續(xù)頂進(jìn)至完成→出洞拆除掘進(jìn)機(jī)頭［2］。

2.2 頂管中繼間及中繼間自動化控制系統(tǒng)裝置工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)招標(biāo)文件引用的規(guī)范《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268—2008）第6.3.2 條規(guī)定：“計(jì)算施工頂力時(shí)，應(yīng)綜合考慮管節(jié)材質(zhì)、頂進(jìn)工作井后背墻結(jié)構(gòu)的允許最大荷載、頂進(jìn)設(shè)備能力、施工技術(shù)措施等因素。施工最大頂力應(yīng)大于頂進(jìn)阻力，但不得超過管材或工作井后背墻的允許頂力”。第6.3.3條規(guī)定：“施工最大頂力有可能超過允許頂力時(shí)，應(yīng)采取減少頂進(jìn)阻力、增設(shè)中繼間等施工技術(shù)措施”。第6.3.9條的規(guī)定：“1、設(shè)計(jì)頂力嚴(yán)禁超過管材允許頂力；2、第一個(gè)中繼間的設(shè)計(jì)頂力，應(yīng)保證其允許最大頂力能克服前方管道的外壁摩擦阻力及頂管機(jī)的迎面阻力之和；而后續(xù)中繼間設(shè)計(jì)頂力應(yīng)克服兩個(gè)中繼間之間的管道外壁摩擦阻力；3、確定中繼間位置時(shí)，應(yīng)留有足夠的頂力安全系數(shù)，第一個(gè)中繼間位置應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定并提前安裝，同時(shí)考慮正面阻力反彈，防止地面沉降［3］?！表敼茼斶M(jìn)施工前智能控制中繼間設(shè)置方案中首先要進(jìn)行前期相關(guān)頂力輔助計(jì)算。

2.2.1 頂管頂力估算

根據(jù)規(guī)范要求，頂管頂進(jìn)前分別要對頂管的總頂進(jìn)頂力、管材承受的最大推力、后靠背墻允許承受力進(jìn)行計(jì)算，以便在施工中用頂管總頂力與頂管管材的承受最大推力及后靠背墻允許承受力進(jìn)行比較，然后確定幾個(gè)中繼間及相應(yīng)的位置［4］，具體計(jì)算方法如下：

（1）頂管封閉機(jī)頭工具管的迎面阻力根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268—97）中6.4.8條規(guī)定得計(jì)算公式。即，

式中：N為封閉機(jī)頭的迎面阻力；D1為管道外徑，取4.64 m；Pt為機(jī)頭底部以上1/3×D處的被動土壓力；r為土的天然重度（取17.8 kN/m3）；φ為土的內(nèi)摩擦角（取9°）；H為管頂土層厚度，取7.12 m。經(jīng)計(jì)算得N為4 208 kN；Pt為249 kN/m2。

（2）根據(jù)規(guī)范得頂管頂進(jìn)時(shí)周邊阻力計(jì)算公式，即，

式中：F2為采取觸變泥漿工藝時(shí)管壁的摩阻力；f2為采取注漿工藝的單位摩阻力，取5 kN/m2；D2為管道外徑，取4.64 m；L為頂管長度，取410 m。經(jīng)計(jì)算得F2為29 867 kN。

（3）根據(jù)規(guī)范得總頂進(jìn)頂力F計(jì)算公式。即

式中，F(xiàn)為總頂進(jìn)頂力。經(jīng)計(jì)算得F為34 075 kN。

因本研究方案中頂管為曲線頂管，曲率半徑800 m，即R=172D，按規(guī)范查得相應(yīng)增加頂力的附力值K取1.228。則修正后的總頂力為F′=1.228F，計(jì)算得41 844 kN。

2.2.2 鋼筋混凝土頂管管材所能承受的最大推力計(jì)算

鋼筋混凝土管材允許承受頂力按是（5）計(jì)算［5］，即，

式中：Fdc為混凝土管允許頂力；Ф1為混凝土材料受壓強(qiáng)度折減系數(shù)，取0.90；Ф2為偏心受壓強(qiáng)度提高系數(shù)，取1.05；Ф3為材料脆性系數(shù)，取0.85；Ф5為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整系數(shù)，取0.79；γQd為頂力分項(xiàng)系數(shù)，取1.3；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，本工程為C50 混凝土，取23.1 MPa；Ap為管道最小有效傳力面積，本工程DN4000 頂管為3.89 m2。經(jīng)計(jì)算得Fdc為35 134 kN。

2.2.3 后靠允許頂力

如圖2 所示，根據(jù)規(guī)范得計(jì)算后靠允許頂力計(jì)算公式，即，

圖2 頂管后靠受力計(jì)算

式中：F后為后靠背允許頂力；Kp為被動壓系數(shù)按式（6）計(jì)算得1.37；φ為內(nèi)摩擦角，取9°；γ為容重，取17.8 kN/m3；b為后靠寬度，取5 m；h為工作井底板至地面的深度（16.7 m）；η為安全系數(shù)，取1.8；h1為后靠背頂至地面高度（11.12 m)；h2為后座高度（取5.72 m）；h3為工作井刃腳至底板頂高度（取4 m）。經(jīng)計(jì)算得F后為15 068 kN。

2.2.4 中繼間位置布置

研究方案中根據(jù)《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》CECS246：2008 第12.4.3 條：“當(dāng)估算總頂力打壓管件允許頂力設(shè)計(jì)值或工作井允許頂力設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)設(shè)置中繼間”。第12.5.4 條：中繼間頂力富裕量，第一個(gè)中繼間不宜小于40%，其余不宜小于30%［6］要求，本工程方案設(shè)計(jì)計(jì)算，頂管最大頂力41 844 kN，后靠能承受的最大頂力為15 068 kN，DN4000頂管管節(jié)能承受的最大頂力為351 347 kN。因此，本段頂管必須加設(shè)中繼間，否則開頂后靠沉井壁會發(fā)生破壞，造成質(zhì)量事故。

依據(jù)中繼間距離計(jì)算的控制頂力按后靠最大承受頂力計(jì)算，排除輔助機(jī)頭糾偏的第一個(gè)中繼間效力忽略不計(jì)后，根據(jù)規(guī)范第二只、第三只…繼后續(xù)中繼間之間距離計(jì)算公式，即，

式中：S1為中繼間的間隔距離；F2為頂管機(jī)的迎面阻力（4 208 kN）；F3為控制頂力（15 068 kN）；f為管道外壁與土的平均摩阻力，取5 kPa；D為管道外徑（4.64 m）；k1為頂力系數(shù)，宜取0.50.6（本工程取0.6）。經(jīng)計(jì)算得S1為89 m，S2為124 m，第三只及以后中繼間距離按式（9）計(jì)算，以此類推，為確保安全，單段頂管設(shè)置6個(gè)中繼間，為了配合頂管機(jī)頭在復(fù)雜土層中的糾偏，第一只布置在機(jī)頭后方20 m處，以后每隔65 m設(shè)置1個(gè)中繼間，如圖3所示。

圖3 頂管中繼間位置布置

2.2.5 中繼間構(gòu)造

中繼間是長距離和超長距離頂管施工的關(guān)鍵設(shè)置，它是分段克服摩阻力的一種施工技術(shù)，通過將管道分成數(shù)段，分段向前推頂，使主千斤頂?shù)捻斄Ψ稚⒖傢斄Φ扔诟鞣猪斄χ?，并使每段管道的頂力降低到允許頂力范圍內(nèi)［7］。中繼間采用二段一鉸可伸縮的套筒承插式鋼結(jié)構(gòu)件，中繼間由40 只500 kN 千斤頂推動，總頂力可達(dá)到20 000 kN；千斤頂行程為30 cm。在鉸接處設(shè)置兩道可徑向調(diào)節(jié)密封間隙的密封裝置，確保頂進(jìn)時(shí)不漏漿，并設(shè)置4~6只可以壓注鋰基潤滑脂的油嘴，以減少頂進(jìn)時(shí)密封圈的磨損。

2.2.6 中繼間自動控制系統(tǒng)

本文介紹中繼間自動控制系統(tǒng)分硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)兩個(gè)部分組成，硬件設(shè)備主要有：中繼間電控箱、中繼間PLC自動化監(jiān)控箱、總頂力傳感儀、中繼間位移傳感器儀表、環(huán)境監(jiān)測類儀表（氧量、硫化氫、甲烷、一氧化碳、溫度、濕度），視頻及語音監(jiān)控設(shè)備、中繼間遠(yuǎn)程主控室監(jiān)控柜、中繼間遠(yuǎn)程主控電腦工作站、管道監(jiān)控硬盤錄像機(jī)及以太網(wǎng)絡(luò)接入等。

中繼間軟件系統(tǒng)主要為長距離大直徑曲線頂管中繼間自動化控制軟件（V1.0），該軟件產(chǎn)品適用于長距離頂管施工自動化控制行業(yè)。按模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念，頂管中繼間PLC自動化裝置采用分區(qū)布置方式，通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議方式接入壓力、位移傳感器儀表、環(huán)境監(jiān)測類儀表，并通過視頻、語音等設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)頂管中繼間自動啟?？刂?、遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。

2.2.7 中繼間自動化控制系統(tǒng)的工作原理

以往施工經(jīng)驗(yàn)頂管工程中繼間的啟動是在頂管所遇阻力及頂管機(jī)頭所遇總頂力大于頂管管材允許承受力或后靠背墻承受力時(shí)須人工逐個(gè)開啟中繼間，使得頂管在頂進(jìn)中蠕動前進(jìn)，并逐級分段分解總頂力，直到打開頂管前方的泥腔通道保持應(yīng)有設(shè)計(jì)曲線頂進(jìn)姿態(tài)，繼而不間斷地完成整個(gè)頂管頂程，最終實(shí)現(xiàn)頂管進(jìn)洞全線貫通。本文所述的頂管工程中繼間自動化控制，主要通過開發(fā)自動化控制系統(tǒng)，對收集的機(jī)頭總頂力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的最大頂力時(shí)，通過中繼間遠(yuǎn)程主控電腦工作站自動快速準(zhǔn)確下達(dá)指令給逐個(gè)中繼間開始啟動，且多個(gè)中繼間之間形成快速聯(lián)動，解決以往頂管施工僅憑經(jīng)驗(yàn)人工啟停而效率低下的問題。通過遠(yuǎn)程控制，大量減少地下管道內(nèi)施工人員爬進(jìn)爬出，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)解決了頂管施工因停頓時(shí)間過長引起摩阻力增加、頂進(jìn)困難的問題［8］。

3 中繼間自動化控制系統(tǒng)軟件研發(fā)

3.1 軟件開發(fā)策略

軟件開發(fā)采用C 語言編程，代碼易于移植、維護(hù)。同時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)思想。模塊化設(shè)計(jì)包括分解與組合兩個(gè)過程。分解指通過對某一類產(chǎn)品系統(tǒng)的分析和研究，把其中含有相同或相似的功能單元分離處理，用標(biāo)準(zhǔn)化的原理進(jìn)行統(tǒng)一、歸并、簡化，以通用單元的形式獨(dú)立存在；組合是指根據(jù)應(yīng)用需要將分解得到的模塊按照既定的規(guī)則組合形成多種功能元件。模塊劃分清楚，代碼易于維護(hù)。此外，適當(dāng)提高代碼的重復(fù)利用性，減少開發(fā)周期。

3.2 操作系統(tǒng)軟件分解概述

基于Sylixos 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其中Client 管理程序負(fù)責(zé)裝置初始化管理、調(diào)試，DPU/LCD/等應(yīng)用程序完成組態(tài)文件解析、算法執(zhí)行、I/O 處理、冗余同步、人機(jī)界面及對外通信等功能。

本軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按幾個(gè)核心的功能進(jìn)行劃分，劃分為3個(gè)子系統(tǒng)，見表1。

表1 子系統(tǒng)功能

3.3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

頂管中繼間PLC 自動化裝置由控制器和IO 模塊組成，見圖4。

圖4 中繼間PLC組成示意

模塊可供修改的參數(shù)通過組態(tài)工具設(shè)在模塊參數(shù)頁面，下載組態(tài)后即生效。支持其板卡級的配置，通道轉(zhuǎn)換及報(bào)警配置也支持一站式配置功能。

3.4 軟件運(yùn)行中繼間單體自動化控制程序

因自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的語言較為專業(yè)繁雜，本文對自動化操作系統(tǒng)只作原理性的簡單概括描述。施工中通過各個(gè)中繼間工作站集成模塊的數(shù)據(jù)收集經(jīng)主工作站集中系統(tǒng)運(yùn)行后，單體控制程序用于啟動單個(gè)中繼間，流程如下：

當(dāng)中繼間滿足操作允許條件時(shí)（預(yù)設(shè)的最大頂力），中繼間PLC 自動化控制柜里信號傳輸至后臺主站，可以通過后臺直接啟動該中繼間油泵，通過中繼間一圈布設(shè)的千斤頂推進(jìn)中繼間活動端向前推進(jìn)有效行程，滿足停止條件時(shí)，模塊給信號中繼間電控柜控制電子閥，油泵泄油，系統(tǒng)程序準(zhǔn)備啟動下一個(gè)中繼間，如圖5所示。

圖5 中繼間單體自動化控制流程

3.5 軟件運(yùn)行多個(gè)中繼間順序控制程序

多個(gè)中繼間在得到主工作站指令后順序控制程序用于按順序啟動多個(gè)中繼間，流程如下：

當(dāng)1#中繼間滿足操作允許條件時(shí)（預(yù)設(shè)的最大頂力），可以通過后臺直接啟動該中繼間油泵，通過千斤頂推進(jìn)中繼間活動端向前推進(jìn)，滿足停止條件時(shí)，到達(dá)最大限位時(shí)（預(yù)設(shè)的中繼間最大推進(jìn)行程20 cm），電控柜自動關(guān)閉油泵。同時(shí)以此類推，當(dāng)2#中繼間滿足操作允許條件時(shí)，自動啟動2#中繼間油泵，滿足停止條件時(shí)，到達(dá)最大限位時(shí)，自動關(guān)閉#2 油泵；同時(shí)啟動3#中繼間……以此類推，直至啟動所有中繼間，完成順序控制。多個(gè)中繼間聯(lián)動中繼間啟停，則保證了中繼間逐級分段蠕動頂管，分解總頂力，打通頂管機(jī)頭的泥腔保證頂管逐節(jié)向前推進(jìn)，直至貫通全線出洞。中繼間自動化控制系統(tǒng)編程時(shí)在PLC 自動化控制柜及中繼電控柜上為了方便現(xiàn)場故障解除，還設(shè)立了遠(yuǎn)程控制按鈕及現(xiàn)場手動操作按鈕，2個(gè)程序可以自由切換，可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分段啟動中繼間，如圖6所示。

圖6 多中繼間順序控制流程

4 中繼間及中繼間自動化控制系統(tǒng)裝置在工程中的應(yīng)用

4.1 中繼間及自動化控制裝置的安裝及運(yùn)行

本工程施工的頂管頂進(jìn)最長距離為410m，共安裝6 個(gè)中繼間以備用。伴隨著頂管逐步向前頂進(jìn)，現(xiàn)場開始按設(shè)計(jì)方案逐個(gè)安排中繼間隨頂管節(jié)頂進(jìn)在管道中一一就位。第一個(gè)中繼間安裝在頂管機(jī)頭后20 m 處用以輔助機(jī)頭掘進(jìn)時(shí)糾偏調(diào)整頂管姿態(tài)，第二個(gè)中繼間安裝在85 m 處，第三個(gè)中繼間安裝在150 m處，第四個(gè)中繼間安裝在215 m處，第五個(gè)中繼間安裝在280 m 處，第六個(gè)中繼間安裝在345 m處。

施工安裝前，對中繼間千斤頂進(jìn)行調(diào)試、檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換。在安裝時(shí)檢查千斤頂?shù)母髀酚凸苓B接是否正確，檢查中繼間電控柜與中繼間PLC 自動化監(jiān)控柜模塊傳輸信號是否正常，檢測中繼間PLC 自動化監(jiān)控柜與后臺主控柜模塊信號傳遞是否正常［9］。

由于本工程地處江邊，土層復(fù)雜，在頂程的前245 m段遭遇大粒徑不均勻姜結(jié)石，推進(jìn)105 m后頂進(jìn)阻力增大明顯，因后面的第三個(gè)中繼間還沒有下井，先采用了手動操控開啟第二個(gè)中繼間頂進(jìn)，進(jìn)程順利、效果明顯；隨后在頂程265 m 處頂力增大，此時(shí)管路中第五個(gè)中繼間已經(jīng)按設(shè)計(jì)就位，當(dāng)系統(tǒng)遙測到前方信號經(jīng)系統(tǒng)集中分析后達(dá)到預(yù)設(shè)條件，系統(tǒng)自動啟用中繼間并逐個(gè)聯(lián)動。開啟中繼間頂進(jìn)要比正常頂進(jìn)要慢，需二次或多次頂進(jìn)。先由第1—6號中繼間向前頂進(jìn)，待逐個(gè)中繼間的千斤頂逐級伸出逐級閉合后，最后一個(gè)中繼間停止向前頂進(jìn)，再由工作井內(nèi)主千斤頂向前頂進(jìn)，中繼間內(nèi)千斤頂向前回收，回到靜止?fàn)顟B(tài)。以此往返重復(fù)頂進(jìn)，最后直至本段頂完貫通，如圖7所示。

圖7中繼間自動化控制系統(tǒng)設(shè)備安裝集成段完成圖（①中繼間電控箱，②中繼間PLC 自動化監(jiān)控箱，③總頂力傳感儀，④環(huán)境監(jiān)測類儀表（氧量、硫化氫、甲烷、一氧化碳、溫度、濕度），⑤視頻及語音監(jiān)控設(shè)備）

圖7 中繼間自動化控制系統(tǒng)安裝

4.2 中繼間頂進(jìn)技術(shù)控制要點(diǎn)及其注意事項(xiàng)

（1）中繼間及自動化控制系統(tǒng)裝置安裝時(shí)應(yīng)檢查各部件工作是否正常，安裝完畢應(yīng)及時(shí)調(diào)試，特別要注意模塊信號傳遞是否正常。因中繼間是伴隨著頂管管節(jié)頂進(jìn)逐步安裝到位，每安裝一個(gè)中繼間就需要聯(lián)調(diào)一次系統(tǒng)信號，因在地下密閉空間無線信號傳輸不如光纖信號傳輸優(yōu)良，但光纖在施工中布置時(shí)要及時(shí)巡查保護(hù)，特別注意光纖接頭信道孔工人保護(hù)不周造成堵塞影響模塊的信號傳輸。

（2）中繼間在使用中一旦發(fā)生故障應(yīng)立即停機(jī)組織修復(fù)。例如工作過程中供油管路漏油須及時(shí)更換油管油封，油泵電機(jī)異響發(fā)生故障要及時(shí)更換電機(jī)等。

（3）多組中繼間的使用應(yīng)進(jìn)行編組作業(yè)，從頂管機(jī)頭向后按程序一次將每段管節(jié)向前推移，一組千斤頂伸出時(shí)，其他中繼間應(yīng)保持不動，當(dāng)所有中繼間依次完成頂伸后，主頂千斤頂最后完成頂進(jìn)作業(yè)。

（4）頂管機(jī)頭進(jìn)入接收井后，中繼間應(yīng)從第一組起逐組拆除，中繼間外殼不能拆除，只能拆除內(nèi)壁的小千斤頂，用高強(qiáng)度等級混凝土做內(nèi)襯，或?qū)⑼饴朵摪遄龇栏幚怼?/p>

（5）中繼間部位的泥水管、注漿總管必須用軟管過渡，并留有不小于50 cm的余地。

4.3 中繼間自動化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程聯(lián)動多個(gè)中繼間的實(shí)施效果

本工程中多個(gè)中繼間安裝就位完成后，系統(tǒng)遙測到預(yù)設(shè)頂力啟動值，立即自動預(yù)警頂力超限，主控室工作站監(jiān)控人員核查完畢后，在系統(tǒng)頁面中點(diǎn)擊一鍵啟動鈕，通過管道中的視頻及主工作站的系統(tǒng)頁面監(jiān)測中繼間聯(lián)動實(shí)施完成情況。本自動化控制聯(lián)動系統(tǒng)方案，是在頂程測控系統(tǒng)中利用智能程序測控總頂力，達(dá)到設(shè)計(jì)啟動值時(shí)，自動報(bào)警同時(shí)啟動中繼間智能系統(tǒng)，按需啟動頂程中的各組中繼間，直至最終完成總的頂進(jìn)過程到達(dá)接收井。新孟河延伸拓浚工程常州市新北區(qū)境內(nèi)黃山河立交地涵頂管1#線及2#線通過對中繼間自動化控制聯(lián)動改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)施，解決了以往一次中繼間啟動耗時(shí)過長施工效率低等施工問題，還減少了因?yàn)樾盘杺鬟_(dá)不及時(shí)引起誤操作，以及大量施工人員進(jìn)入地下施工而增加的安全風(fēng)險(xiǎn)。通過優(yōu)化頂管施工的相關(guān)措施，最終黃山河立交地涵在復(fù)雜地質(zhì)變化施工條件下，圓滿地完成施工任務(wù)，與原施工工藝比較節(jié)約了64天，社會效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié) 語

結(jié)合上述工程案例，通過對中繼間自動化控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，可以看出整個(gè)工序施工中所需把控的重要點(diǎn)及環(huán)節(jié)相對較多，在實(shí)踐過程中必須根據(jù)現(xiàn)場情況，對其細(xì)部做好全面的分析，明確頂管中繼間施工工藝流程和操作要點(diǎn)，從而全面提升頂管的施工質(zhì)量，保障頂管工程的施工安全，合理提速施工進(jìn)度，創(chuàng)造更大效益。頂管中繼間自動化控制系統(tǒng)技術(shù)對頂管工程建設(shè)發(fā)展有著重要的創(chuàng)新意義。黃山河立交地涵管道工程在施工期間精心組織、科學(xué)施工、合理安排，確保了質(zhì)量和工期，保證了地涵順利通水，標(biāo)志著大直徑頂管在復(fù)雜地層長距離水平曲線頂管中取得了重大突破，為以后的大直徑頂管、曲線頂管積累了資料,豐富了設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為國內(nèi)頂管設(shè)計(jì)智能化控制中繼間提供了工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參數(shù)，對以后的復(fù)雜地層頂管施工起到了借鑒作用［10］。