2016-12-17 10:37:46
頂管施工由于施工成本低、對環(huán)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(lǐng)域、關(guān)鍵技術(shù)方面不斷創(chuàng)新，成功攻克了頂管施工中的多項難題。
● 自主研發(fā)4米超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)
在超大直徑頂管施工中，適合直徑3.5米以上的頂管掘進(jìn)機(jī)在國內(nèi)沒有，從國外引進(jìn)不僅費用高而且不一定能夠適應(yīng)國內(nèi)土質(zhì)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(lǐng)技術(shù)人員攻堅克難，結(jié)合多年頂管施工經(jīng)驗，計算出了一整套完備的掘進(jìn)機(jī)技術(shù)參數(shù)，研發(fā)了國內(nèi)第一臺4米超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)。
掘進(jìn)機(jī)面市了，但總重120噸的龐然大物如何運到施工現(xiàn)場難住了建設(shè)者。為此，該公司的技術(shù)人員提出了頂管掘進(jìn)機(jī)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(xiàn)場后再進(jìn)行組裝。
針對國內(nèi)不同地質(zhì)特點，該公司技術(shù)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(tǒng)，為在復(fù)雜地質(zhì)下開展超大直徑頂管施工打下堅實基礎(chǔ)。
● 研制新型漿液，降低頂管摩阻系數(shù)
超大直徑頂管施工位于地下十幾米處，要保證施工質(zhì)量安全，解決好地下減阻、長距離供電、管道內(nèi)測量是重點。
在過去的中小直徑頂管地下減阻中，國內(nèi)建設(shè)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(zhì)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(shù)人員積極采取校企聯(lián)合研發(fā)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(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場地下地質(zhì)情況，提出漿液性能要求，由高校的技術(shù)團(tuán)隊在實驗室對漿液原材料進(jìn)行試配，試配完成后再放到施工中驗證。經(jīng)過反復(fù)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(shù)據(jù)顯示，新型漿液使頂管摩阻系數(shù)僅為原設(shè)計的1/3，成功解決了頂管機(jī)在粉砂、砂礫層地質(zhì)的阻力與管道沉降控制難題。
● 首創(chuàng)自動導(dǎo)向系統(tǒng)，為長距離頂管施工領(lǐng)航
為避開城市地下相關(guān)既有管道，頂管掘進(jìn)機(jī)往往需要曲線頂進(jìn)，無形中加大了頂管頂進(jìn)偏移的風(fēng)險。尤其是超大直徑頂管施工，一旦頂偏將帶來嚴(yán)重后果。但在上海白龍港頂管“S”形曲線段頂進(jìn)中，頂管機(jī)出洞僅與原設(shè)計的頂管接收口誤差在10厘米以內(nèi)。用技術(shù)人員的話來說，“正中靶心！”如此精確的頂進(jìn)得益于該公司國內(nèi)首創(chuàng)的長距離頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)。
該系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機(jī)自動控制和直接數(shù)據(jù)顯示，實現(xiàn)了頂管機(jī)前方、工作井測量后臺及地面監(jiān)控室同步聯(lián)系，便于操作人員準(zhǔn)確掌握頂進(jìn)方向的動態(tài)，采集、分析糾偏油缸伸縮數(shù)據(jù)、軸線偏差值、頂管機(jī)運行狀態(tài)等，為頂管操作人員提供偏差數(shù)據(jù)，幫助其進(jìn)行機(jī)頭糾偏。
● 創(chuàng)新供電模式，保證施工不斷電
超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)對電力供應(yīng)要求特別高。當(dāng)電壓在末端供應(yīng)低于頂管380伏供電電壓的5％時，電機(jī)就無法運轉(zhuǎn)。為此，技術(shù)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(xì)的電纜即滿足了頂管掘進(jìn)機(jī)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(jī)自動保護(hù)裝置，設(shè)置五防聯(lián)鎖，通過傳感器系統(tǒng)實時監(jiān)控供電全過程，將高壓關(guān)進(jìn)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(nèi)超大直徑頂管領(lǐng)域以來，中鐵上海局市政公司的頂管技術(shù)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。
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