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《建设日报》:顶管施工中的中国智慧

2016-12-21 15:55:28


顶管施工由于施工成本低、对环境干扰小、占地要求不高等特点,常用于城市地下管道工程。中铁上海局市政企业在超大直径顶管施工中不断超越自我,在顶管装备制造领域、关键技术方面不断创新,成功攻克了顶管施工中的多项难题。

● 自主研发4米超大直径顶管掘进机

在超大直径顶管施工中,适合直径3.5米以上的顶管掘进机在国内没有,从国外引进不仅费用高而且不一定能够适应国内土质特点,一旦“水土不服”,将造成巨大损失。为解决这一难题,在昆明尾水外排顶管工程中,中铁上海局市政企业由副总工程师、项目部总工孙焕斌带领技术人员攻坚克难,结合多年顶管施工经验,计算出了一整套完备的掘进机技术参数,研发了国内第一台4米超大直径顶管掘进机。

掘进机面市了,但总重120吨的庞然大物如何运到施工现场难住了建设者。为此,该企业的技术人员提出了顶管掘进机模块化组装方案,大胆将其一分为三,分为前段动力模块、中段纠偏模块、末端电器模块三部分,将拆解的模块分别运至现场后再进行组装。

针对国内不同地质特点,该企业技术人员还相继研制出了面板泥水式刀盘、滚刀破岩刀盘等多种刀盘系统,为在复杂地质下开展超大直径顶管施工打下坚实基础。

● 研制新型浆液,降低顶管摩阻系数

超大直径顶管施工位于地下十几米处,要保证施工质量安全,解决好地下减阻、长距离供电、管道内测量是重点。

在过去的中小直径顶管地下减阻中,国内建设者们675853.com金沙地使用以膨润土为主的顶管润滑泥浆,但在粉砂、砂砾层地质条件下润滑效果较差,在超大直径顶管施工中阻力效果更不能满足减阻需要。为此,该企业技术人员积极采取校企联合研发的模式,集合高校专家开展新型减阻浆液的试制。

在昆明尾水外排4米超大直径顶管施工中,技术人员根据现场地下地质情况,提出浆液性能要求,由高校的技术团队在实验室对浆液原材料进行试配,试配完成后再放到施工中验证。经过反复实践,他们终于研制成功了以高分子聚合物等为原材料的AB两种新型浆液配方,并在昆明尾水外排顶管工程、上海白龙港工程中投入使用。数据显示,新型浆液使顶管摩阻系数仅为原设计的1/3,成功解决了顶管机在粉砂、砂砾层地质的阻力与管道沉降控制难题。

● 首创自动导向系统,为长距离顶管施工领航

为避开城市地下相关既有管道,顶管掘进机往往需要曲线顶进,无形中加大了顶管顶进偏移的风险。尤其是超大直径顶管施工,一旦顶偏将带来严重后果。但在上海白龙港顶管“S”形曲线段顶进中,顶管机出洞仅与原设计的顶管接收口误差在10厘米以内。用技术人员的话来说,“正中靶心!”如此精确的顶进得益于该企业国内首创的长距离顶管自动导向系统。

该系统实现了计算机自动控制和直接数据显示,实现了顶管机前方、工作井测量后台及地面监控室同步联系,便于操作人员准确掌握顶进方向的动态,采集、分析纠偏油缸伸缩数据、轴线偏差值、顶管机运行状态等,为顶管操作人员提供偏差数据,帮助其进行机头纠偏。

● 创新供电模式,保证施工不断电

超大直径顶管掘进机对电力供应要求特别高。当电压在末端供应低于顶管380伏供电电压的5%时,电机就无法运转。为此,技术人员首次在顶管施工中使用“升压-输电-降压”的供电模式,本来需要碗口粗的三相电缆,最终只需一根擀面杖粗细的电缆即满足了顶管掘进机的供电需要,减轻了井下拖线工人的工作量。同时,为确保供电安全,他们还采用微机自动保护装置,设置五防联锁,通过传感器系统实时监控供电全过程,将高压关进了安全笼子。这些难题的解决,使超大直径长距离顶管施工成为可能。

踏入国内超大直径顶管领域以来,中铁上海局市政企业的顶管技术人员一步一个脚印,用智慧与汗水浇灌科技之花,书写了顶管施工的新传奇。

 

链接:

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

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