由廣州金土承頂的國內頂進距離最長、綜合管廊斷面最大矩形頂管工程貫通

由廣州金土承頂的國內頂進距離最長、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有限公司承頂的我國目前頂距最長、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房、石化加油站、交警二中隊、民房及齊門立交橋等建筑(構)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，一次頂進長度為233.6 m，采用多刀盤組合式土壓平衡矩形頂管機掘進施工。

全國之最——233.6 m超長距離頂進

蘇州城北路元和塘頂管工程是國內管廊領域斷面最大、頂進距離最長的矩形頂管工程，總長度達到233.6 m。超長距離頂管施工使得頂進阻力較大，為克服此問題，全程采用30支200 t千斤頂，為頂管機提供60 000 kN的頂推力和設置2道中繼間作為接力儲備，并通過減阻措施減小頂進阻力來保證頂進施工順利完成。本次頂管施工采用壓濃泥和注觸變泥漿相結合的減阻創新技術，大大減小了管周摩阻力，全程頂進233.6 m的過程中未啟動中繼間，大幅提高了頂進速度，到達終點位置時實際頂力值為36 300 kN，實際施工頂力值為理論值的50%～55%。

國內綜合管廊頂管斷面最大——9.1 m×5.5 m

長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域的全國之最。針對該項目，獨家研發的頂管機有2層樓高，質量達到266 t，這么大斷面的矩形頂管機在蘇州城區地下9 m深處連續穿梭近百天，要求頂進的精準度必須控制在厘米級。現場施工時采用3臺激光儀對頂管機姿態進行實時監測，測量人員每天用全站儀進行人工復測，確保測量數據的準確性，從而為頂進施工提供準確指導。

此外，由于本項目掘進斷面大，出土量大，若采用小車出土，隨著頂進距離的增加施工效率會降低。經過對設備進行改造，將從螺旋器出來的余泥進行再改良后用泵送出泥方式，大大提高了頂進效率。

據地質勘查資料顯示，頂管機穿越的地層多為粉砂夾粉土層和粉砂層，此類土層就像海綿吸滿了水分，頂進過程中極易出現噴涌。面對前所未有的技術難度，經過多次現場試驗以及對改良添加劑的研究，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性，頂管機螺旋器出土順暢，開挖艙內土體自穩性好，頂進工作順利，達到了良好的改良效果，同時很好地控制了地面沉降變形。

突破多項高難度施工瓶頸，為超大超長頂管施工積累經驗

作為國內首批在地下綜合管廊施工上運用矩形頂管技術的工程，雖然國內矩形頂管綜合管廊建設化程度較高，但是仍然面臨矩形頂管施工理論研究不足、關鍵技術缺乏和規范化程度不高等問題。因此，對大斷面長距離矩形頂管設計理論、施工技術、施工規范及標準進行系統地研究是非常有必要的。

針對本項目所涉及的超長超大矩形頂管設計制造、管節設計制造和頂進力計算等一系列力學理論和技術研究課題多達21項。由蘇州城市地下綜合管廊開發有限公司、悉地(蘇州)勘察設計顧問有限公司、中鐵上海工程局集團、廣州金土巖土工程技術有限公司與中國地質大學(武漢)聯合開展科研，突破了多項高難度施工瓶頸，收集了大量第一手資料，總結形成了一系列施工工藝標準，以期為我國今后地下綜合管廊和更長更大的頂管工程施工提供寶貴經驗。

(廣州金土巖土工程技術有限公司陳雪華供稿 2017-11-19)