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科研成果

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2011-08
自主创新又出新成果——广东基础自主研发矩形顶管机首次应用隧道施工顺利贯通
发布者:广东建工浏览次数:54264
7月31日11时45分,由广东省基础工程公司施工的珠三角城际快速轨道广佛地铁【桂城站】过街隧道项目隧道掘进机顺利到达接收井,这是省基础公司首次采用自主研发设计的矩形顶管机进行隧道施工并顺利贯通,标志着省基础公司顶管机研发又出新的成果,顶管施工拓展了新的领域。
顶管机是省基础公司的传统品牌,其独特的非开挖技术对繁华闹市的交通和居住环境影响极小,因而具有比普通开挖(明挖)不可替代的优势。顶管技术对于省基础公司提高竞争力、抢占隧道市场发挥了重要作用。为进一步扩展顶管应用领域,弥补圆形顶管在施工方面存在的不足,省基础公司自2008年开始,专门组建了专业技术研发团队,先后投资近1500万元用研发具有自主知识产权的矩形顶管设备。经过两年多时间的精心设计与技术攻关,矩形顶管设备终于研制成功,并于今年5月12日运抵佛山市南海区桂城站项目部正式投入使用。
广佛地铁【桂城站】市政过街隧道是连接桂城地铁站D出口与凯德广场沃尔玛超市之间的人行通道,处于南海大道与南桂东路交汇处,穿越南桂东路。南海大道与南桂东路为桂城交通要道,车流人流密集。通道沿线分布有供水管、供气管、排水管、通信电缆、电力电缆等,总长度43.5m,外包尺寸宽6m,高4.3m,覆土深度为5.2m,穿越的土质主要为<2-2>淤泥质粉细砂和<3-1>粉细砂。该土层饱和松散,施工时易产生流砂、管涌和崩塌,震动时易产生液化,地下水位1.00~1.85m。
该工程项目地处闹市,交通繁忙,管线交错,地质条件异常复杂,省基础公司决定采用自主研发的矩形顶管机。采用大断面矩形顶管机进行施工,对周边交通和居住环境影响极小,但技术难度非常大。砂层较厚,含水量丰富,易发生涌砂涌水及地层液化,机头切削面容易坍塌;管顶覆土浅,地面车流量大,顶进时需严格控制顶进速度、轴线偏差、机身扭转、地面沉隆等;顶管工作井紧邻沃尔玛地下室,顶进轴线上方管线众多,地面车流人流量大,施工时需对地下管线和路面进行监测保护;矩形顶管机为新设备、矩形管节为新产品、大断面矩形顶管施工为新技术,其检查验收均无规范指引,只能逐步摸索,这些巨大的难度都需要逐条逐项研究解决。显然,该项目采用自主研发的矩形顶管机施工,对省基础公司来说无疑是一项严峻的考验,同时也是对自主创新能力的挑战。矩形顶管机能够成功应用,不仅对城市地下空间的充分利用,还是对华南地区过街隧道掘进技术的革新与发展都具有重大而深远的意义,因此,工程开工伊始便受到各级领导和社会各界人士的普遍关注。
为确保施工顺利进行,省基础公司特别成立了矩形顶管核心决策委员会,由钟晓晖总经理任总指挥、钟显奇总工程师任执行委员、特种分公司经理邹思源任现场总负责。项目施工采用工作井端头施工素混凝土墙、数字化显示泥水压力指标、全自动纠偏控制、顶管机水下到达等先进技术,先后克服了粉细砂层端头加固、浅覆土层精确泥水平衡、大断面矩形机头偏差扭转和富含水砂层顶管进洞等顶管施工难题。同时,公司处处以省优良样板工程标准进行过程控制,严格施工管理,顶进管节最大偏离设计轴线5mm,最大高程偏差10mm,管节左右高差控制在5mm以内;施工中路面最大沉降仅8mm,刷新了同类地层中大断面顶管引起地表变形的最小记录。
广佛地铁桂城站市政过街隧道矩形顶进管道的顺利贯通开创了“佛山第一顶”的良好局面,拓展了国产矩形顶管设备在华南地区应用领域,为铸就广东基础在华南地区矩形顶管的研发与应用的领先地位提供了有力支撑,坚定了广东基础在顶管前沿技术的发展与革新方面的信心,为广东基础加快进一步提高顶管技术竞争优势,抢占顶管市场奠定了坚实基础。