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頂管施工技術(shù)革新：穿越城市地下空間的解決方案
2024.08.13
隨著城市化進(jìn)程的加速，城市地下空間的開發(fā)與利用變得日益重要。傳統(tǒng)的開挖施工方法不僅耗時(shí)長(zhǎng)、成本高，還容易對(duì)地面交通和周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，頂管施工技術(shù)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，成為穿越城市地下空間的重要解決方案。
近日，國(guó)內(nèi)外頂管施工技術(shù)的進(jìn)展引起了廣泛關(guān)注。從土壓平衡頂管到泥水平衡頂管，再到直接鋪管法、AXIS系統(tǒng)真空挖掘法等新興技術(shù)，這些革新不僅提高了施工效率，還大大減少了對(duì)地面的破壞，為城市地下管線的鋪設(shè)、更換與修復(fù)提供了全新的路徑。
土壓平衡頂管技術(shù)作為密閉式頂管施工的代表，其核心在于保持土層壓力與地下水壓力的平衡，以及排土量與掘進(jìn)機(jī)挖土量的平衡。在掘進(jìn)過(guò)程中，頂進(jìn)油缸推動(dòng)頂管機(jī)前進(jìn)，同時(shí)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，切削下的土體被送入土倉(cāng)內(nèi)擠壓，并通過(guò)螺旋輸送機(jī)、泥漿泵站輸送至地面進(jìn)行泥水分離。這一過(guò)程的關(guān)鍵在于控制土倉(cāng)內(nèi)的壓力，以避免地面沉降或隆起，確保施工的安全與穩(wěn)定。
泥水平衡頂管技術(shù)則利用泥水壓力來(lái)平衡頂進(jìn)工作面上的地下水和土層壓力。泥水通過(guò)泥漿泵的作用，經(jīng)過(guò)排泥管道送達(dá)地面的泥漿池，再經(jīng)過(guò)刀盤的攪拌作用后排出。這種技術(shù)不僅能有效平衡地下水壓力，還能通過(guò)泥水的連續(xù)循環(huán)，確保掘進(jìn)施工的快速性和連續(xù)性。此外，泥水經(jīng)過(guò)沉淀或分離后，剩余的殘?jiān)梢赃M(jìn)行部分回收使用，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。
而直接鋪管法作為近年來(lái)的一項(xiàng)重大創(chuàng)新，由德國(guó)海瑞克公司首創(chuàng)，并成功應(yīng)用于多個(gè)工程項(xiàng)目中。該技術(shù)通過(guò)推管機(jī)提供推力，帶動(dòng)管道向前頂進(jìn)，實(shí)現(xiàn)一次性完成管道鋪設(shè)。這一過(guò)程中，開挖出來(lái)的渣土通過(guò)管路中的泥漿管道排出，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)施工作業(yè)。直接鋪管法不僅施工速度快、效率高，還能有效控制地面沉降和噪音污染，是城市地下管道施工的理想選擇。
除了上述技術(shù)外，AXIS系統(tǒng)真空挖掘法也展現(xiàn)出了巨大的潛力。該系統(tǒng)利用真空抽吸鉆屑的方法，解決了泥漿處理問(wèn)題，并通過(guò)激光導(dǎo)向裝置提高了坡度控制的準(zhǔn)確性。這種技術(shù)特別適用于鋪設(shè)小直徑、長(zhǎng)距離的管道，為城市地下空間的精細(xì)化開發(fā)提供了有力支持。
在國(guó)內(nèi)，頂管施工技術(shù)的發(fā)展同樣令人矚目。以浙江麗水為例，當(dāng)?shù)夭捎玫墓夤袒迯?fù)頂管置換施工技術(shù)，革新了傳統(tǒng)管道修復(fù)與置換的方法。該技術(shù)利用的頂管設(shè)備和光固化材料，在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)老舊管道的置換和修復(fù)，大大提高了施工效率和質(zhì)量。同時(shí)，光固化材料的優(yōu)良性能也確保了新管道的抗壓、抗?jié)B能力，為城市基礎(chǔ)設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。
展望未來(lái)，頂管施工技術(shù)的發(fā)展將更加多元化和多樣化。隨著微電子技術(shù)、工業(yè)傳感技術(shù)、實(shí)時(shí)控制技術(shù)和現(xiàn)代化控制理論的不斷融入，頂管機(jī)械將更加智能化和自動(dòng)化。在頂管直徑方面，將向大口徑管發(fā)展；在頂進(jìn)距離方面，將實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的頂進(jìn)。這些技術(shù)革新將為城市地下空間的開發(fā)與利用提供更加、安全、環(huán)保的解決方案。
總之，頂管施工技術(shù)的不斷革新與發(fā)展，為城市地下空間的穿越提供了強(qiáng)有力的支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，頂管施工技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用，為城市基礎(chǔ)設(shè)施的完善和發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。
