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。中铁上海局市政公司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，中铁上海局市政公司由副总工程师、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，该公司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，该公司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，国内建设者们更多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，该公司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A、B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公司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，中铁上海局市政公司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。

 

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