大顶管施工的奥秘

  昆明主城污水处理厂尾水外排（二期）顶管项目是目前国内地下最大直径4米顶管施工，从2014年2月22日到5月10日，总计77天的时间里，中铁上海局市政公司昆明顶管项目部的技术人员以心作笔、以勤为墨，书写了科技兴业、顶管施工的动人篇章。

  浪淘沙装备研制闯难关

  面对艰巨挑战，项目部建设者们从构建合理的科研体系着手，组建科研组。万事俱备，一个现实问题摆在了众人面前。直径4.7米顶管施工所需要的顶管掘进机国内从未生产过，没有现成的技术参数，需要自行研制顶管机。这时，作为市政公司顶管技术领域第一人，从事顶管技术工作近20年的孙焕斌主动请缨，接下了这份重任。他根据现场实际需要，结合之前工程两个大口径顶管掘进机技术参数，计算出了一整套完备的技术参数。为了将数据转化为实物，他还领衔负责整个顶管掘进机设计制造，结合地勘数据，果断提出了要制造多功能顶管掘进机的设想，实现一机多能。

  一个难题摆在了他们的面前。4.7米超大口径顶管掘进机，设计总重量达到120吨。如何解决超重超限顶管掘进机适应性问题，孙焕斌与相关顶管专家广泛交流意见后，将目光投向了顶管机本身。他大胆提出了顶管机一分为三的构想，将其划分为前段动力模块、中段纠偏模块、末端电器模块三个部分，在制造商的全力配合下将顶管机划分三个模块成功实现解体。再根据施工需要，三个部分转运到昆明后现场进行拼装，各模块间的精度误差达到1毫米以下。由于模块化设计，各种设备便于拆卸，也解决了泥水平衡与土压平衡相互转换的问题，节省了顶管机的安装拆卸时间，一举解决了顶管机适用性难题。同时，针对不同地质需要，他还在顶管刀盘上下足了功夫，先后研制出面板泥水式刀盘、滚刀破岩刀盘等多个刀盘系统，为在复杂地质地段开展顶管施工打下了基础。

  定乾坤破解难题展新途

  在实施顶管穿过草海之前，昆明项目业主对在草海实施超大口径顶管还存在着一定担忧。一个是怕顶不动，另一个是怕污染滇池。新型浆液研制和泥水循环长距离输送技术的应用解决了难题。

  孙焕斌在第一时间拿出了一套减阻方案，集中解决了草海地底泥炭土地质不利于顶管顶进的问题。最终，通过两种新型浆液研制应用，成功解决了粉砂、砂砾层地质的减阻与管道沉降控制难题，有效降低了在草海中的顶进阻力，顶段摩阻系数仅为原设计的1/10。随着新型浆液的试制成功，打破了过去润滑泥浆以膨润土为主要成分的格局，使顶管在较为复杂的坚硬地质条件下施工成为可能。

  如何有效防止施工所带来的环境污染，通过泥浆循环利用，技术人员设计了在3号井、5号井安装输送泵，通过接力的形式将泥浆引入两个井中，一方面解决了3号井、5号井施工不畅的问题，另一方面处理泥浆存放的问题，可谓一举两得。

  炼真金顶管有才初长成

  超大口径超长距离顶管施工过程中精确测量发挥着重要作用。在昆明草海1188米×4米顶管贯通时，顶管掘进机与原设计的顶管接收口误差不超过10厘米。用项目经理乔灏的话来说，顶管掘进机“正中靶心”。如此精确的顶进得益于项目部针对长距离顶管自动测量控制研发的第二代自动测量导向系统。

  在充分借鉴国外资料的基础上，技术人员与上海米度专业测量公司共同合作，对第一代自动测量导向系统升级，升级的重点就是将已成型管节的前进轨迹预设为后续管节前进轨迹，并将其设为后续管节测量控制临时基准，形成完整的信息数据库，并全部输入到自动全站仪中。

  随着新型浆液研制成功，研制与之相配套的自动注浆系统成为项目部头等大事。令人没想到的是这样一套系统居然出自一位新的毕业生之手。项目部决定与上海易峰自动化有限公司合作研制自动注浆系统，决定大胆启用新人，将工作交给了项目见习生彭国建。在组装过程中，为了确保系统使用顺畅，他每天都蹲守在工地现场，一直到顶管贯通，他才长长地舒了一口气，感叹道：“这么长时间就待在滇池边上，都没有好好欣赏一下周围的风景，贯通了再看看项目周边，原来景色这么美丽。”