由广州金土承顶的国内顶进距离最长、综合管廊断面最大矩形顶管工程贯通

由广州金土承顶的国内顶进距离最长、综合管廊断面最大矩形顶管工程贯通

2017年11月18日上午，由广州金土岩土工程技术有限公司承顶的我国目前顶距最长、综合管廊断面最大的矩形顶管工程——苏州市城北路综合管廊元和塘顶管工程顺利贯通。

苏州城北路综合管廊工程，位于苏州市城北东路与沪霍线高速入口相交处。管廊顶管沿线穿越苏州军分区房、石化加油站、交警二中队、民房及齐门立交桥等建筑(构)物，沿线下穿宽约40 m的元和塘河道以及给水、雨水、电信、光纤等地下管线。管廊顶管断面尺寸为9.1 m×5.5 m，一次顶进长度为233.6 m，采用多刀盘组合式土压平衡矩形顶管机掘进施工。

全国之最——233.6 m超长距离顶进

苏州城北路元和塘顶管工程是国内管廊领域断面最大、顶进距离最长的矩形顶管工程，总长度达到233.6 m。超长距离顶管施工使得顶进阻力较大，为克服此问题，全程采用30支200 t千斤顶，为顶管机提供60 000 kN的顶推力和设置2道中继间作为接力储备，并通过减阻措施减小顶进阻力来保证顶进施工顺利完成。本次顶管施工采用压浓泥和注触变泥浆相结合的减阻创新技术，大大减小了管周摩阻力，全程顶进233.6 m的过程中未启动中继间，大幅提高了顶进速度，到达终点位置时实际顶力值为36 300 kN，实际施工顶力值为理论值的50%～55%。

国内综合管廊顶管断面最大——9.1 m×5.5 m

长9.1 m、高5.5 m的断面尺寸，也是管廊工程矩形顶管施工领域的全国之最。针对该项目，独家研发的顶管机有2层楼高，质量达到266 t，这么大断面的矩形顶管机在苏州城区地下9 m深处连续穿梭近百天，要求顶进的精准度必须控制在厘米级。现场施工时采用3台激光仪对顶管机姿态进行实时监测，测量人员每天用全站仪进行人工复测，确保测量数据的准确性，从而为顶进施工提供准确指导。

此外，由于本项目掘进断面大，出土量大，若采用小车出土，随着顶进距离的增加施工效率会降低。经过对设备进行改造，将从螺旋器出来的余泥进行再改良后用泵送出泥方式，大大提高了顶进效率。

据地质勘查资料显示，顶管机穿越的地层多为粉砂夹粉土层和粉砂层，此类土层就像海绵吸满了水分，顶进过程中极易出现喷涌。面对前所未有的技术难度，经过多次现场试验以及对改良添加剂的研究，最终采用了纤维素+聚丙烯酰胺等添加剂的配比改良方案，改善了土体的塑性和流动性，顶管机螺旋器出土顺畅，开挖舱内土体自稳性好，顶进工作顺利，达到了良好的改良效果，同时很好地控制了地面沉降变形。

突破多项高难度施工瓶颈，为超大超长顶管施工积累经验

作为国内首批在地下综合管廊施工上运用矩形顶管技术的工程，虽然国内矩形顶管综合管廊建设化程度较高，但是仍然面临矩形顶管施工理论研究不足、关键技术缺乏和规范化程度不高等问题。因此，对大断面长距离矩形顶管设计理论、施工技术、施工规范及标准进行系统地研究是非常有必要的。

针对本项目所涉及的超长超大矩形顶管设计制造、管节设计制造和顶进力计算等一系列力学理论和技术研究课题多达21项。由苏州城市地下综合管廊开发有限公司、悉地(苏州)勘察设计顾问有限公司、中铁上海工程局集团、广州金土岩土工程技术有限公司与中国地质大学(武汉)联合开展科研，突破了多项高难度施工瓶颈，收集了大量第一手资料，总结形成了一系列施工工艺标准，以期为我国今后地下综合管廊和更长更大的顶管工程施工提供宝贵经验。

(广州金土岩土工程技术有限公司陈雪华供稿 2017-11-19)