近日，由上海城建隧道股份設計研發(fā)的超大矩形頂管掘進機在鄭州緯四路下穿中州大道隧道接收井準確進洞，圓滿完成我國自主知識產權超大頂管裝備在中原大地的“處女航”。鄭州緯四路下穿中州大道隧道位于鄭州市鄭東新區(qū)和中心城區(qū)分界線中州大道下方，采用矩形頂管機施工，施工過程中存在著大斷面、長距離頂管頂進等技術難題，并且在頂進過程中還將穿越各類復雜的地下管線，工程難度較大、風險較高。
值得一提的是，此次擔任隧道掘進任務的矩形頂管掘進機“中州一號”尺寸為世界之最，已申請多項國家專利、發(fā)明專利，或將推動我國城市地下空間開發(fā)技術再上新臺階。
世界最大尺寸矩形頂管掘進機
方腦袋 大智慧——自主研發(fā)超大地下工程設備啟航
方頭方腦的“中州一號”是名副其實的大家伙，外徑達7.5m×10.4 m，但它的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在尺寸上。作為一家富有經驗的盾構設備制造商，上海城建隧道股份在“中州一號”的設計中借鑒了許多大型盾構的設計理念，使得它能夠應對開挖面積和配套設備能力的幾何級數(shù)增長。
有別于盾構掘進技術，頂管技術是指頂管機頭切削土體，后方由千斤頂頂進管節(jié)，頂進一定距離后，千斤頂回縮，在工作井內裝入新的管節(jié)，再頂進，如此重復，直到機頭到達接收井。而相比圓形隧道，矩形隧道具有空間利用率高等優(yōu)勢，特別適用于下穿隧道、出入口通道等工程。上海城建隧道股份作為國內首個采用矩形頂管施工的企業(yè)，曾采用自行研制的土壓平衡矩形頂管打通我國首條矩形隧道——上海地鐵二號線陸家嘴站5號出入口工程，在矩形隧道施工領域具有極為超前的技術與豐富的經驗。
世界最大尺寸矩形頂管掘進機
作業(yè)周期更可控 施工面積大瘦身——未來成為中國隧道工程新裝備
“中州大道工程是國內第一次采用大斷面頂管進行長距離頂進，對施工過程中地面沉降控制、頂管姿態(tài)控制和頂管頂力控制提出了新的挑戰(zhàn)。鄭州市政府對此非常重視和支持，我們也是全力以赴。”
據(jù)上海城建隧道股份工程師介紹，為了提升掘進效率、降低施工風險，此臺頂管采用了1個主心大刀盤外加4個偏心刀盤的創(chuàng)新組合方式，形成全斷面切削，使刀盤切削泥土的效率大幅提升，并減小了對地面的擾動。同時，技術人員還采用了自動壓注減阻泥漿等一系列舉措，確保頂管的順利頂進，優(yōu)質、安全、快速地完成了建設工期節(jié)點。
矩形斷面能節(jié)約35%以上的地下空間，還可以大大減小隧道的埋深，提高淺層地下空間的利用率。此外，矩形頂管技術不需要進行大面積的開挖作業(yè)，大大減少了施工占地面積。所以，雖然鄭州中州大道的地底正進行世界上最大、最長的矩形隧道工程，但地面上的交通仍然暢通無阻。
隧道建成后將疏解金水路、黃河路和農業(yè)路東西方向的交通壓力，解決目前鄭東新區(qū)與中心城區(qū)之間連接通道較少的瓶頸問題，分流鄭州各路段道路交通量，完善區(qū)域網(wǎng)絡結構，改善區(qū)域整體交通環(huán)境，有效推動鄭州都市區(qū)社會、經濟綜合發(fā)展。
讓城市生活更美好——中國地下工程能力上臺階
矩形頂管技術可廣泛應用于城市下立交、地下快速路主線及其匝道、過街人行通道和地下管線共同溝、小區(qū)地下車庫等地下空間利用項目，甚至可以期待通過一些輔助措施，實現(xiàn)地鐵車站本體的非開挖建設。
從技術發(fā)展趨勢看，矩形盾構由于具有較強的曲線施工能力，更好的淺覆土適應能力，矩形頂管技術也可以作為矩形盾構的有益補充，上海城建隧道股份正在上海市國資委和經信委的強力支持下推進系統(tǒng)化技術研究。
據(jù)悉，“中州一號”設計時就考慮過改裝為矩形盾構，只要隧道襯砌設計理論成熟，在短時間內即可進行改裝完畢。屆時，我們地下工程大斷面非開挖技術將登上一個新的臺階，城市建設“大開挖”的現(xiàn)象將會減少，城市生活將變得更美好。
值得一提的是，此次擔任隧道掘進任務的矩形頂管掘進機“中州一號”尺寸為世界之最，已申請多項國家專利、發(fā)明專利，或將推動我國城市地下空間開發(fā)技術再上新臺階。
世界最大尺寸矩形頂管掘進機
方腦袋 大智慧——自主研發(fā)超大地下工程設備啟航
方頭方腦的“中州一號”是名副其實的大家伙，外徑達7.5m×10.4 m，但它的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在尺寸上。作為一家富有經驗的盾構設備制造商，上海城建隧道股份在“中州一號”的設計中借鑒了許多大型盾構的設計理念，使得它能夠應對開挖面積和配套設備能力的幾何級數(shù)增長。
有別于盾構掘進技術，頂管技術是指頂管機頭切削土體，后方由千斤頂頂進管節(jié)，頂進一定距離后，千斤頂回縮，在工作井內裝入新的管節(jié)，再頂進，如此重復，直到機頭到達接收井。而相比圓形隧道，矩形隧道具有空間利用率高等優(yōu)勢，特別適用于下穿隧道、出入口通道等工程。上海城建隧道股份作為國內首個采用矩形頂管施工的企業(yè)，曾采用自行研制的土壓平衡矩形頂管打通我國首條矩形隧道——上海地鐵二號線陸家嘴站5號出入口工程，在矩形隧道施工領域具有極為超前的技術與豐富的經驗。
世界最大尺寸矩形頂管掘進機
作業(yè)周期更可控 施工面積大瘦身——未來成為中國隧道工程新裝備
“中州大道工程是國內第一次采用大斷面頂管進行長距離頂進，對施工過程中地面沉降控制、頂管姿態(tài)控制和頂管頂力控制提出了新的挑戰(zhàn)。鄭州市政府對此非常重視和支持，我們也是全力以赴。”
據(jù)上海城建隧道股份工程師介紹，為了提升掘進效率、降低施工風險，此臺頂管采用了1個主心大刀盤外加4個偏心刀盤的創(chuàng)新組合方式，形成全斷面切削，使刀盤切削泥土的效率大幅提升，并減小了對地面的擾動。同時，技術人員還采用了自動壓注減阻泥漿等一系列舉措，確保頂管的順利頂進，優(yōu)質、安全、快速地完成了建設工期節(jié)點。
矩形斷面能節(jié)約35%以上的地下空間，還可以大大減小隧道的埋深，提高淺層地下空間的利用率。此外，矩形頂管技術不需要進行大面積的開挖作業(yè)，大大減少了施工占地面積。所以，雖然鄭州中州大道的地底正進行世界上最大、最長的矩形隧道工程，但地面上的交通仍然暢通無阻。
隧道建成后將疏解金水路、黃河路和農業(yè)路東西方向的交通壓力，解決目前鄭東新區(qū)與中心城區(qū)之間連接通道較少的瓶頸問題，分流鄭州各路段道路交通量，完善區(qū)域網(wǎng)絡結構，改善區(qū)域整體交通環(huán)境，有效推動鄭州都市區(qū)社會、經濟綜合發(fā)展。
讓城市生活更美好——中國地下工程能力上臺階
矩形頂管技術可廣泛應用于城市下立交、地下快速路主線及其匝道、過街人行通道和地下管線共同溝、小區(qū)地下車庫等地下空間利用項目，甚至可以期待通過一些輔助措施，實現(xiàn)地鐵車站本體的非開挖建設。
從技術發(fā)展趨勢看，矩形盾構由于具有較強的曲線施工能力，更好的淺覆土適應能力，矩形頂管技術也可以作為矩形盾構的有益補充，上海城建隧道股份正在上海市國資委和經信委的強力支持下推進系統(tǒng)化技術研究。
據(jù)悉，“中州一號”設計時就考慮過改裝為矩形盾構，只要隧道襯砌設計理論成熟，在短時間內即可進行改裝完畢。屆時，我們地下工程大斷面非開挖技術將登上一個新的臺階，城市建設“大開挖”的現(xiàn)象將會減少，城市生活將變得更美好。
