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頂管施工技術革新：穿越城市地下空間的解決方案
2024.08.13
隨著城市化進程的加速，城市地下空間的開發與利用變得日益重要。傳統的開挖施工方法不僅耗時長、成本高，還容易對地面交通和周邊環境造成嚴重影響。為應對這一挑戰，頂管施工技術不斷創新與發展，成為穿越城市地下空間的重要解決方案。
近日，國內外頂管施工技術的進展引起了廣泛關注。從土壓平衡頂管到泥水平衡頂管，再到直接鋪管法、AXIS系統真空挖掘法等新興技術，這些革新不僅提高了施工效率，還大大減少了對地面的破壞，為城市地下管線的鋪設、更換與修復提供了全新的路徑。
土壓平衡頂管技術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，以及排土量與掘進機挖土量的平衡。在掘進過程中，頂進油缸推動頂管機前進，同時刀盤旋轉切削土體，切削下的土體被送入土倉內擠壓，并通過螺旋輸送機、泥漿泵站輸送至地面進行泥水分離。這一過程的關鍵在于控制土倉內的壓力，以避免地面沉降或隆起，確保施工的安全與穩定。
泥水平衡頂管技術則利用泥水壓力來平衡頂進工作面上的地下水和土層壓力。泥水通過泥漿泵的作用，經過排泥管道送達地面的泥漿池，再經過刀盤的攪拌作用后排出。這種技術不僅能有效平衡地下水壓力，還能通過泥水的連續循環，確保掘進施工的快速性和連續性。此外，泥水經過沉淀或分離后，剩余的殘渣可以進行部分回收使用，既環保又經濟。
而直接鋪管法作為近年來的一項重大創新，由德國海瑞克公司首創，并成功應用于多個工程項目中。該技術通過推管機提供推力，帶動管道向前頂進，實現一次性完成管道鋪設。這一過程中，開挖出來的渣土通過管路中的泥漿管道排出，實現了連續施工作業。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。
除了上述技術外，AXIS系統真空挖掘法也展現出了巨大的潛力。該系統利用真空抽吸鉆屑的方法，解決了泥漿處理問題，并通過激光導向裝置提高了坡度控制的準確性。這種技術特別適用于鋪設小直徑、長距離的管道，為城市地下空間的精細化開發提供了有力支持。
在國內，頂管施工技術的發展同樣令人矚目。以浙江麗水為例，當地采用的光固化修復頂管置換施工技術，革新了傳統管道修復與置換的方法。該技術利用的頂管設備和光固化材料，在短時間內完成對老舊管道的置換和修復，大大提高了施工效率和質量。同時，光固化材料的優良性能也確保了新管道的抗壓、抗滲能力，為城市基礎設施的安全穩定運行提供了堅實保障。
展望未來，頂管施工技術的發展將更加多元化和多樣化。隨著微電子技術、工業傳感技術、實時控制技術和現代化控制理論的不斷融入，頂管機械將更加智能化和自動化。在頂管直徑方面，將向大口徑管發展；在頂進距離方面，將實現更長距離的頂進。這些技術革新將為城市地下空間的開發與利用提供更加、安全、環保的解決方案。
總之，頂管施工技術的不斷革新與發展，為城市地下空間的穿越提供了強有力的支持。隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展，頂管施工技術將在未來發揮更加重要的作用，為城市基礎設施的完善和發展貢獻更多力量。
