在地下的幽暗空間中，三道鋼管構(gòu)成的“蛟龍”正以毫米級精度悄然前行——刀盤旋轉(zhuǎn)、液壓伺服，身后留下光滑的混凝土隧道。

頂管施工，這一被譽(yù)為“地下手術(shù)”的工程技術(shù)，正借助科技創(chuàng)新迎來質(zhì)的飛躍。面對粵西復(fù)雜地質(zhì)、密集管線等挑戰(zhàn)，環(huán)北廣東工程項(xiàng)目積極融合“智能糾偏”“實(shí)時(shí)監(jiān)測”“防腐機(jī)器人”等前沿技術(shù)，將頂管施工的“視線盲區(qū)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬_導(dǎo)航”。

從材料設(shè)計(jì)的創(chuàng)新提效，到振頻沉降的攻關(guān)破解，再到復(fù)雜環(huán)境中的高效頂進(jìn)……這條地下通道的每一寸延伸，都刻寫著“自強(qiáng)不息，勇于超越”的精神特質(zhì)。

提質(zhì)創(chuàng)新

在頂管施工中，鋼管作為地下生命線，長期承受著水土壓力、化學(xué)腐蝕及機(jī)械磨損等重重考驗(yàn)。如何延長鋼管的地下壽命？

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過防腐材料的升級和智能施工的創(chuàng)效，交出了滿意的答卷——通過涂層技術(shù)的迭代與機(jī)器人技術(shù)的融合，將鋼管的防腐能力提升至新高度。

項(xiàng)目全面采用熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層（FBE）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管材防腐性能的跨越式提升，鋼管外壁及焊縫全部改用FBE涂層，該涂層在190至210攝氏度下熔融固化，能夠形成致密的化學(xué)鍵，從而有效增強(qiáng)抗?jié)B透性和抗腐蝕能力，即使在pH值波動較大的地質(zhì)中也能保持穩(wěn)定。

針對管內(nèi)焊縫這一薄弱環(huán)節(jié)，項(xiàng)目采用同材質(zhì)粉末涂層全覆蓋，避免液體涂料流動不均導(dǎo)致的厚度差異，精確控制補(bǔ)口涂層與原涂層的搭接密度，并對搭接處進(jìn)行打磨拉毛處理，從而有效延長防腐層的壽命。

防腐工藝的升級，離不開施工效率的同步突破，這也是項(xiàng)目科研創(chuàng)新成果的成功落地。項(xiàng)目引入的軌道式防腐機(jī)器人，極大地超越了傳統(tǒng)人工分段作業(yè)模式。

工藝設(shè)計(jì)上，管材經(jīng)吊裝對口、接口焊接、焊縫檢測后進(jìn)行拋丸除銹和粉末噴涂工藝。項(xiàng)目首創(chuàng)固定式軌道環(huán)氧粉末機(jī)器人，軌道安裝于頂冠井內(nèi)的導(dǎo)向墻上——一臺設(shè)備只需更換機(jī)頭即可完成拋丸除銹與粉末噴涂，施工后無需拆卸，頂管機(jī)可持續(xù)運(yùn)作，顯著縮短了各個工序間的銜接時(shí)間，相比傳統(tǒng)分段式作業(yè)，效率提升超過35%。

機(jī)器人沿著預(yù)設(shè)軌道循序漸進(jìn)，通過激光定位精準(zhǔn)處理焊縫區(qū)域，除銹粗糙度控制在40～100微米之間，確保除銹后管材原色顯露，金屬表面無可見雜質(zhì)。

“過去除銹和噴涂需要兩班人馬輪流，現(xiàn)在機(jī)器人‘一條龍’搞定?！爆F(xiàn)場班長楊志紅指著監(jiān)控屏幕上的數(shù)據(jù)說，“鋼管內(nèi)壁的死角都能全覆蓋，安全和質(zhì)量更加可控?！?/p>

攻關(guān)破解

在砂性土層中，大口徑頂管的施工常常面臨土體松散、自承力弱等風(fēng)險(xiǎn)，稍有不慎便可能引發(fā)地面塌陷、軸線偏移和管道沉降，甚至危及周邊建筑安全。

面對這一難點(diǎn)，環(huán)北廣東工程項(xiàng)目通過精密勘測、動態(tài)調(diào)控和智能注漿等策略，有效控制沉降和振頻，最大程度確保施工精確度，降低影響值，順利實(shí)現(xiàn)悄無聲息的地下穿越。

砂性土的流動性質(zhì)和復(fù)雜的地上環(huán)境、地下地質(zhì)、車流量、舊有管線網(wǎng)絡(luò)，使得頂管施工在盲區(qū)徘徊。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用三維地質(zhì)雷達(dá)+鉆孔取樣的雙重驗(yàn)證，精準(zhǔn)定位流砂巖層和水位波動帶，復(fù)勘報(bào)告細(xì)化至每米參數(shù)，為后續(xù)注漿配比提供科學(xué)依據(jù)。

在施工準(zhǔn)備階段，項(xiàng)目會組織對施工區(qū)域內(nèi)既有管線進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通和掃描建模，再經(jīng)數(shù)據(jù)分析研判，實(shí)現(xiàn)后續(xù)無交叉頂進(jìn)，同時(shí)，對涉及高危管線實(shí)施微型振動監(jiān)測，做到實(shí)時(shí)預(yù)警，從而避免擾動風(fēng)險(xiǎn)。

在前期籌劃線路時(shí)，項(xiàng)目還對頂進(jìn)沿線村鎮(zhèn)、居民住所、老舊建筑等進(jìn)行裂縫掃描與傾斜度測量，并在施工中通過自動化全站儀、每2小時(shí)采集一次位移數(shù)據(jù)，確保零誤傷和零糾紛。在施工完成后每半個月觀測一次，連續(xù)觀測3個月，確保頂管施工的后續(xù)影響降到最低。

砂層，地質(zhì)，是頂進(jìn)不可避免的自然因素，在作業(yè)時(shí)，必須兼?zhèn)淞Χ群退俣?。為精確控制頂進(jìn)作業(yè)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用分階控制法。

一是在出洞時(shí)“鎖水”，在預(yù)出設(shè)計(jì)洞口安裝雙道橡膠止水簾并準(zhǔn)備應(yīng)急措施，在破除洞門前鉆設(shè)探水孔，確保加固體抗?jié)B系數(shù)達(dá)標(biāo)，杜絕流砂、地下水涌入、滲漏。

二是在掘進(jìn)時(shí)“聯(lián)調(diào)”，泥水平衡系統(tǒng)根據(jù)土層滲透系數(shù)動態(tài)調(diào)整壓力，可針對不同地質(zhì)，及時(shí)調(diào)整膨潤土漿液粘度，平順實(shí)現(xiàn)致密泥膜。同時(shí)，根據(jù)頂進(jìn)反饋、實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，迅速生成作業(yè)分析，及時(shí)調(diào)整頂管機(jī)的切削角度、速率、液壓伺服、主頂裝置頂位頂力、減阻泥漿的配比等。

在頂管機(jī)操控室的屏幕上，沉降曲線、頂力變化、泥水參數(shù)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跳動，一體化打造的“數(shù)字作戰(zhàn)室”正穩(wěn)步運(yùn)轉(zhuǎn)。

項(xiàng)目通過傾角傳感器組成管道姿態(tài)監(jiān)測網(wǎng)、在敏感區(qū)域布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對施工進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測的實(shí)時(shí)掌握，每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都被上傳云端，形成一個完整的施工數(shù)據(jù)鏈，為后續(xù)的分析和決策提供了有力支撐。

高效穿越

項(xiàng)目頂管設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于管線穿高速公路、國道、省道、河道和地形高點(diǎn)，總共需穿越上述建筑物20處。

頂管區(qū)間全長6.26千米，針對不同穿越場景，項(xiàng)目采取模塊化刀盤、雙口徑頂進(jìn)、實(shí)施套管等諸多配置，以一域一策的靈活方案、全鏈條管控的精細(xì)管理，做到了“零中斷、零影響、加速度、提質(zhì)效”的高效穿越。

為了更好地應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，項(xiàng)目采用了DN3600和DN4000兩種復(fù)合式泥水平衡頂管機(jī)，同時(shí)配備可更換巖石頂進(jìn)刀盤，在砂土層采用輻條式刀盤減少阻力，遇巖石層快速更換為滾刀破巖模塊，進(jìn)一步壓縮切換時(shí)間，從而提高施工效率。

在施工方案方面，項(xiàng)目根據(jù)地形變化，靈活設(shè)置有三種施工方案，管線穿鐵路采用頂預(yù)制箱涵或圓管涵，以及鋪鋼管方案，穿高速公路時(shí)采用頂鋼套管方案，在穿國道、省道、河道和地形高點(diǎn)則采用頂鋼管方案，構(gòu)筑雙層防護(hù)，完美提升抗?jié)B抗壓能力，為頂進(jìn)效率提升提供有效助力。

項(xiàng)目積極利用現(xiàn)有資源，合理布局、統(tǒng)籌安排。全方位細(xì)化、落實(shí)質(zhì)量保障工作，積極組織編制質(zhì)量控制計(jì)劃，從各個環(huán)節(jié)、各個崗位入手，剖析行業(yè)內(nèi)質(zhì)量事故及質(zhì)量隱患，定期或不定期實(shí)施工程質(zhì)量檢驗(yàn)、隱患排查等工作，確保頂管工程高質(zhì)量建設(shè)。

全方面增強(qiáng)施工技術(shù)力量，從技術(shù)支持、頂管施工預(yù)防及處理、頂管施工下穿道路的針對性措施、沿線建構(gòu)筑物保護(hù)、施工安全技術(shù)等方面發(fā)力，為頂管施工夯實(shí)各項(xiàng)技術(shù)保障。

同時(shí)，項(xiàng)目積極強(qiáng)化安全生產(chǎn)主體責(zé)任及落實(shí)，建立“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、綜合監(jiān)管、分級負(fù)責(zé)、協(xié)同管控、全員參與”的工作機(jī)制，健全有系統(tǒng)、分層次、明責(zé)任的管理體系，借助安全體驗(yàn)館、技術(shù)交底等措施，穩(wěn)步提升各項(xiàng)應(yīng)急能力建設(shè)，確保頂管作業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)迅速實(shí)現(xiàn)。

立足當(dāng)下，遙望未來。這場跨越水網(wǎng)巖層的地下長征，正在以定制化措施、高效化工藝和數(shù)字化管控的三重奏，詮釋著頂管工程建設(shè)的四局精度，書寫著水電人奮斗的無字詩行。