【编者按】城市排水防涝工程是守护百姓平安的"地下长城",更是检验城市治理能力的民生答卷。在城市排水防涝更新改造项目中,天宇市政公司建设者们以创新为笔、以实干为墨,通过新工艺、新工法的创造性应用,实现了工程质量、建设效率与成本管控的同步跃升,交出了一份"汛期不涝城,民心有温度"的精彩答卷。本文总结的不仅是技术革新的实践经验,更是新时代城市建设者突破思维定式、践行工匠精神的生动写照。其以民生需求为导向的系统性改革思路,为当前城控集团推进城市更新行动提供了可复制、可推广的示范样本,值得全体员工学习借鉴。让我们共同关注这份凝结智慧与汗水的"施工图",一起探寻集团高质量发展的创新密码。 城市排水系统是保障城市运行的“生命线”,其效能直接影响防涝能力和居民生活品质。荆门城区排水管网因建设年代久远、设计标准低,普遍存在老化、淤堵及雨污合流问题,导致排水能力不足。尤其在短时强降雨天气中,部分路段内涝频发引发“城市看海”现象,对居民生活和城市形象造成负面影响。 为系统性解决渍水问题,掇刀片区于2024年启动排水防涝更新改造工程,重点对白云大道车管所片区、白云大道碧波春城片区、军马场片区及掇刀高中片区的排水管网进行改造升级。其中,白云大道车管所片区的名泉路下穿四干渠路段为核心施工区域。该区域地质条件复杂、地下管线密集、周边居民区集中,传统破路开挖施工方式难以适用。本文以该项目为例,系统梳理顶管盾构施工技术在城市排水改造中的创新应用与实践经验,为同类工程施工提供参考。 一、项目概况与技术优化 名泉路施工路段总长约1000米,管道直径1.8-2米、埋深5.5-10米,与既有雨污水管线的水平间距不足2米。该区域地质以黏土和泥灰岩交错为主,裂隙水丰富,地下管网涉及给排水、电力、通信、燃气等多类管线,施工环境高度敏感。其下穿四干渠管顶距渠底净距离仅1.5米,浅覆土工况对施工精度要求极高。同时,密集的居民区对施工噪音、扬尘及交通干扰的敏感性进一步增加了施工难度。 荆门市天宇市政建设有限公司(以下简称“公司”)综合地质条件与施工环境,采用顶管盾构技术,融合智慧管控与绿色施工理念,探索出高效、低扰的排水系统改造方案,为工程实施提供有力保障。 (一)技术创新攻克施工难题 公司科学规划编制《危大工程专项方案》,经专家评审优化工艺,采用沉井与“长距离顶管+中继间”组合技术,将230米顶进距离分段实施,显著减少地表开挖面积,降低交通影响,并实现三大技术难点突破: 1.高精度顶进控制。针对紧邻既有管线和浅覆土挑战,引入三维激光定位与智能纠偏系统,通过激光测距仪、陀螺仪实时监测盾构姿态,将偏差严格控制在±10mm以内。结合建筑信息模型(BIM)技术构建地下管线三维模型,预判并规避碰撞风险,确保施工安全与质量。 2.复合地层掘进优化。针对黏土泥灰岩交错地层坍塌风险,采用“分层注浆加固”技术提升地层稳定性,应用“复合刀盘+高压水射流”协同工艺,实现硬岩高效切割与黏土快速剥离,日均顶进速度达6-8米,较传统工艺效率提升30%,同时降低刀盘磨损率。 3.绿色泥浆处理体系。针对裂隙水引发的泥浆增量问题,采用“泥浆快速脱水+模块化运输”方案,通过离心分离与絮凝处理工艺,降低泥浆含水率,缩减泥浆体积。配合“绿色外运通道”,实现泥浆日产日清,废水循环利用率达85%,有效减少环境污染。 (二)智慧管控提升综合效益 通过智慧化技术与绿色施工理念深度融合,实现工程效率、安全标准与环保效益的综合提升:一是智能监测。部署高精度地表沉降监测系统,实时监测地面变化,将沉降量控制在5mm以内。二是噪声控制。采用低噪型顶进设备,优化作业时段,最大限度减少居民区噪声环境影响。三是资源循环。构建泥浆-水循环体系,泥浆循环利用率达85%,节约废水处理成本,践行绿色建造理念。 二、项目实施难点分析 (一)技术应用瓶颈。顶管盾构施工技术作为高精度非开挖施工方法,对技术团队专业能力和设备性能要求极高。首先,施工前需精准开展地质勘察与管线设计,土层结构、地下水位或既有管线分布参数稍有偏差,即可能导致施工失败或安全事故;其次,掇刀片区黏土与岩石交错地层增加了顶管难度,目前技术层面只能选用岩石顶管机,其操作涉及自动化控制、掘进姿态调整、泥浆循环系统管理等多个环节,对操作人员的专业经验要求严苛。然而荆门等中小城市相关专业施工队伍匮乏,施工单位普遍依赖外聘专家或外包团队,增加了协调难度和项目管理成本。 (二)地面变形风险。复杂地质条件导致地层稳定性差:一是黏土与泥灰岩交错地层、浅覆土特性易在顶进过程中引发地面沉降或隆起,威胁周边建筑及道路安全;二是大埋深管道紧邻既有管线,顶进扰动可能造成不可控的地层变形;三是裂隙水处理及泥浆循环系统操作不当,可能加剧地层失稳,且存在环保隐患,增加超标污染治理成本。 (三)资源保障难题。顶管施工用电负荷及用水需求大,掇刀片区市政供给可能不足,需依靠发电机和水源调配。发电机运行可能产生噪音,引发扰民问题;施工用水需确保稳定供应,增加了前期规划和成本投入。 (四)外部协调压力。施工区域涉及众多居民、商户及多家地下管线权属单位,大型设备进出场与施工噪音易引发居民投诉,需针对施工时段、降噪措施、既有管线保护及迁移等事项开展沟通协调。由于利益主体众多且诉求不同,沟通难度较大,若协调不力,易引发矛盾纠纷,进而延误工期并推高成本。 三、应对策略 (一)强化技术能力建设。公司充分利用行业资源,依托湖北省市政工程协会,与省内外具有丰富顶管盾构施工经验的专业团队开展合作,引入高精度盾构设备及配套设施,优化工艺流程,有效提升施工效率和质量。同时,邀请长江大学城建学院专家现场指导,通过技术交流培训提升职工技能水平,夯实实践经验储备。 (二)优化工艺与风险管控。公司通过技术创新和精细化管理实现地层稳定控制。采用“分层注浆加固”技术,结合高精度地表沉降监测系统,实时控制地面沉降量≤5mm;引入三维激光定位和智能纠偏系统,确保顶进精度并减少地层扰动;同时,通过“泥浆快速脱水+模块化运输”方案优化泥浆处理,降低裂隙水引发的地层失稳风险,保障施工安全。 (三)完善资源保障方案。施工前完成用水用电负荷评估,主动对接当地供电供水部门,优先接入市政资源。供电方面,选用静音发电机,配备降噪罩与隔音屏障,消除噪音扰民问题;供水方面,通过建设临时储水池实现施工用水循环利用,降低对外部水源的依赖,同时引入节水型泥浆循环系统,减少水资源消耗。 (四)建立高效协调机制。组建专职外部协调小组,明确职责分工,加强与周边居民、商户、管线权属单位及政府部门的沟通协调。施工前充分听取各方意见,科学制定施工方案和应急预案;施工中定期通报工程进展,主动化解问题矛盾。通过动态沟通机制争取多方理解支持,保障项目顺利实施。 天宇市政公司通过顶管盾构技术创新应用与管理优化,有效提升城市排水系统效能,降低施工对周边环境的影响,实现社会效益与经济效益的双赢。然而,项目实践中仍面临技术门槛高、资源保障不足及外部协调难度大等系统性挑战,需通过引进专业团队、改进施工工艺、强化资源统筹以及完善协调机制等举措综合应对。 顶管盾构施工技术在城市排水改造及地下管网建设中应用前景广阔。未来,随着技术迭代与新型城镇化推进,该技术可进一步拓展至更多领域。天宇市政公司将持续深化技术创新与管理升级,为城市更新提供更高标准技术支撑,同时也为行业输出可复制实践经验,助力城市建设高质量发展。(文:李旻泽、陈珂) |