【編者按】城市排水防澇工程是守護百姓平安的"地下長城",更是檢驗城市治理能力的民生答卷。在城市排水防澇更新改造項目中,天宇市政公司建設者們以創新為筆、以實干為墨,通過新工藝、新工法的創造性應用,實現了工程質量、建設效率與成本管控的同步躍升,交出了一份"汛期不澇城,民心有溫度"的精彩答卷。本文總結的不僅是技術革新的實踐經驗,更是新時代城市建設者突破思維定式、踐行工匠精神的生動寫照。其以民生需求為導向的系統性改革思路,為當前城控集團推進城市更新行動提供了可復制、可推廣的示范樣本,值得全體員工學習借鑒。讓我們共同關注這份凝結智慧與汗水的"施工圖",一起探尋集團高質量發展的創新密碼。 城市排水系統是保障城市運行的“生命線”,其效能直接影響防澇能力和居民生活品質。荊門城區排水管網因建設年代久遠、設計標準低,普遍存在老化、淤堵及雨污合流問題,導致排水能力不足。尤其在短時強降雨天氣中,部分路段內澇頻發引發“城市看海”現象,對居民生活和城市形象造成負面影響。
為系統性解決漬水問題,掇刀片區于2024年啟動排水防澇更新改造工程,重點對白云大道車管所片區、白云大道碧波春城片區、軍馬場片區及掇刀高中片區的排水管網進行改造升級。其中,白云大道車管所片區的名泉路下穿四干渠路段為核心施工區域。該區域地質條件復雜、地下管線密集、周邊居民區集中,傳統破路開挖施工方式難以適用。本文以該項目為例,系統梳理頂管盾構施工技術在城市排水改造中的創新應用與實踐經驗,為同類工程施工提供參考。
一、項目概況與技術優化
名泉路施工路段總長約1000米,管道直徑1.8-2米、埋深5.5-10米,與既有雨污水管線的水平間距不足2米。該區域地質以黏土和泥灰巖交錯為主,裂隙水豐富,地下管網涉及給排水、電力、通信、燃氣等多類管線,施工環境高度敏感。其下穿四干渠管頂距渠底凈距離僅1.5米,淺覆土工況對施工精度要求極高。同時,密集的居民區對施工噪音、揚塵及交通干擾的敏感性進一步增加了施工難度。
荊門市天宇市政建設有限公司(以下簡稱“公司”)綜合地質條件與施工環境,采用頂管盾構技術,融合智慧管控與綠色施工理念,探索出高效、低擾的排水系統改造方案,為工程實施提供有力保障。
(一)技術創新攻克施工難題
公司科學規劃編制《危大工程專項方案》,經專家評審優化工藝,采用沉井與“長距離頂管+中繼間”組合技術,將230米頂進距離分段實施,顯著減少地表開挖面積,降低交通影響,并實現三大技術難點突破:
1.高精度頂進控制。針對緊鄰既有管線和淺覆土挑戰,引入三維激光定位與智能糾偏系統,通過激光測距儀、陀螺儀實時監測盾構姿態,將偏差嚴格控制在±10mm以內。結合建筑信息模型(BIM)技術構建地下管線三維模型,預判并規避碰撞風險,確保施工安全與質量。
2.復合地層掘進優化。針對黏土泥灰巖交錯地層坍塌風險,采用“分層注漿加固”技術提升地層穩定性,應用“復合刀盤+高壓水射流”協同工藝,實現硬巖高效切割與黏土快速剝離,日均頂進速度達6-8米,較傳統工藝效率提升30%,同時降低刀盤磨損率。
3.綠色泥漿處理體系。針對裂隙水引發的泥漿增量問題,采用“泥漿快速脫水+模塊化運輸”方案,通過離心分離與絮凝處理工藝,降低泥漿含水率,縮減泥漿體積。配合“綠色外運通道”,實現泥漿日產日清,廢水循環利用率達85%,有效減少環境污染。
(二)智慧管控提升綜合效益
通過智慧化技術與綠色施工理念深度融合,實現工程效率、安全標準與環保效益的綜合提升:一是智能監測。部署高精度地表沉降監測系統,實時監測地面變化,將沉降量控制在5mm以內。二是噪聲控制。采用低噪型頂進設備,優化作業時段,最大限度減少居民區噪聲環境影響。三是資源循環。構建泥漿-水循環體系,泥漿循環利用率達85%,節約廢水處理成本,踐行綠色建造理念。
二、項目實施難點分析
(一)技術應用瓶頸。頂管盾構施工技術作為高精度非開挖施工方法,對技術團隊專業能力和設備性能要求極高。首先,施工前需精準開展地質勘察與管線設計,土層結構、地下水位或既有管線分布參數稍有偏差,即可能導致施工失敗或安全事故;其次,掇刀片區黏土與巖石交錯地層增加了頂管難度,目前技術層面只能選用巖石頂管機,其操作涉及自動化控制、掘進姿態調整、泥漿循環系統管理等多個環節,對操作人員的專業經驗要求嚴苛。然而荊門等中小城市相關專業施工隊伍匱乏,施工單位普遍依賴外聘專家或外包團隊,增加了協調難度和項目管理成本。
(二)地面變形風險。復雜地質條件導致地層穩定性差:一是黏土與泥灰巖交錯地層、淺覆土特性易在頂進過程中引發地面沉降或隆起,威脅周邊建筑及道路安全;二是大埋深管道緊鄰既有管線,頂進擾動可能造成不可控的地層變形;三是裂隙水處理及泥漿循環系統操作不當,可能加劇地層失穩,且存在環保隱患,增加超標污染治理成本。
(三)資源保障難題。頂管施工用電負荷及用水需求大,掇刀片區市政供給可能不足,需依靠發電機和水源調配。發電機運行可能產生噪音,引發擾民問題;施工用水需確保穩定供應,增加了前期規劃和成本投入。
(四)外部協調壓力。施工區域涉及眾多居民、商戶及多家地下管線權屬單位,大型設備進出場與施工噪音易引發居民投訴,需針對施工時段、降噪措施、既有管線保護及遷移等事項開展溝通協調。由于利益主體眾多且訴求不同,溝通難度較大,若協調不力,易引發矛盾糾紛,進而延誤工期并推高成本。
三、應對策略
(一)強化技術能力建設。公司充分利用行業資源,依托湖北省市政工程協會,與省內外具有豐富頂管盾構施工經驗的專業團隊開展合作,引入高精度盾構設備及配套設施,優化工藝流程,有效提升施工效率和質量。同時,邀請長江大學城建學院專家現場指導,通過技術交流培訓提升職工技能水平,夯實實踐經驗儲備。
(二)優化工藝與風險管控。公司通過技術創新和精細化管理實現地層穩定控制。采用“分層注漿加固”技術,結合高精度地表沉降監測系統,實時控制地面沉降量≤5mm;引入三維激光定位和智能糾偏系統,確保頂進精度并減少地層擾動;同時,通過“泥漿快速脫水+模塊化運輸”方案優化泥漿處理,降低裂隙水引發的地層失穩風險,保障施工安全。
(三)完善資源保障方案。施工前完成用水用電負荷評估,主動對接當地供電供水部門,優先接入市政資源。供電方面,選用靜音發電機,配備降噪罩與隔音屏障,消除噪音擾民問題;供水方面,通過建設臨時儲水池實現施工用水循環利用,降低對外部水源的依賴,同時引入節水型泥漿循環系統,減少水資源消耗。
(四)建立高效協調機制。組建專職外部協調小組,明確職責分工,加強與周邊居民、商戶、管線權屬單位及政府部門的溝通協調。施工前充分聽取各方意見,科學制定施工方案和應急預案;施工中定期通報工程進展,主動化解問題矛盾。通過動態溝通機制爭取多方理解支持,保障項目順利實施。
天宇市政公司通過頂管盾構技術創新應用與管理優化,有效提升城市排水系統效能,降低施工對周邊環境的影響,實現社會效益與經濟效益的雙贏。然而,項目實踐中仍面臨技術門檻高、資源保障不足及外部協調難度大等系統性挑戰,需通過引進專業團隊、改進施工工藝、強化資源統籌以及完善協調機制等舉措綜合應對。
頂管盾構施工技術在城市排水改造及地下管網建設中應用前景廣闊。未來,隨著技術迭代與新型城鎮化推進,該技術可進一步拓展至更多領域。天宇市政公司將持續深化技術創新與管理升級,為城市更新提供更高標準技術支撐,同時也為行業輸出可復制實踐經驗,助力城市建設高質量發展。(文:李旻澤 陳珂)
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