随着社会经济的发展,国内城市化建设的不断推进,城市交通需要建设大量的地下通道,包括地下人行通道、地铁出入口、地下管线等地下隧道工程。而传统的开挖式施工明显违背了城市建设中的和谐环境,景观保护的要求。因此,既不影响人民生活出行又能满足环保要求的非开挖技术顶管施工工艺成为新城市化建设的需求。

  随着近年来非开挖顶管隧道技术的开发、研究与应用越来越受到各界的认同和重视,非开挖顶管隧道技术将在各大城市建设中得到应用和推广,具有良好的发展前景。

  目前国内顶管施工行业状况:非开挖顶管施工企业众多,包括很多私人施工队伍,施工人员素质参差不齐,施工技术高低不一。行业缺乏有限的竞争体制,顶管施工的单价有高有低各有不同,恶性竞争激烈。如何才能使自己立足于非开挖顶管施工行业,并不断发展壮大,成为国内非开挖领域的领头羊?

  广东省基础工程公司有了自己的一套成功经验。上世纪八十年代末,我司率先在广东地区进行顶管法施工进入顶管非开挖施工领域,公司历来都非常重视顶管技术的研制和开发。在该施工领域拥有丰富的施工经验,过硬的技术并且致力于培养在该领域的高素质的专业人才。并购置和自行研发二十多台(套)顶管设备, 经过将近二十年的发展,我们完成了一批在顶管领域有影响的顶管工程,积累了丰富的施工技术、经验、锻炼和培养出一支具有高水平的专业顶管施工队伍,同时成功迈向大截面矩型顶管施工。

  深入行业调查研究

  顶管施工设备发展需求。顶管施工的设备的使用需要根据不同地质、不同的要求使用不同的顶管设备。随着我国科技的不断发展进步,顶管施工所使用的设备的稳定性、安全性、先进性也越来越高。但目前顶管施工普遍存在到一个顶管工程后,施工企业一般都是直接到生产厂家购买设备,工程完工后,设备被放置,(不懂维修、保养改良,)或直接遗弃。当下一个工程出现时,因地质条件的部分差异又得从新购买设备,因为很多施工企业根本就没有专业的维修队伍。这中做法直接造成顶管施工企业承担高额的成本费用,间接制约了顶管施工企业的长期发展。因此在施工企业中,拥有一批专业的保养、维修、改良、研发技术队伍是十分的必要。其能根据不同的地质条件,对现有的顶管机进行维修改良,增强设备的适应性。甚至能根据特殊的条件研发出不同特点的设备应用于施工中。这不仅是施工企业的降低施工成本有效方法更是企业立足行业之本。

  顶管技术发展的要求。近几年来,随着市政建设的高速发展特别是双层隧道、过街八行地道、地铁车站的进出口的联通道、城市地下管线共同沟、引水和排水管道工程等这类大型地下隧道工程的发展。要求顶管施工不仅能在地理复杂多变的地质条件下适应更深的地下铺设管道,穿越障碍物,穿越公路、铁路,更要求其在结构的断面尺寸上越做越大,同时为了提高地下空间的利用率和节约成本,往往把断面形式做成矩形。这些城市化发展的需求对非开挖顶管技术的要求越来越高,所以要求施工企业必须拥有一支具有高水平的专业顶管施工队伍。

  施工模式的转变。按照传统模式,施工单位的施工图由设计院出图,施工单位只是按图施工。但随着市场的深入发展,非开挖技术施工要求高,施工质量和进程也将严密。传统的施工模式不再适应市场和业主的要求。专业的施工,宝贵的一线施工经验,设计一流的施工图。目前在非开挖顶管施工工程中,已经出现了很多类似这样的情况:由业主思路,根据自己的施工经验和方法,合理设计施工图。提高施工的施工进程和质量,节约成本和社会资源,创造更大的社会效益。因此这就要求顶管施工企业不只需要拥有丰富的施工经验,更要有强大的设计能力,与时俱进,及时调整转变自身的施工模式。

  结合行业特点与自身发展

  广东省基础工程公司通过对非开挖顶管行业的调查研究后,以高瞻远瞩的目光洞察出要立非开挖行业,除了发扬企业的更高、更强、更快、更让人信赖的精神以外,还必须结合自身的实际,真正做到从单一的非开挖技术施工向集专业施工、自主研发、施工图设计、制造于一身的综合性施工单位出发,不断提高自身的综合能力。

  深化企业设计。一是企业深化设计从业人员准入门槛。设计从业人员必须具备扎实的专业理论知识和丰富的现场施工实际经验,了解建筑结构和非开挖施工设计要求,憝练掌握非开挖施工工程各类设计规范和施工验收规范,熟悉深化设计的流程。因为这类人员是企业技术管理中坚力量,是企业施工管理能力的体现,所以必须具备设计人员的各项素质。

  二是深化企业的设计能力。目前,大型的项目上,业主会用初步设计阶段图纸来进行施工招标,这类图纸不能完全被作为施工图纸来使用的依据,这就要求施工企业结合工程的实际通过与业主及设计院进行相应的沟通,对初步设计图纸进行相应更正,根据更正设计的图纸确定具体的实际工程量进行合理投标报价。如果没有图纸设计能力,则不无法准确判断出具体工程量及工程造价,无法跟其它企业竞争,如让设计院完成深化设计,则业主需增加费用,施工企业失去竞争优势。这种实行施工图设计与施工相结合的工程,对施工企业的具体设计要求高,但工程造价也比较高、附加产值更高,具有这样能力的施工企业不仅可以获得比其它施工企业更高的赢利,企业可在激烈的市场环境中处于有利位置,更可以增强自己在施工的行业中的知名度,增加企业自身的无形产值。

  深化企业研发。高质量、环保、工厂化生产施工慢慢成为建筑业的发展方向,这就要求施工企业必须提高自身的科技含量,加大自主研发力度,形成对市场竞争力的杀手锏。施工企业要依靠科技进步,及时掌握了解非开挖市场的新技术、新要求、新变化,要及时应对变化带来的企业内部资源的不足,通过加强科学研究、合作交流、设备更新、技术改造、大规模的人员培训,在资源利用上提供有效支撑,解决新环境下,新工艺,新管理,新要求带来的新变化。企业建立科技研发新机制,形成企业员工学科学、用科学,钻研技术的良好风气,成立科研小组、攻关科研小组,组织力量针对非开挖领域施工难点、设备进行科研攻关,充分调动广大工程技术人员和员工开展科技攻关的积极性,逐步形成企业自主研发非开挖领域的专用机械设备产权和施工技术专利,结合施工企业胡实际情况,逐步从单一的施工向专业施工、自主研发、施工设计、生产制造的综合性施工企业转变。

  引进工厂化生产。所谓工厂化生产是指建筑产品的模块化和部品化,即构成建筑物的所有组成部分均可以在工厂里通过信息化、电子化、自动化等先进技术按照设定的工序和流程来制作完成,随后通过运输,现场安装,最终使建筑物实现其使用功能,从而满足客户的需求。施工企业实行“工厂化”生产将是新兴的生产技术体系。随着设备技术的发展,施工企业工厂化施工最终走向智能化和自动化,工厂化施工降低劳动力的投入,减少企业的营运开支,提高施工进度和精度,从整体上降低了生产成本,保持了稳定的施工进度。并可以对研发的机械设备进行批量生产,用于销售。可对非开挖专用机械设备进行快速的改良改进,在非开挖领域上,保障机械设备处于领先优势。

  工程案例分析

  地铁广佛线【桂城站】过街隧道是连接桂城地铁站D出口与凯德广场沃尔玛超市之间的人行通道,处于南海大道与南桂东路交汇处,穿越南桂东路。总长度43.5m,外包尺寸宽6m,高4.3m,覆土深度为5.2m。南海大道与南桂东路为桂城交通要道,车流人流密集。通道沿线分布有供水管、供气管、排水管、通信电缆、电力电缆等,而且工程地质条件差,穿越的土质主要为<2-2>淤泥质粉细砂和<3-1>粉细砂,土层饱和松散,施工时易产生流砂、管涌和崩塌,震动时易产生液化,地下水位1.00~1.85m,使用以往的明挖施工方法,不仅严重影响周边环境,而且拆迁量大、拆迁困难、影响面大,基本无法实施。由于明挖施工无法实施,我司组建了专门的研发团队,先后大发五分排列3近1500万元研发具有自主知识产权的全断面切削刀盘矩形顶管掘进设备。经过精心设计和技术攻关,矩形顶管机终于研制成功,具有自主研发的高精度、全自动、泥水平衡式矩形顶管掘进机。

  虽然矩形顶管机的研制成功,但也面临着施工的技术难题。其中包括:由于地处粉细砂层,达18m厚,含水丰富,水压高,易发生涌砂涌水及地层液化、掘进机切削面坍塌、地面下沉现象;隧道覆土浅,地面车流量大;矩形顶管机为新设备、矩形管节为新产品、大断面矩形顶管施工为新技术,其检查验收均无规范指引,如始发与到达控制、方向控制、阻力控制等。为此,公司成立了矩形顶管核心决策委员会,引进泥水压力数字化显示、泥水压力精准控制、自动智能纠偏控制、顶管掘进机水下到达等先进技术。在专业的团队攻关、专业的施工队伍、领导的全力支持,广佛地铁【桂城站】矩形顶管过街隧道的顺利贯通,开创了“佛山第一顶”的良好局面,拓展了国产矩形顶管设备在华南地区应用领域,为铸就我司在华南地区矩形顶管研发与应用领域的领先地位提供了有力支撑。在这次的工程项目中,充分体现了一个施工企业的自主研发、生产制造、专业施工的综合能力。

  广东基础二十余载的顶管非开挖施工经验以及近年成功集制造、设计于一体的创新模式,使得公司顶管工艺有了极大提升,为公司每年带来了8亿元的产值。近年,公司又大举投入,引入了工厂化理念,在减少人工成本的同时,提高了利润,仅仅2011年就实现了2000多万元净利润。

钟晓辉

钟晓辉

广东省基础工程公司总经理

钟晓辉:历任广东省基础工程公司第四分公司经理、广东省基础工程公司副总经理,现任广东省基础工程公司总经理。

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