核心商区百米跑 范本工程上海造郑州市下穿中州大道隧道工程是郑州市中心城区快速路系统的纵轴线，需穿越郑州最繁华的CBD区域，如何将施工影响控制到最小是施工方需解决的难题。为此，上海隧道公司针对该工程自主研发设计制造了世界最大矩形顶管机——“中州一号”，在不封闭交通，不搬迁地下管线，不破坏街景的前提下，完成了全国首次110米长距离矩形顶管穿越，最快日推进速度6.5m，并将地面沉降控制在3cm内，为同类施工创下了优秀范本。
更高效更环保 施工进行“静悄悄” 有别于盾构掘进技术，顶管技术是指顶管机头切削土体，后方由千斤顶顶进管节，顶进一定距离后，千斤顶回缩，在工作井内装入新的管节，再顶进，如此重复，直到机头到达接收井。为了提升掘进效率、降低施工风险，此次顶管施工采用了1个主心大刀盘外加4个偏心刀盘的创新组合方式，形成全断面切削，切削率达到100%，并减小了对地面的扰动。上海隧道公司在施工中将集约化与经济性、安全性、适应性有效结合，创新消化引进盾构施工理念，如垂直运输方式、出土方式、供电模式等，很好地解决了大重量管节吊运、大体量排土等难题。同时，技术人员还采用了自动压注减摩泥浆等一系列举措，确保顶管的顺利顶进，优质、安全、快速地完成了建设工期节点。而相比圆形隧道，矩形断面能节约35%以上的地下空间，还可以大大减小隧道的埋深，提高浅层地下空间的利用率。此外，矩形顶管技术不需要进行大面积的开挖作业，大大减少了施工占地面积，所以在施工区间，地面上的交通仍能畅通无阻。
廿年创新磨一剑 四代蜕变登巅峰 此次担任隧道掘进任务的矩形顶管掘进机“中州一号”尺寸为世界之最，断面达7.5m×10.4 m，但它的优势不仅体现在尺寸上。为应对开挖面积和配套设备能力的几何级数增长，上海隧道公司从设备研发、工艺创新入手，通过团队科研攻关，形成了涵盖设计、施工方法、施工工艺的全新超大断面矩形顶管机及施工技术体系，诸多工艺在全国同类工程中尚属首次应用，已申请发明专利11项。作为国内首家采用矩形顶管施工的企业，早在1995年上海隧道公司就在上海南汇航头开始了简易的网格式矩形顶管原型机试验，至今已经对矩形顶管机及其施工技术的应用持续研发了19年。通过不断提升技术能力，使其从无到有，从有到超大矩形断面，先后经历了大刀盘+超挖刀、多刀盘、偏心多轴、组合刀盘/行星刀盘四代机型的发展，断面尺寸从最小的2.5M*2.5M到如今世界最大的10.4M*7.5M，这些装备在全国各地已成功建造了40余条矩形隧道，推动我国城市地下空间开发技术再上新台阶。
减少“满城挖” 城市生活更美好矩形顶管技术可广泛应用于城市下立交、地下快速路主线及其匝道、过街人行通道和地下管线共同沟、小区地下车库等地下空间利用项目，甚至可以期待通过一些辅助措施，实现地铁车站本体的非开挖建设。据上海隧道公司技术专家介绍，如果把大开挖式的建设比喻成“开膛破肚”的外科手术，那么矩形顶管技术就好比是“微创手术”，对周边干扰小、施工成本低，更绿色、更环保，尤其在地下空间饱和的现在，矩形顶管技术断面利用率大的优势十分突出。超大断面矩形顶管技术在郑州市下穿中州大道隧道工程的成功应用，为绿色开发提升城市功能提供了有力支撑。从技术发展趋势看，矩形盾构由于具有较强的曲线施工能力，更好的浅覆土适应能力，矩形顶管技术也可以作为矩形盾构的有益补充。据悉，“中州一号”设计时就考虑过改装为矩形盾构，只要隧道衬砌设计理论成熟，在短时间内即可进行改装完毕。目前，上海隧道公司正在推进系统化技术研究，并已获得国家建设部重大课题《超大断面异形隧道掘进施工技术研究与示范》、上海市国资委企业技术创新和能级提升项目、上海市战略性新兴产业重点项目等科研项目的支持，矩形盾构将使我国地下工程大断面非开挖技术登上一个新的台阶，城市建设“满城挖”的现象将会进一步减少，城市生活将变得更美好。（完）
来源：新华网
