精准穿越千米海域——来自省煤田地质局厦门翔安新机场地下综合管廊项目跨海段顶管工程现场的报道

■ 特约记者 林明辉  通讯员 刘晓茹

今年 11月26日晚，随着NSD3000泥水平衡顶管机的最后一顶，由省煤田地质局东辰建设工程集团有限公司承担施工的福建省重点项目——厦门翔安新机场地下综合管廊项目跨海段顶管工程（市政舱）顺利贯通 ，穿越海域顶管工程总长度达到968米。这是我国目前跨海管廊施工领域顶距最长、直径最大的一项顶管工程。

968米，海域顶进长度全国之最

11月30日下午，我们慕名专程来到厦门翔安新机场地下综合管廊项目跨海段顶管工程现场采访。在项目部简易的办公室，福建省非开挖技术协会会长陈勇指着墙上挂着的“厦门翔安新机场地下综合管廊项目机场快速路过海段顶进进度表 ”介绍说：“这个顶管工程穿越海域总长度达到968米，是国内目前跨海管廊施工领域顶距最长、直径最大的顶管工程。

听介绍， 厦门市是全国首批地下综合管廊和海绵城市建设双试点城市，翔安新机场片区地下综合管廊项目是该市首个以PPP模式建设的重点项目。同行的省煤田地质局东辰建设集团有限公司董事长、总经理蔡耀北介绍说：“该项目位于厦门市翔安区，是经国家财政部和住建部批准的综合管廊试点之一，建设总长度19.74公里，也是目前厦门市埋深最大、断面最大的管廊项目。”记者在现场边参观边听介绍。该跨海段顶管项目包括工作井 1座、接收井1座；顶管采用双舱形式（市政舱、电力舱），由翔安陆地始发至大蹬岛陆地接收，管材采用“顶管专用钢筋混凝土管”， 管顶埋深为海平面下 19米（管顶与航道安全距离为 6米 ）。市政舱顶管于2017年6月12日开顶，2017年 11月26日顺利贯通，历时154天，平均每天顶进5.90米。

听介绍，地下综合管廊经过地段的地质条件及现场条件较为复杂，无法明沟开挖埋管时，顶管作业将成为有效的补充。但长距离顶管由于一次连续推进距离长，有着诸多制约顶管施工的因素。顶管施工就像打桩，动力在后方，打得越深就越费劲；特别是超长顶管施工，顶进距离越长，遇到的阻力将成倍增加。

在施工过程中，除了机头选型和确保管节密封性之外，注浆工艺也被认为是非常重要的技术措施。“注浆主要有4个作用，一是起润滑作用，将管外壁的干摩擦变为湿润摩擦，减小摩擦阻力；二是起支撑作用，在压力注浆作用下使管道周围土体变得稳定；三是改良土质，通过泥浆向管道周围土体的渗透作用来改良；四是封堵裂缝，通过注浆处理地下水发育的裂隙涌水。项目负责人陈经理介绍道：“在这个跨海段顶管工程中，东辰建设工程集团有限公司的技术人员经过试验、现场调试，总结出触变泥浆的最佳配合方案，减少顶进过程中管壁与土体之间的摩擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水，有效地解决了海底下降低摩擦难题。不仅确保施工工期，也有效减少设备顶进过程中的负荷。采用该设备和泥浆配方，在同类地质条件下顶距可达1300米。”

顶管轴线高程偏差仅4厘米

厦门翔安新机场地下综合管廊项目跨海段顶管工程施工是在海底下进行的，有较多不可遇见的影响因素，会因为多种原因使管道顶进线路偏移，如果在顶管施工过程中不能有效控制好，轻则影响工程质量或需延长工期，重则将造成工程事故。因此，能否达到设计精度要求是顶进施工的关键。“这个跨海段顶管工程最大特点为地质条件复杂，而且是在海底环境下顶进，施工技术难度大；同时，工程对施工精度要求极高，目前又无先例的经验可供借鉴，这就对跨海顶管技术提出了新挑战。” 蔡耀北介绍说。

听介绍，厦门翔安新机场地下综合管廊项目跨海段工程跨度968米，管内直径为3米（外径3.6米）。顶管机机头加上顶管专用钢筋混凝土管的总重量可达1.067万吨， 要控制这个“巨龙般的庞然大物”在平均海平面以下19米深处连续爬行，顶进的精准度必须控制在厘米级。“该工程采用激光精准制导系统对顶管机姿态进行实时监测，确保测量数据的准确性。这些智能化‘神器’的利用保证了顶进施工的精度。”在施工现场的控制房里，陈经理指着那台“神器”设备自信地向我们介绍。

在项目区，我们边听介绍边从工作井来到了大蹬岛上的接收井旁。顺着“机场快速路过海段顶管市政舱顺利贯通”的大红条幅往20多米深的接收井下看，被顶管掘进机头顶出的孔洞直径有4米。“此工程设计允许顶管出洞口的误差是25厘米（轴线高程偏差的控制，即顶管机在顶进中竖直方向与设计轴线产生角度的偏差），顶管（市政舱）贯通后，经检测实际误差仅4厘米，精准度是比较高的！”在施工现场的甲方技术人员对东辰建设工程集团有限公司的施工质量给予了肯定。

做到废浆海域“零排放”

“在海边施工，碰到的最大难题是什么？”当记者问及施工难题时，项目负责人陈经理却出乎我们意料地说：“除了施工难度堪称一绝外，最大的难题是排泥困难！”

据介绍，近年来，国家对于环境保护的关注度越来越高，对海域生态环境保护的要求也越来越严格。大嶝岛，即大嶝街道，位于厦门市翔安区东南海面，与金门岛最近距离仅1800米，面积13.2平方公里，其附近海域素有东南沿海最纯净海域之称，是国家白鹭自然保护区。记者在现场看到，管廊项目跨海段工程施工现场距离海边最窄处仅20米左右。在这纯净的海域边施工，如何控制废泥浆排放污染，做到废泥浆向海域的“零排放”，是一道极具挑战性的生态考题。

现场技术人员介绍说，在顶管作业过程中，采用泥水平衡顶管法每推进1米，就会产生50立方米的泥浆。面对压力和挑战，东辰建设工程集团有限公司的技术人员摸索并创造出一套简易而实用的泥浆分离工艺。“为了解决废泥浆问题，我们采用2级废泥浆分离处理系统和3个沉淀池进行处理，在保证施工效率的同时，有效地浓缩废泥浆的体积，其中30%以循环水形式排出，剩余相对浓稠的泥浆经过晾晒干后再外运作回填处理。整个施工周期都做到泥浆不流入海里，实现废泥浆海域零排放的目标，达到了环保要求。”

“这个跨海段顶管工程（市政舱）顺利贯通，为我们积累了极具价值的第一手现场资料，积累了地下管廊顶管施工技术的宝贵经验。接下来，我们要全力保证电力舱顶管工程的顺利完成；同时，要有效保护好周边海域的生态环境。”蔡耀北说道。