西北首例小洞径长距离岩石顶管技术成功实施

6月2日上午10时许，随着接收坑边坡上石块的剥落，顶管机机头缓缓的顶出，标志着白银市白银区北城区生态治理水系连通工程引水隧洞下游段隧洞顺利贯通。下游段隧洞全长743m，自今年的4月8日开顶以来，现场施工人员克服了低温、冰冻、沙尘等恶劣天气，日均进尺达到了13.5m，最高峰单日进尺27m的优异表现。

白银市白银区北城区生态治理水系连通工程是白银市、区列重点项目，由中国能建葛洲坝路桥公司承建，该项目引水隧洞全长1.59km，隧洞进口接引大黑武分干渠，隧洞出口通过沟道自流进入石门水库，设计流量0.7m3/s，隧洞中段穿越白银区武川乡东涧沟处设27°转角，引水隧洞原设计为1.6×1.9m城门洞形断面，通常采用常规钻爆法施工，存在施工周期长、安全风险高等问题。为寻求更便利、更安全、更有效的施工方法，据悉，项目参建各方多次深入现场调查进行方案比选，最终创新采用岩石顶管工艺，通过微盾构岩石掘进方式取代传统钻爆法施工。相比传统钻爆法施工，顶管工艺劳动力投入是传统钻爆法的1/3，可以适应土层到硬岩不同地质条件，其采取机械化作业，管道空间始终处于封闭状态，有利于围岩稳定，大幅降低安全作业风险，并且工序减少了70%，有利于工程质量控制和品质提升，采用顶管工艺，每天进尺可达到10m以上，预计可缩短工期50%，提前一年将水引至新建的石门水库。

顶管施工属于非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。随着工程建设行业的发展和技术革新，目前国内对于岩石顶管的相关研究和应用的案例也逐步攀升，其在市政给排水、石油天然气管道领域应用较多，但穿越距离通常较短。在水利行业，特别是西北地区水工隧洞多为小断面，以往均采用传统钻爆法人工开挖，隧洞顶管应用和相关技术研究有所欠缺，特别针对小直径长距离岩石顶管方面，目前还没有先例可循。

顶进作业时，顶管机被主顶油缸向前推进，机头进入止水圈后，管节跟进穿过岩层到达接收井。顶管机由电动机提供动力，转动刀盘并带动滚刀挤压掌子面围岩。岩体粗碎后进入破碎舱二次破碎，并与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。顶进作业在每次装管前，拆除电缆、泥浆管，然后吊放管节，再次将电缆、泥浆管连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入，机头完全顶出接收井。

白银市白银区北城区生态治理水系连通工程引水隧洞全线穿越石质低中山区，采用顶管法施工后，单顶长度最长的超过800m，在国内1.5m及以下直径水工隧洞极为少见，在西北五省更是首创，因此，依托白银生态治理水系连通工程引水隧洞岩石顶管技术，通过研究分析、技术论证，总结形成成套岩石顶管施工技术，不仅可以确保项目安全高效履约，而且可以此为契机，将成功案例向全市、全省乃至整个西北地区予以推广，这对整个行业特别是地下工程开挖工艺构成新的格局，助推水利工程建设高质量发展。

下一步，项目各参建单位将继续优化工序衔接，尽快开始引水隧洞上游段的顶进作业，争取在今年国庆节前完成引水隧洞全部的施工内容。（图文：韩敏 苏川川）

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