由上海城建隧道股份公司設(shè)計研發(fā)的超大矩形頂管掘進(jìn)機在鄭州緯四路下穿中州大道隧道接收井準(zhǔn)確進(jìn)洞，圓滿完成我國自主知識產(chǎn)權(quán)超大頂管裝備在中原大地的“處女航”。鄭州緯四路下穿中州大道，隧道位于鄭州市鄭東新區(qū)和中心城區(qū)分界線中州大道下方，采用矩形頂管機施工，施工過程中存在著大斷面、長距離頂管頂進(jìn)等技術(shù)難題，并且在頂進(jìn)過程中還將穿越各類復(fù)雜的地下管線，工程難度較大、風(fēng)險較高。

值得一提的是，此次擔(dān)任隧道掘進(jìn)任務(wù)的矩形頂管掘進(jìn)機“中州一號”尺寸為世界之最，已申請多項國家專利和發(fā)明專利，或?qū)⑼苿游覈鞘械叵驴臻g開發(fā)技術(shù)再上新臺階。

方腦袋大智慧——自主研發(fā)超大地下工程設(shè)備啟航

“中州一號”外徑達(dá)7.5 m×10.4 m，上海城建隧道股份在“中州一號”的設(shè)計中借鑒了許多大型盾構(gòu)的設(shè)計理念，使得它能夠應(yīng)對開挖面積和配套設(shè)備能力的幾何級數(shù)增長。

有別于盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)，頂管技術(shù)是指頂管機頭切削土體，后方由千斤頂頂進(jìn)管節(jié)，頂進(jìn)一定距離后，千斤頂回縮，在工作井內(nèi)裝入新的管節(jié)，再頂進(jìn)，如此重復(fù)，直到機頭到達(dá)接收井。相比圓形隧道，矩形隧道具有空間利用率高的優(yōu)勢，特別適用于下穿隧道和出入口通道等工程。上海城建隧道股份作為國內(nèi)首個采用矩形頂管施工的企業(yè)，曾采用自行研制的土壓平衡矩形頂管打通我國首條矩形隧道——上海地鐵二號線陸家嘴站5號出入口工程，在矩形隧道施工領(lǐng)域具有極為超前的技術(shù)與豐富的經(jīng)驗。

作業(yè)周期更可控、施工面積大瘦身——未來成為中國隧道工程新裝備

中州大道工程是國內(nèi)第一次采用大斷面頂管進(jìn)行長距離頂進(jìn)，對施工過程中地面沉降控制、頂管姿態(tài)控制和頂管頂力控制提出了新的挑戰(zhàn)，得到了鄭州市政府的高度重視和支持。

為了提升掘進(jìn)效率、降低施工風(fēng)險，此臺頂管采用了1個主心大刀盤外加4個偏心刀盤的創(chuàng)新組合方式，形成全斷面切削，使刀盤切削泥土的效率大幅提升，并減小了對地面的擾動。同時，還采用了自動壓注減阻泥漿等一系列舉措，確保頂管的順利頂進(jìn)，優(yōu)質(zhì)、安全、快速地完成了建設(shè)工期節(jié)點。

矩形斷面能節(jié)約35%以上的地下空間，還可以大大減小隧道的埋深，提高淺層地下空間的利用率。此外，矩形頂管技術(shù)不需要進(jìn)行大面積的開挖作業(yè)，大大減少了施工占地面積。所以，雖然鄭州中州大道的底下正進(jìn)行世界上最大、最長的矩形隧道工程，但地面上的交通仍然暢通無阻。

隧道建成后將疏解金水路、黃河路和農(nóng)業(yè)路東西方向的交通壓力，解決目前鄭東新區(qū)與中心城區(qū)之間連接通道較少的瓶頸問題，分流鄭州各路段道路交通量，完善區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善區(qū)域整體交通環(huán)境，有效推動鄭州市社會、經(jīng)濟綜合發(fā)展。

讓城市生活更美好——中國地下工程建設(shè)能力上新臺階

矩形頂管技術(shù)可廣泛應(yīng)用于城市地下立交、地下快速路主線及其匝道、過街人行通道和地下共同管溝、小區(qū)地下車庫等地下空間利用項目，甚至可以期待通過一些輔助措施，實現(xiàn)地鐵車站本體的非開挖建設(shè)。

從技術(shù)發(fā)展趨勢看，矩形盾構(gòu)由于具有較強的曲線施工能力、更好的淺覆土適應(yīng)能力，矩形頂管技術(shù)也可以作為矩形盾構(gòu)的有益補充，上海城建隧道股份正在上海市國資委和經(jīng)信委的強力支持下推進(jìn)系統(tǒng)化技術(shù)研究。

據(jù)悉，“中州一號”設(shè)計時就考慮過改裝為矩形盾構(gòu)，只要隧道襯砌設(shè)計理論成熟，在短時間內(nèi)即可改裝完畢。屆時，地下工程大斷面非開挖技術(shù)將登上一個新的臺階，城市建設(shè)“大開挖”的現(xiàn)象將會減少，城市生活將變得更美好。