5.1国内外顶管技术的发展

第五章顶管施工技术大连理工大学建设工程学部宋永发课程内容contents顶管技术的基本原理及组成国内外顶管技术的发展5.15.2顶管施工的分类及特点5.3超大断面矩形顶管施工技术顶管工程关键技术分析5.45.55.1国内外顶管技术的发展5.1.1国外顶管技术的发展1829年，在第十届新英格兰铁路建设者学术会议上，有人阐述了用铸铁管从铁路路基两侧压入从而放在铁路下，这可能是最早叙述类似顶管施工的工作方法。首先是在美国，太平洋铁路公司在1896—1900年间将顶管技术应用到穿越铁路路线。慢慢地很多公司也学会了顶管技术，并成了一个常规技术。随后20世纪初期，在加州的一个水利工程中，AugustGriffin在原有的技术基础上将其进行了改进，使其技术更加普及，同时也做了很多研究形成了大量文字记载，为今后的推广做出了重要贡献。顶管技术诞生5.1.1国外顶管技术的发展在1920年，顶管技术得到了一个新的突破，铸铁管退出了历史舞台，取而代之的是螺纹焊管和钢筋混凝土管。那时所用管材直径一般为700—2400mm，在少数特殊情况下会顶进超过60m。先是钢筋混凝土管比较多采用，但到了60年代，焊接钢管逐渐增多。这也为后面顶管施工一系列规则的出现奠定了基础，也有了许多叙述顶管工程的论文。并有公司对直径为1800mm的顶管在进行了标准化。但当时的顶管技术对覆土层厚度没有提出太多的论述。顶管技术的突破5.1.1国外顶管技术的发展60年代后，顶管技术又有了一个质的飞跃，也是顶管技术从局部地区走向世界的时期。对于顶管技术的覆土层厚度也有了一定的论述，这是液压技术和大型千斤顶带来的，使技术上克服了顶力不足的缺点。80代出现了微型顶管，这也是技术上的一个突破，从而实现了不需要人进去操作，完全由机器完成工作。顶管技术的突破5.1.1国外顶管技术的发展在这期间，也出现了很多项管施工企业，第一家是由德国的EdZublin创立的，在短短10年间完成了顶进工作200km。在英国，Rees公司还开创了“Seerthrustmethod”顶管法；在葡萄牙，顶管还穿越花岗岩，并应用到了其他专业的技术，如：激光导向、润滑等系统操作，慢慢地顶管工程形成了一个由多个系统组成的一个综合施工方法。顶管施工企业且名为Europipe的一种顶管机首次运用于长距离顶管，其中出现了中继站，为日后长距离顶进工程的发展打下了基础。也就在这段时间，顶管技术从欧洲走向了各地，日本从1948年引进顶管技术，且为了迎合日本当地的地理环境，微型顶管法在日本取得了较大的发展，所有的操作均为遥控，也形成了日本当地的发展特征，新加坡、中东地区和澳大利亚在日本之后也开始使用微型顶管技术。到现在顶管技术的发展已经有了一百多年，但各国各地的地层环境和经济实力千差万别，顶管施工在各国各地的发展也差别万千。但在液压技术的发展及其他相关技术的推动下，顶管技术也迈向了大口径、长距离的道路，尤其近几十年的发展，使得顶管技术在施工中机械化、自动化更强5.1.2国内顶管技术的发展国内顶管技术发展较晚，跟西方发达国家相比，我国初期基本没有发展顶管工程，到近期由于经济发展和国家发展战略的需要使得顶管技术有了快速的发展。首先我国也是将项管工程运用到铁路事业上，在北京使用手掘式顶管技术穿越了京包铁路，是顶管技术的开端。后面在上海，用钢管穿越了黄浦江江堤。顶管技术发展初期建国以后，我国才开始对顶管技术有了相应的研究和探索，在最需顶管工程的上海，1960年研制成了机械式顶管，接下来几年又研制成功挤压式顶管和不必进入人工作的微型遥控式机械顶管机，其直径也发展了很多种规格。对这些顶管机值得提到的是：采用了液压纠偏，且能数字化显示，提高了顶管技术的精确性。到1978年虽顶管技术在我过发展了十几年，但其进步比较缓慢，总顶进长度也很小。5.1.2国内顶管技术的发展我国顶管的应用在是在其他技术成熟的基础上才得到发展，1978年上海又研制出三段双铰式工具管，主要解决了纠偏的难题，1979年我国首次顶进管道直径超过2米的管子。其后，我国项管技术在各个方面都有了一定的突破，1981年中继站第一次被使用，1984年我国开始引进别国顶管机设备，结合以往的经验，也有了泥水、土压平衡理论等。在1987年，计算机监控、激光陀螺仪等高科技技术也被运用到顶管工程中，且被认为是处于世界领先地位的。顶管技术发展中期之后，我国具有自主研发权的多刀盘土压平衡顶管机，泥水土压平衡遥控顶管机都被应用到实践当中，也产生相当大的效益，也使我国顶管技术同西方发达国家的距离进一步缩小。近几十年来，随着基础设施建设的增多，顶管工程在我国各个城市都得到了广泛的应用。顶管施工技术无论在施工理论，还是施工工艺方面，都有很大的发展和进步，新的工艺方法不断出现，这也推动了我国顶管技术的发展。同时，对顶管工程技术的理论研究关注度增高，开始有较多的专业技术人员，也形成了一批批专门从事顶管工作的公司队伍。5.1.2国内顶管技术的发展1998年后，随着非开挖技术协会的成立，使顶管技术在我国从此走上规范的道路。在2002年，上海、北京、广州和武汉经过协会批准，各自成立了研究中心，这使得非开挖技术的研究进入到科技部课题中，充分说明了顶管技术理论在我国受到更加的重视，研究也更加深入。下面是国内顶管技术发展的一些标志性大事：顶管技术发展成熟2001年上海隧道股份有限公司在江苏省常州完成了长2050m、直径2m的钢筋水泥管顶管工程，是目前已完成的我国最长的顶管工程。全长3600m、管径为1.8米的钢管从23至25米深的地下于2002年9月成功横穿黄河，无论从顶进长度、埋深、地质条件，还是钢管直径在国内尚属首次。其中最长的一段位于黄河主河床上，长达1259米，还要穿越较厚的砾砂层与黄河主河槽，既是我国西气东输项目的关键工程，也是目前世界上复杂地质条件下大直径钢管一次性顶进距离最长的顶管工程。2008年在无锡长江引水工程中中铁十局十公司采用国产设