南水北调配套工程大兴支线工程13标段曲线顶管作业启动                ■记者 刘偶/摄

        用8台千斤顶推着100多节混凝土管在地下走S型曲线，途中要避开干扰，还要控制误差。9月14日，北京市水利施工领域首个曲线顶管工程——南水北调配套工程大兴支线工程13标段曲线顶管作业启动。施工方北京建工城乡集团金河水务公司项目主要负责人王梓任介绍，该标段不仅是大兴支线工程中最先进行顶管施工的标段，同时也是全线最长距离顶推作业段。

         曲线顶进躲避危险源

        大兴支线工程位于北京市大兴区及河北固安县，工程全长约46公里，该工程主要连通南干渠与河北廊涿干渠，使北京与河北的南水北调水互联互通。其中第13标段位于北京大兴国际机场北侧，紧邻大兴机场高速公路，顶管全长2千米左右，双线布置，共计1825节混凝土管，其中单顶最长为600米，曲线最小曲率半径为800米，顶管施工难度尤为突出。

        施工图显示，13标段顶管施工需下穿大礼路16米，但该区域障碍物密集，地下管线错综复杂，施工中需同时避让大兴新机场地下综合管廊、通信光缆以及排水管线等，常规直线顶管技术根本无法作业。 

        经过多次技术分析会，项目部最终决定采用“泥水平衡曲线顶管”方案进行施工。曲线顶管施工是在顶管机内安装4组8个用于曲线转弯的千斤顶，然后操作人员通过调节左右千斤顶之间的行程差来实现管道拐弯。“如果顶管轴向左转，则将右侧两组千斤顶多顶一些，左侧两组少顶一些，顶头就会向左侧偏转。左右两侧千斤顶行程差的大小视曲线转弯半径大小而定，并根据轴线测量结果调整。由此可实现顶头任意转弯。”操作司机告诉记者。

        据实际勘察测量报告显示，在顶进作业中，管线距北京大兴国际机场综合管廊基础净距仅10米左右、与通信光缆拉管距离不足1.5米，最小曲率半径仅800米，因此该工程对顶进操作人员的精确控制提出了极高的要求。

         顶进精准度优于国家标准

        “为了能精确控制误差，我们这次采用了全新的测量技术。”王梓任说。相比常规直线顶管激光经纬仪量测法，曲线顶管需要在管道内加设全站仪，同时随着顶管的移动而不断变化，必须随时随地确定管节坐标，并进行纠偏。“在直线顶进时，一般测量人员需要100米一测，但我们在曲线顶进过程中，测量人员必须1米一测，而且必须进行多道复测，才能保证管线行进精度。”施工人员说。目前经过先期顶进，中线精度误差不足50毫米，精准度远优于国家规范标准。

        除了对测量人员提出了更高要求外，在施工现场，管节顶进操作司机的压力也非常大。“我们实行24小时两班倒操作，在12小时操作范围内，我们不光眼睛要紧盯屏幕十几项技术参数，同时手中的操控杆也必须随时进行纠偏。”有着12年施工经验的顶进操作员刘长杰说， “我们基本每1厘米就要进行一个纠偏操作，同时还要时刻关注机头前方土方的压力，一旦土方压力减少，重达36吨机头就要往下栽头，这时候不但要调整液压千斤顶启动数量，同时还必须加快千斤顶顶进速度，确保行进精度。”

         人工+智能实时监护

        增设水位观察井监控地下水沉降、引入实时智能探头严防竖井位移、设置人工监测点紧盯地表沉降……项目部在运用常规安全监控举措的同时，又引进了多项先进监测技术，以确保顶进安全。王梓任说：“我们给所有施工区域都带上了‘心脏监护仪’，哪怕往井里扔块小石子，我们都能随时发现。”

        据前期勘探测量显示，13标施工区地下水位为16米，而顶管作业深度为17米，因此在整个顶推过程中，顶管机全程是在水下进行作业，外加富水细砂地层本身就不具备任何自稳性，因此整体施工难度非常大。为了保证地表沉降小于20毫米，项目部在顶进纵向每隔20米、横向每隔5米，就在地面布置一个无线静力水准仪。一旦发生地表沉降，监控系统会自动进行报警及上传数据。此外，为了有效监控地下水位变化，项目部特别在每个始发井和接收井旁边设置水位计监测井，实时对水位高低进行测量，以实时调整顶进速度和泥水平衡压力。

        目前，项目部正顺利进行顶进施工，预计明年4月即可实现单线全面贯通。