北京城建集團打造城市地下管網建設的綜合服務商

【摘要】 全線隧道采用盾構法和暗挖法結合、污水進水管線和再生水退水管線并行施工，其中盾構區間約4.9公里，暗挖區間約7.9公里，豎井29座。2016年2月28日“鳳”號盾構機在同一豎井內始發，承擔并行的約1.6公里的中水管線施工任務，“龍”“鳳”兩臺盾構機并行掘進。

編者按：近幾年，北京城建集團在水務工程市場占據了一席之地，他們堅持精種深耕，將市場拓展的觸角延伸到再生水廠的下游，承攬了多項城市排水管網建設工程，挺進了城市地下“大動脈”的建設領域。

12月28日訊 （特約通訊員 江梅 徐景臣）實踐中，北京城建集團積累了管網建設的成套施工工藝和工法，獲得多項專利，購置了小直徑盾構機、暗挖臺車等先進設備，提升了技術裝備水平。同時，在采用非開挖技術老舊城區排水管網修復領域做出了突出成績，為該集團在市政基礎設施領域競爭力的形成貢獻了力量。

國務院辦公廳《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》國辦發〔2014〕27號指出：“城市地下管線……是保障城市運行的重要基礎設施和‘生命線’。近年來，隨著城市快速發展，地下老舊管線管理水平不高、建設規模不足等問題凸顯，一些城市相繼發生大雨內澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴重影響了人民群眾生命財產安全和城市運行秩序”。要“力爭用5年時間，完成城市地下老舊管網改造，將管網漏失率控制在國家標準以內，顯著降低管網事故率，避免重大事故發生。用10年左右時間，建成較為完善的城市地下管線體系，使地下管線建設管理水平能夠適應經濟社會發展需要，應急防災能力大幅提升”。有機構預測，城市地下建設將迎來快速發展期，城市地下管網建設預計將帶來4000億至5000億元投資。

近年來，北京城建集團土木工程總承包部緊抓城市地下管網建設放量這一市場契機，挺進藍海，承擔了朝陽北路熱力管線、東北熱電污水和中水管線、中心城區排水管網改造、槐麗排水管線等工程的建設任務，建設總里程達100公里，掌握了包括管線探測、明挖、人工暗挖、機械暗挖、頂管法、盾構法等全方位管線建設的成套技術，在非開挖修復老舊城區排水管網和應用小直徑盾構機建設排水管線領域取得多項專利技術，成為首都地下管網建設的一支“地下尖兵”。尤其在中心城區老舊管線改造這個新領域，土木工程總承包部的“非開挖修復”技術和工法走在了行業前沿。

全綜合工藝提速建設熱電管線

2014年初，北京城建土木工程總承包部承接了東北熱電輸水管線的建設任務，該工程是東北熱電廠配套工程，設計供水規模每天6萬噸，關系到東北熱電中心的啟用調試和正常運行，更關系到北京東北部地區當年冬能否正常供暖。

該工程起點為酒仙橋污水處理廠，終點為市東北熱電中心，全程15公里，跨越四個鄉鎮，兩穿亮馬河，穿越大片稠密居民區、五環交易市場、市政管線道路幾十條，工期緊、施工難度非常大。土木部承擔其中的一、三、五等三個標段，共5.51公里的施工任務。

第一標段為再生水管線，從酒仙橋再生水廠到東壩南二街西側，設計管線總長1900米，管道全線采用明挖與頂管結合施工，其中明挖1342.5米，頂管557.7米；第三標段位于規劃東壩南二街，從東五環市場到北小河東路西側，設計管線總長1520米，全線采用暗挖工法施工，斷面為雙洞形式；第五標段位于規劃東壩南二街，從機場二通道到東高路，設計管線總長1731米，全線采用暗挖工法及明挖開槽法施工，其中暗挖總長1590.2米，明挖140.2米。地質條件差，工程工期3個月，該工程集合了全部傳統管線建設的施工工藝。

在工程建設中，針對不同地質條件，采取不同的施工工藝，加快工程建設。第三標段所處地層飽含水粉細砂層，并且沿線滯水水囊較多，地層變化無規律，突發情況極易發生。暗挖隧道下穿現況磚混結構房屋、駒子房路及雨水管線、污水管線、給水管線4條、石各莊路及隨路污水管線、雨水管線、燃氣管線。暗挖隧道下穿大花窯明渠，明渠底距離隧道僅有40公分。

第五標段全線均處在高雜填土范圍內，雜填土最深達到9.5米，地質較三標更差，施工范圍內流沙嚴重，加之涉及了暗挖隧道、頂管、明挖開槽三種工法，更加大了施工難度。其中，暗挖隧道下穿機場二通道焦莊橋段主、輔路，并且下穿雨水方溝、給水管線，主要是直徑1000的污水管線，與隧道間距僅有30公分，施工風險極大。頂管區段處在高雜填土范圍內，管線水務部為避免頂管設備受雜填土影響，將管線高程下降，但在施工過程中仍不可避免地遇到了堆填的建筑廢料，甚至有2米長的混凝土塊，致使頂管機無法向前掘進。為了不影響工期，項目部很快挖了一條與頂管并排的小隧道，在機頭位置開橫通道將障礙物清除。

第五標段由于拆遷問題影響，進場比全線標段晚兩個月。該段的重大風險源是兩條隧道下穿機場高速二通道，高架橋上是車水馬龍，川流不息的通往首都國際機場的高速公路，橋下兩側為通往首都機場的交通干線，施工不能影響交通。高架橋墩與隧道結構相距幾米，為一級施工風險源。經過兩個月的艱苦工作，各種審批手續直到7月17日才正式通過。有效施工時間只剩下20多天，要按計劃達到通水條件難上加難，就連業主都認為第五標段可能成為制約整個東北熱電管線工程的一個標段。項目部按照小時安排工序，加強施工質量與施工安全管理，終于在8月5日實現初支隧道貫通。

2014年8月20日，東北熱電具備通水條件，提前10天完成隧道管線工程任務。項目部從3月20日進場，在整個施工過程，創造了全線建設9項第一，即第一個拆遷進場施工，第一個豎井完工，第一個馬頭門開門，第一個頂管機施工，第一個明挖管線完工，第一個頂管隧道貫通，第一個暗挖二襯施工完工，第一個實現三個標段管線安裝貫通，第一個實現管線打壓完工。

非開挖技術修復升級城區管線

北京中心城區使用年限在40年左右的排水管道約占管線總長度的70％，這部分管道腐蝕嚴重，設計管徑偏小，已達到滿流狀態，不能滿足人口增加和生活水平提高后排水量大幅度增加的需要。

按照三行動方案，要在三年時間內完成北京市中心城區所有待修復的污水管網改造。工程共分三期進行，共計171公里多，北京城建集團土木部于2013年11月承接一期8公里，2014年、2016年陸續承接二期23公里、三期工程46公里，總承接修復管網工程量77公里，總造價6.67億元。

一期工程是對地鐵6號線八個區間地鐵結構上方或地鐵結構兩側10米范圍內與地鐵結構平行或交叉的線狀污水管線進行防滲保護；二期工程是在一期基礎上對北京地下管道內部篩查，將腐蝕問題、滲漏和坍塌等現象納入改造范圍；三期工程是在二期修復工程的基礎上繼續對有腐蝕問題的管線進行管道修復更新。

由于舊管道改造多在內城區，交通擁擠、道路狹窄、周圍建筑物密集，采用傳統的明開施工方法進行施工越來越受到時間和空間的約束。待修復管線均處于北京市繁華的主城區、大部分不具備開槽施工、更換管道的條件，而且排水管線上方存在其他管線也會給開挖帶來極大的隱患。采用非開挖綜合技術則可以解決這些問題，其特點是對環境、交通、擁擠的生活區、商業區干擾小；利用原有管線的軌跡，無需控制施工方向；不需破路，減少對路面的損壞；施工綜合效率高。

這三期工程成了北京城建集團應用非開挖綜合技術實施地下管線工程的練兵場，在施工中綜合運用了短管內襯、UV內襯紫外固化、CIPP翻轉、EECM砂漿修復等非開挖工藝，針對管道內障礙物等問題管線，又引進脹插法工藝和洗刀等設備。

年久失修的管線管道內問題繁多，如二期五標聯保中路插管工藝WC4-WC-5管道出現局部塌陷和混凝土錯臺，導致清淤困難，無法進行工藝施工。一般現有方法已經無法解決這一問題，現場被迫無限期停工，全體員工都被動員起來，獻計獻策。經過多方考察、比對研究，終于找到了一種使用碳合金刀頭的進口洗刀設備。可行性研究通過了，新設備被應用到問題管線中，它不負眾望，一舉攻克難關。其后，其它諸多類似管線問題也迎刃而解，在提高施工效率上起到了重要的作用。

很多管線管道長期運轉，內部存在管道腐蝕嚴重、混凝土板結、原管道接口錯臺等現象，必須對設計上應用于小管徑（D300～D600mm）管道修復的短管內襯修復工藝進行變更。經過技術與施工人員夜以繼日的專題科研，修改了原設計，改進傳統脹管工藝，變更為不用開挖工作坑、交通影響小、可適應子管道局部損壞情況、對原管道腐蝕狀況要求低的脹插法施工。通過鉆桿將漲頭與液壓裝置鏈接，利用液壓裝置向后拉伸將剛性管道脹碎后擠壓進周邊土壤中，再同時由對面井下的頂鎬將已經預制好的帶有插口的短管插入原管道來實現新的管道鋪設。通過實踐與科研的結合，完成了《脹插法非開挖技術在解決中心城區問題管道修復工程中的應用》課題，一期、二期工程合計31公里的污水管線修復改造因此項科研得到了有效保證。

經過三期工程的建設，總結出《短管內襯非開挖技術在中心城區污水管網改造修復工程中的應用》、《中心城區小管徑管道修復短管內襯施工工法》、《脹插法非開挖技術在解決中心城區問題管道修復工程中的應用》、《中心城區小管徑污水管道非開挖修復更新技術》、《提高翻轉內襯常溫固化成型質量》等施工工藝和工法，并申請一項專利，獲得北京市和全國獎項。

小直徑盾構引入排水管線

馬家堡西路等三條再生水及污水管線工程（簡稱槐麗管線工程）是土木工程總承包部承建的槐房再生水廠工程的配套工程。配套管線工程是槐房水廠實現污水進水和中水退水的必備條件。

管線北起北京市豐臺區柳村路紀家廟地鐵站南側，沿柳村路向南至南四環路，沿南四環路北輔路向東，在馬家樓橋區向北繞行穿越京開高速，在京開東側路處向南穿越南四環路主輔路至南輔路南側綠化帶，沿南四環路南側至馬家堡西路，沿馬家堡西路東側向南入槐房再生水廠，污水管線總長6.5公里，中水管線總長6.3公里。全線隧道采用盾構法和暗挖法結合、污水進水管線和再生水退水管線并行施工，其中盾構區間約4.9公里，暗挖區間約7.9公里，豎井29座。

2015年3月1日項目部進場施工并打下1#盾構始發豎井第一根圍護樁。4月5日，北京城建集團土木部與小松（中國）公司正式簽下購買“龍”、“鳳”兩臺4.2米的小直徑盾構機合同。11月10日“龍”號盾構機順利始發，標志著北京城建集團率先正式開啟了首都水務工程管線建設領域“小盾構”時代。從簽約到實發僅用了不到190天的時間，這是北京市乃至國內首次將4米外徑盾構機應用于排水管線施工，意味著集團在水務工程建設領域的配套服務能力占據行業領先地位。

2016年2月28日“鳳”號盾構機在同一豎井內始發，承擔并行的約1.6公里的中水管線施工任務，“龍”“鳳”兩臺盾構機并行掘進。

小盾構一天最快掘進速度達20米，是傳統礦山法（暗挖法）施工速度的10倍，具有安全、高效、適應性強的特點。豐雙鐵路距離盾構始發井約65米，并行六條鐵軌，下穿長度約60米。在專家論證后，小盾構僅用5天就完成了下穿豐雙鐵路，路基、軌道沉降小于6毫米，遠遠低于設計的軌道最大沉降量10毫米和地面最大沉降量30毫米。小盾構憑借安全高速的優點順利通過這一風險源，僅此一項就比暗挖法施工節省成本近千萬元。

為加快暗挖施工效率，北京城建集團土木部購置了暗挖臺車，用于暗挖工區建設。TWZ系列暗挖臺車是專門為隧道工程暗挖施工研發的專用設備，產品可適用于軟土、砂卵石、風化巖等地層作業。設備采用外接動力電源，液壓驅動，履帶底盤行走。產品高效環保，結構緊湊，機動靈活，能夠有效代替人工作業，大幅提高作業效率，裝滿一車渣土用時3分鐘左右是人工效率的3倍多。同時，他還具有開挖土方、開槽、打小導管、破碎巖石、輔助支護等多種功能。利用暗挖臺車進行暗挖法作業，每天進尺可以達到原來的1.5倍。至此，結合盾構法施工，槐麗管線項目工程全線實現機械參與作業，土木部地下管線建設產能層次再次升級。

進入、鞏固、拓展地下管線建設這一全新的市場，需要積累掌握市政管線建設領域的核心技術和最新設備，形成核心競爭力，并持續保持活力。北京城建集團正著眼未來，研發和及時更新地下管線工程全套技術體系，實施專利保護，提升精細化運營，深耕標準化建設，放眼全球引進先進技術、設備和尋求戰略合作機會，總結、萃取運營管理經驗精華，不斷強化核心競爭力，綜合保障管線工程業務可持續性發展，以期穩固占據市場制高點。