北京城建集團(tuán)打造城市地下管網(wǎng)建設(shè)的綜合服務(wù)商

【摘要】 全線隧道采用盾構(gòu)法和暗挖法結(jié)合、污水進(jìn)水管線和再生水退水管線并行施工，其中盾構(gòu)區(qū)間約4.9公里，暗挖區(qū)間約7.9公里，豎井29座。2016年2月28日“鳳”號盾構(gòu)機在同一豎井內(nèi)始發(fā)，承擔(dān)并行的約1.6公里的中水管線施工任務(wù)，“龍”“鳳”兩臺盾構(gòu)機并行掘進(jìn)。

編者按：近幾年，北京城建集團(tuán)在水務(wù)工程市場占據(jù)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(wǎng)建設(shè)工程，挺進(jìn)了城市地下“大動脈”的建設(shè)領(lǐng)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(tuán)積累了管網(wǎng)建設(shè)的成套施工工藝和工法，獲得多項專利，購置了小直徑盾構(gòu)機、暗挖臺車等先進(jìn)設(shè)備，提升了技術(shù)裝備水平。同時，在采用非開挖技術(shù)老舊城區(qū)排水管網(wǎng)修復(fù)領(lǐng)域做出了突出成績，為該集團(tuán)在市政基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域競爭力的形成貢獻(xiàn)了力量。

國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加強城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》國辦發(fā)〔2014〕27號指出：“城市地下管線……是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和‘生命線’。近年來，隨著城市快速發(fā)展，地下老舊管線管理水平不高、建設(shè)規(guī)模不足等問題凸顯，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財產(chǎn)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(wǎng)改造，將管網(wǎng)漏失率控制在國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，顯著降低管網(wǎng)事故率，避免重大事故發(fā)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(shè)管理水平能夠適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，應(yīng)急防災(zāi)能力大幅提升”。有機構(gòu)預(yù)測，城市地下建設(shè)將迎來快速發(fā)展期，城市地下管網(wǎng)建設(shè)預(yù)計將帶來4000億至5000億元投資。

近年來，北京城建集團(tuán)土木工程總承包部緊抓城市地下管網(wǎng)建設(shè)放量這一市場契機，挺進(jìn)藍(lán)海，承擔(dān)了朝陽北路熱力管線、東北熱電污水和中水管線、中心城區(qū)排水管網(wǎng)改造、槐麗排水管線等工程的建設(shè)任務(wù)，建設(shè)總里程達(dá)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(gòu)法等全方位管線建設(shè)的成套技術(shù)，在非開挖修復(fù)老舊城區(qū)排水管網(wǎng)和應(yīng)用小直徑盾構(gòu)機建設(shè)排水管線領(lǐng)域取得多項專利技術(shù)，成為首都地下管網(wǎng)建設(shè)的一支“地下尖兵”。尤其在中心城區(qū)老舊管線改造這個新領(lǐng)域，土木工程總承包部的“非開挖修復(fù)”技術(shù)和工法走在了行業(yè)前沿。

全綜合工藝提速建設(shè)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(shè)任務(wù)，該工程是東北熱電廠配套工程，設(shè)計供水規(guī)模每天6萬噸，關(guān)系到東北熱電中心的啟用調(diào)試和正常運行，更關(guān)系到北京東北部地區(qū)當(dāng)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(xiāng)鎮(zhèn)，兩穿亮馬河，穿越大片稠密居民區(qū)、五環(huán)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(dān)其中的一、三、五等三個標(biāo)段，共5.51公里的施工任務(wù)。

第一標(biāo)段為再生水管線，從酒仙橋再生水廠到東壩南二街西側(cè)，設(shè)計管線總長1900米，管道全線采用明挖與頂管結(jié)合施工，其中明挖1342.5米，頂管557.7米；第三標(biāo)段位于規(guī)劃東壩南二街，從東五環(huán)市場到北小河?xùn)|路西側(cè)，設(shè)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(biāo)段位于規(guī)劃東壩南二街，從機場二通道到東高路，設(shè)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(zhì)條件差，工程工期3個月，該工程集合了全部傳統(tǒng)管線建設(shè)的施工工藝。

在工程建設(shè)中，針對不同地質(zhì)條件，采取不同的施工工藝，加快工程建設(shè)。第三標(biāo)段所處地層飽含水粉細(xì)砂層，并且沿線滯水水囊較多，地層變化無規(guī)律，突發(fā)情況極易發(fā)生。暗挖隧道下穿現(xiàn)況磚混結(jié)構(gòu)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?xì)夤芫�。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(biāo)段全線均處在高雜填土范圍內(nèi)，雜填土最深達(dá)到9.5米，地質(zhì)較三標(biāo)更差，施工范圍內(nèi)流沙嚴(yán)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(fēng)險極大。頂管區(qū)段處在高雜填土范圍內(nèi)，管線水務(wù)部為避免頂管設(shè)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(jìn)。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(biāo)段由于拆遷問題影響，進(jìn)場比全線標(biāo)段晚兩個月。該段的重大風(fēng)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(cè)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(jié)構(gòu)相距幾米，為一級施工風(fēng)險源。經(jīng)過兩個月的艱苦工作，各種審批手續(xù)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(dá)到通水條件難上加難，就連業(yè)主都認(rèn)為第五標(biāo)段可能成為制約整個東北熱電管線工程的一個標(biāo)段。項目部按照小時安排工序，加強施工質(zhì)量與施工安全管理，終于在8月5日實現(xiàn)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(wù)。項目部從3月20日進(jìn)場，在整個施工過程，創(chuàng)造了全線建設(shè)9項第一，即第一個拆遷進(jìn)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(xiàn)三個標(biāo)段管線安裝貫通，第一個實現(xiàn)管線打壓完工。

非開挖技術(shù)修復(fù)升級城區(qū)管線

北京中心城區(qū)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(yán)重，設(shè)計管徑偏小，已達(dá)到滿流狀態(tài)，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(nèi)完成北京市中心城區(qū)所有待修復(fù)的污水管網(wǎng)改造。工程共分三期進(jìn)行，共計171公里多，北京城建集團(tuán)土木部于2013年11月承接一期8公里，2014年、2016年陸續(xù)承接二期23公里、三期工程46公里，總承接修復(fù)管網(wǎng)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(qū)間地鐵結(jié)構(gòu)上方或地鐵結(jié)構(gòu)兩側(cè)10米范圍內(nèi)與地鐵結(jié)構(gòu)平行或交叉的線狀污水管線進(jìn)行防滲保護(hù)；二期工程是在一期基礎(chǔ)上對北京地下管道內(nèi)部篩查，將腐蝕問題、滲漏和坍塌等現(xiàn)象納入改造范圍；三期工程是在二期修復(fù)工程的基礎(chǔ)上繼續(xù)對有腐蝕問題的管線進(jìn)行管道修復(fù)更新。

由于舊管道改造多在內(nèi)城區(qū)，交通擁擠、道路狹窄、周圍建筑物密集，采用傳統(tǒng)的明開施工方法進(jìn)行施工越來越受到時間和空間的約束。待修復(fù)管線均處于北京市繁華的主城區(qū)、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(shù)則可以解決這些問題，其特點是對環(huán)境、交通、擁擠的生活區(qū)、商業(yè)區(qū)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(tuán)應(yīng)用非開挖綜合技術(shù)實施地下管線工程的練兵場，在施工中綜合運用了短管內(nèi)襯、UV內(nèi)襯紫外固化、CIPP翻轉(zhuǎn)、EECM砂漿修復(fù)等非開挖工藝，針對管道內(nèi)障礙物等問題管線，又引進(jìn)脹插法工藝和洗刀等設(shè)備。

年久失修的管線管道內(nèi)問題繁多，如二期五標(biāo)聯(lián)保中路插管工藝WC4-WC-5管道出現(xiàn)局部塌陷和混凝土錯臺，導(dǎo)致清淤困難，無法進(jìn)行工藝施工。一般現(xiàn)有方法已經(jīng)無法解決這一問題，現(xiàn)場被迫無限期停工，全體員工都被動員起來，獻(xiàn)計獻(xiàn)策。經(jīng)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(jìn)口洗刀設(shè)備。可行性研究通過了，新設(shè)備被應(yīng)用到問題管線中，它不負(fù)眾望，一舉攻克難關(guān)。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(zhuǎn)，內(nèi)部存在管道腐蝕嚴(yán)重、混凝土板結(jié)、原管道接口錯臺等現(xiàn)象，必須對設(shè)計上應(yīng)用于小管徑（D300～D600mm）管道修復(fù)的短管內(nèi)襯修復(fù)工藝進(jìn)行變更。經(jīng)過技術(shù)與施工人員夜以繼日的專題科研，修改了原設(shè)計，改進(jìn)傳統(tǒng)脹管工藝，變更為不用開挖工作坑、交通影響小、可適應(yīng)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(jìn)周邊土壤中，再同時由對面井下的頂鎬將已經(jīng)預(yù)制好的帶有插口的短管插入原管道來實現(xiàn)新的管道鋪設(shè)。通過實踐與科研的結(jié)合，完成了《脹插法非開挖技術(shù)在解決中心城區(qū)問題管道修復(fù)工程中的應(yīng)用》課題，一期、二期工程合計31公里的污水管線修復(fù)改造因此項科研得到了有效保證。

經(jīng)過三期工程的建設(shè)，總結(jié)出《短管內(nèi)襯非開挖技術(shù)在中心城區(qū)污水管網(wǎng)改造修復(fù)工程中的應(yīng)用》、《中心城區(qū)小管徑管道修復(fù)短管內(nèi)襯施工工法》、《脹插法非開挖技術(shù)在解決中心城區(qū)問題管道修復(fù)工程中的應(yīng)用》、《中心城區(qū)小管徑污水管道非開挖修復(fù)更新技術(shù)》、《提高翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯常溫固化成型質(zhì)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(gòu)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(xiàn)污水進(jìn)水和中水退水的必備條件。

管線北起北京市豐臺區(qū)柳村路紀(jì)家廟地鐵站南側(cè)，沿柳村路向南至南四環(huán)路，沿南四環(huán)路北輔路向東，在馬家樓橋區(qū)向北繞行穿越京開高速，在京開東側(cè)路處向南穿越南四環(huán)路主輔路至南輔路南側(cè)綠化帶，沿南四環(huán)路南側(cè)至馬家堡西路，沿馬家堡西路東側(cè)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(gòu)法和暗挖法結(jié)合、污水進(jìn)水管線和再生水退水管線并行施工，其中盾構(gòu)區(qū)間約4.9公里，暗挖區(qū)間約7.9公里，豎井29座。

2015年3月1日項目部進(jìn)場施工并打下1#盾構(gòu)始發(fā)豎井第一根圍護(hù)樁。4月5日，北京城建集團(tuán)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(gòu)機合同。11月10日“龍”號盾構(gòu)機順利始發(fā)，標(biāo)志著北京城建集團(tuán)率先正式開啟了首都水務(wù)工程管線建設(shè)領(lǐng)域“小盾構(gòu)”時代。從簽約到實發(fā)僅用了不到190天的時間，這是北京市乃至國內(nèi)首次將4米外徑盾構(gòu)機應(yīng)用于排水管線施工，意味著集團(tuán)在水務(wù)工程建設(shè)領(lǐng)域的配套服務(wù)能力占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先地位。

2016年2月28日“鳳”號盾構(gòu)機在同一豎井內(nèi)始發(fā)，承擔(dān)并行的約1.6公里的中水管線施工任務(wù)，“龍”“鳳”兩臺盾構(gòu)機并行掘進(jìn)。

小盾構(gòu)一天最快掘進(jìn)速度達(dá)20米，是傳統(tǒng)礦山法（暗挖法）施工速度的10倍，具有安全、高效、適應(yīng)性強的特點。豐雙鐵路距離盾構(gòu)始發(fā)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(gòu)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)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(gòu)憑借安全高速的優(yōu)點順利通過這一風(fēng)險源，僅此一項就比暗挖法施工節(jié)省成本近千萬元。

為加快暗挖施工效率，北京城建集團(tuán)土木部購置了暗挖臺車，用于暗挖工區(qū)建設(shè)。TWZ系列暗挖臺車是專門為隧道工程暗挖施工研發(fā)的專用設(shè)備，產(chǎn)品可適用于軟土、砂卵石、風(fēng)化巖等地層作業(yè)。設(shè)備采用外接動力電源，液壓驅(qū)動，履帶底盤行走。產(chǎn)品高效環(huán)保，結(jié)構(gòu)緊湊，機動靈活，能夠有效代替人工作業(yè)，大幅提高作業(yè)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(dǎo)管、破碎巖石、輔助支護(hù)等多種功能。利用暗挖臺車進(jìn)行暗挖法作業(yè)，每天進(jìn)尺可以達(dá)到原來的1.5倍。至此，結(jié)合盾構(gòu)法施工，槐麗管線項目工程全線實現(xiàn)機械參與作業(yè)，土木部地下管線建設(shè)產(chǎn)能層次再次升級。

進(jìn)入、鞏固、拓展地下管線建設(shè)這一全新的市場，需要積累掌握市政管線建設(shè)領(lǐng)域的核心技術(shù)和最新設(shè)備，形成核心競爭力，并持續(xù)保持活力。北京城建集團(tuán)正著眼未來，研發(fā)和及時更新地下管線工程全套技術(shù)體系，實施專利保護(hù)，提升精細(xì)化運營，深耕標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，放眼全球引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和尋求戰(zhàn)略合作機會，總結(jié)、萃取運營管理經(jīng)驗精華，不斷強化核心競爭力，綜合保障管線工程業(yè)務(wù)可持續(xù)性發(fā)展，以期穩(wěn)固占據(jù)市場制高點。