隨著社會經濟的發展,國內城市化建設的不斷推進,城市交通需要建設大量的地下通道,包括地下人行通道、地鐵出入口、地下管線等地下隧道工程。而傳統的開挖式施工明顯違背了城市建設中的和諧環境,景觀保護的要求。因此,既不影響人民生活出行又能滿足環保要求的非開挖技術頂管施工工藝成為新城市化建設的需求。
隨著近年來非開挖頂管隧道技術的開發、研究與應用越來越受到各界的認同和重視,非開挖頂管隧道技術將在各大城市建設中得到應用和推廣,具有良好的發展前景。
目前國內頂管施工行業狀況:非開挖頂管施工企業眾多,包括很多私人施工隊伍,施工人員素質參差不齊,施工技術高低不一。行業缺乏有限的競爭體制,頂管施工的單價有高有低各有不同,惡性競爭激烈。如何才能使自己立足于非開挖頂管施工行業,并不斷發展壯大,成為國內非開挖領域的領頭羊?
廣東省基礎工程公司有了自己的一套成功經驗。上世紀八十年代末,我司率先在廣東地區進行頂管法施工進入頂管非開挖施工領域,公司歷來都非常重視頂管技術的研制和開發。在該施工領域擁有豐富的施工經驗,過硬的技術并且致力于培養在該領域的高素質的專業人才。并購置和自行研發二十多臺(套)頂管設備, 經過將近二十年的發展,我們完成了一批在頂管領域有影響的頂管工程,積累了豐富的施工技術、經驗、鍛煉和培養出一支具有高水平的專業頂管施工隊伍,同時成功邁向大截面矩型頂管施工。
深入行業調查研究
頂管施工設備發展需求。頂管施工的設備的使用需要根據不同地質、不同的要求使用不同的頂管設備。隨著我國科技的不斷發展進步,頂管施工所使用的設備的穩定性、安全性、先進性也越來越高。但目前頂管施工普遍存在到一個頂管工程后,施工企業一般都是直接到生產廠家購買設備,工程完工后,設備被放置,(不懂維修、保養改良,)或直接遺棄。當下一個工程出現時,因地質條件的部分差異又得從新購買設備,因為很多施工企業根本就沒有專業的維修隊伍。這中做法直接造成頂管施工企業承擔高額的成本費用,間接制約了頂管施工企業的長期發展。因此在施工企業中,擁有一批專業的保養、維修、改良、研發技術隊伍是十分的必要。其能根據不同的地質條件,對現有的頂管機進行維修改良,增強設備的適應性。甚至能根據特殊的條件研發出不同特點的設備應用于施工中。這不僅是施工企業的降低施工成本有效方法更是企業立足行業之本。
頂管技術發展的要求。近幾年來,隨著市政建設的高速發展特別是雙層隧道、過街八行地道、地鐵車站的進出口的聯通道、城市地下管線共同溝、引水和排水管道工程等這類大型地下隧道工程的發展。要求頂管施工不僅能在地理復雜多變的地質條件下適應更深的地下鋪設管道,穿越障礙物,穿越公路、鐵路,更要求其在結構的斷面尺寸上越做越大,同時為了提高地下空間的利用率和節約成本,往往把斷面形式做成矩形。這些城市化發展的需求對非開挖頂管技術的要求越來越高,所以要求施工企業必須擁有一支具有高水平的專業頂管施工隊伍。
施工模式的轉變。按照傳統模式,施工單位的施工圖由設計院出圖,施工單位只是按圖施工。但隨著市場的深入發展,非開挖技術施工要求高,施工質量和進程也將嚴密。傳統的施工模式不再適應市場和業主的要求。專業的施工,寶貴的一線施工經驗,設計一流的施工圖。目前在非開挖頂管施工工程中,已經出現了很多類似這樣的情況:由業主思路,根據自己的施工經驗和方法,合理設計施工圖。提高施工的施工進程和質量,節約成本和社會資源,創造更大的社會效益。因此這就要求頂管施工企業不只需要擁有豐富的施工經驗,更要有強大的設計能力,與時俱進,及時調整轉變自身的施工模式。
結合行業特點與自身發展
廣東省基礎工程公司通過對非開挖頂管行業的調查研究后,以高瞻遠矚的目光洞察出要立非開挖行業,除了發揚企業的更高、更強、更快、更讓人信賴的精神以外,還必須結合自身的實際,真正做到從單一的非開挖技術施工向集專業施工、自主研發、施工圖設計、制造于一身的綜合性施工單位出發,不斷提高自身的綜合能力。
深化企業設計。一是企業深化設計從業人員準入門檻。設計從業人員必須具備扎實的專業理論知識和豐富的現場施工實際經驗,了解建筑結構和非開挖施工設計要求,憝練掌握非開挖施工工程各類設計規范和施工驗收規范,熟悉深化設計的流程。因為這類人員是企業技術管理中堅力量,是企業施工管理能力的體現,所以必須具備設計人員的各項素質。
二是深化企業的設計能力。目前,大型的項目上,業主會用初步設計階段圖紙來進行施工招標,這類圖紙不能完全被作為施工圖紙來使用的依據,這就要求施工企業結合工程的實際通過與業主及設計院進行相應的溝通,對初步設計圖紙進行相應更正,根據更正設計的圖紙確定具體的實際工程量進行合理投標報價。如果沒有圖紙設計能力,則不無法準確判斷出具體工程量及工程造價,無法跟其它企業競爭,如讓設計院完成深化設計,則業主需增加費用,施工企業失去競爭優勢。這種實行施工圖設計與施工相結合的工程,對施工企業的具體設計要求高,但工程造價也比較高、附加產值更高,具有這樣能力的施工企業不僅可以獲得比其它施工企業更高的贏利,企業可在激烈的市場環境中處于有利位置,更可以增強自己在施工的行業中的知名度,增加企業自身的無形產值。
深化企業研發。高質量、環保、工廠化生產施工慢慢成為建筑業的發展方向,這就要求施工企業必須提高自身的科技含量,加大自主研發力度,形成對市場競爭力的殺手锏。施工企業要依靠科技進步,及時掌握了解非開挖市場的新技術、新要求、新變化,要及時應對變化帶來的企業內部資源的不足,通過加強科學研究、合作交流、設備更新、技術改造、大規模的人員培訓,在資源利用上提供有效支撐,解決新環境下,新工藝,新管理,新要求帶來的新變化。企業建立科技研發新機制,形成企業員工學科學、用科學,鉆研技術的良好風氣,成立科研小組、攻關科研小組,組織力量針對非開挖領域施工難點、設備進行科研攻關,充分調動廣大工程技術人員和員工開展科技攻關的積極性,逐步形成企業自主研發非開挖領域的專用機械設備產權和施工技術專利,結合施工企業胡實際情況,逐步從單一的施工向專業施工、自主研發、施工設計、生產制造的綜合性施工企業轉變。
引進工廠化生產。所謂工廠化生產是指建筑產品的模塊化和部品化,即構成建筑物的所有組成部分均可以在工廠里通過信息化、電子化、自動化等先進技術按照設定的工序和流程來制作完成,隨后通過運輸,現場安裝,最終使建筑物實現其使用功能,從而滿足客戶的需求。施工企業實行“工廠化”生產將是新興的生產技術體系。隨著設備技術的發展,施工企業工廠化施工最終走向智能化和自動化,工廠化施工降低勞動力的投入,減少企業的營運開支,提高施工進度和精度,從整體上降低了生產成本,保持了穩定的施工進度。并可以對研發的機械設備進行批量生產,用于銷售。可對非開挖專用機械設備進行快速的改良改進,在非開挖領域上,保障機械設備處于領先優勢。
工程案例分析
地鐵廣佛線【桂城站】過街隧道是連接桂城地鐵站D出口與凱德廣場沃爾瑪超市之間的人行通道,處于南海大道與南桂東路交匯處,穿越南桂東路。總長度43.5m,外包尺寸寬6m,高4.3m,覆土深度為5.2m。南海大道與南桂東路為桂城交通要道,車流人流密集。通道沿線分布有供水管、供氣管、排水管、通信電纜、電力電纜等,而且工程地質條件差,穿越的土質主要為<2-2>淤泥質粉細砂和<3-1>粉細砂,土層飽和松散,施工時易產生流砂、管涌和崩塌,震動時易產生液化,地下水位1.00~1.85m,使用以往的明挖施工方法,不僅嚴重影響周邊環境,而且拆遷量大、拆遷困難、影響面大,基本無法實施。由于明挖施工無法實施,我司組建了專門的研發團隊,先后投資近1500萬元研發具有自主知識產權的全斷面切削刀盤矩形頂管掘進設備。經過精心設計和技術攻關,矩形頂管機終于研制成功,具有自主研發的高精度、全自動、泥水平衡式矩形頂管掘進機。
雖然矩形頂管機的研制成功,但也面臨著施工的技術難題。其中包括:由于地處粉細砂層,達18m厚,含水豐富,水壓高,易發生涌砂涌水及地層液化、掘進機切削面坍塌、地面下沉現象;隧道覆土淺,地面車流量大;矩形頂管機為新設備、矩形管節為新產品、大斷面矩形頂管施工為新技術,其檢查驗收均無規范指引,如始發與到達控制、方向控制、阻力控制等。為此,公司成立了矩形頂管核心決策委員會,引進泥水壓力數字化顯示、泥水壓力精準控制、自動智能糾偏控制、頂管掘進機水下到達等先進技術。在專業的團隊攻關、專業的施工隊伍、領導的全力支持,廣佛地鐵【桂城站】矩形頂管過街隧道的順利貫通,開創了“佛山第一頂”的良好局面,拓展了國產矩形頂管設備在華南地區應用領域,為鑄就我司在華南地區矩形頂管研發與應用領域的領先地位提供了有力支撐。在這次的工程項目中,充分體現了一個施工企業的自主研發、生產制造、專業施工的綜合能力。
廣東基礎二十余載的頂管非開挖施工經驗以及近年成功集制造、設計于一體的創新模式,使得公司頂管工藝有了極大提升,為公司每年帶來了8億元的產值。近年,公司又大舉投入,引入了工廠化理念,在減少人工成本的同時,提高了利潤,僅僅2011年就實現了2000多萬元凈利潤。
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