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【每周话题】新工艺 新设备 桩工机械助力珠三角水资源配置工程

2020-05-25 09:33:52

【工程介绍】

【每周话题】新工艺 新设备 桩工机械助力珠三角水资源配置工程

珠三角水资源配置工程线路示意图

【中国路面机械网 原创报道】珠江三角洲水资源配置工程是国务院部署的172项节水供水重大水利工程之一,工程输水线路总长113公里,计划总投资约354亿元,是迄今为止广东省历史上投资额最大、输水线路最长、受水区域最广的水资源调配工程。2020年3月18日,珠江三角洲水资源配置工程开工后首台盾构机“粤海1号”在佛山顺德鲤鱼洲交通隧洞正式始发,标志着这项国家重大水利工程、粤港澳大湾区标志性项目正式进入盾构施工阶段。

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2020年3月18日,珠江三角洲水资源配置工程首台盾构机“粤海1号”顺利始发

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珠三角水资源配置工程A2标LG02#工作井航拍图

工程分为顺德段、广州段、东莞段、深圳段,管道工程全部为地下隧洞工程,广东水电二局股份有限公司(简称粤水电)目前参建项目是A2标(A2、A3、B2、B3联合体、试验段),A2标分为两个盾构始发井:一个是SD03号井,一个是SD02号井,盾构始发井内径为30.5米的圆形工作井,SD03号工作井作为工程全线最深的工作井,最深地下连续墙深达77.98米。由两条隧道组成,一条隧道长3公里,双线,隧道直径是6.28米,内径为5.4米,采用的是土压平衡盾构机进行掘进;2号井,井的直径是32米,井深是58米,采用两台6.28米的泥水平衡盾构机作业,隧道长度是3.5公里。A2标从2019年6月份开工以来,从征地拆迁、鱼塘回填、线路改迁、交通便道施工,到2019年的9月份2号井开始进行地下连续墙施工,2020年2月10号开始进行结构施工。主要工程包括1段总长6.452公里的双线输水隧洞;2座工作井(左右线共用),分别为SD02#工作井、SD03#工作井;1段总长2.470公里的鲤鱼洲交通洞。

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珠三角水资源配置工程A2标LG03#工作井施工现场 黄珠美摄

【施工难点】

珠江三角洲水资源配置工程输水线路穿越珠三角核心城市群,三角洲河网密布、软基深厚、地层起伏多变,工程地质和水文地质条件非常复杂;地面建筑密集,地下基础设施纵横交错,平均纵深达40米至60米,对变形控制要求极高,因此,施工难度非常大。

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珠三角水资源工程A2标成槽作业 李娟娟摄

珠三角水资源配置工程施工至少面临五大难点:一是施工工期非常紧,施工空间有限,导致无法同时作业;二是做SD03#工作井地下连续墙的时候,钢筋笼需要沉槽到77.98米深处,是粤水电做得最深的地下连续墙,也是在珠三角区域最深的地下连续墙;三是在小直径圆井基坑内实行盾构分体始发,工作难度非常大;四是盾构机掘进会下穿西江,过江是一个非常大的难点。西江的水位非常丰富,水系发达,地下水的水压压力非常大,一旦出现渗透,导致的直接后果可能是无法想像的;五是盾构机从SD02#工作井往SD01#工作井穿越大金山过程中,需要遇到200多米的花岗岩层,对盾构机的性能、刀具的要求、掘进技术的管理有很高要求。针对这些施工难点,项目施工方均制定了非常周密的应对及施工方案,目前相关工作正在积极推进之中。

【设备配置】

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珠三角水资源配置工程A2标挑灯夜战保进度 蒋明勇摄

主要是地下连续墙施工,配备的主要有盾构机、双轮铣槽机、旋挖钻机、成槽抓斗机、履带吊等设备。其中,被誉为桩工机械家族“奢侈品”的双轮铣,作为目前国际上先进的地下连续墙施工专用设备,通过更换不同类型的刀具即可在不同硬度地质中开挖,在复杂地层条件下的施工效率高、精度高、适应性强,而且对环境影响和污染小,被确定为主力设备并投入数十台,涉及的品牌有德国宝峨、意大利土力、徐工、上海金泰、三等;盾构机5台,两台海瑞克泥水平衡盾构机,一台中铁装备生产的双模式泥水平衡盾构机,两台中铁装备生产的土压平衡式盾构机旋挖钻机十多台,涉及的品牌有徐工、三一、山河智能、上海金泰、德国宝峨等;履带吊多台,涉及的品牌有三一、中联重科、山河智能等。

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上海金泰的油电混合动力SX50双轮铣正在施工中

施工中中外品牌同台竞技争奇斗妍,场面蔚为壮观,呈现出以下特点:(1))几乎囊括了所有双轮铣主要生产厂家品牌;(2))先后投入数十台双轮铣设备参与施工,工地上同时出现数十台双轮铣参与施工的场面以往很难看到,而在本次施工中却已司空见惯;(3)中外品牌同台竞技,既有德国宝峨、意大利土力、韩国三等国际知名品牌,也有徐工、三一、山河智能、上海金泰等国产品牌,国产双轮铣在施工中的表现令人刮目相看,SD03#工作井便是上海金泰SX50双轮铣的杰作;(4)先进的施工工法和施工工艺层出不穷,不断刷新施工纪录。

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数台三一挖掘机在珠三角水资源配置项目2#圆形工作井内施工

A2标段计划采用5台盾构机施工,一台由中铁装备生产的6980双模式泥水平衡盾构机;两台海瑞克6280泥水平衡盾构机,外径6.28米,内径5.4米,主要从2号井开始掘进到1号井,单线长3.5公里,双线长7公里;另外两台从SD03#工作井往SD02#工作井掘进,采用的是中铁装备生产的土压平衡盾构机,外径6.28米,内径5.4米,单线长3公里。另外,泥水平衡盾构机会用到自量系统,上面配有筛分机、压力机、调浆设备等,由北京康明克斯公司生产。还有一套环流系统,配套的有龙门吊、电瓶运输车等设备。地下连续墙施工采用2台三宝双轮铣槽机,2台山河智能16吨履带吊等设备。

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山河智能16吨履带吊在珠三角水资源配置工程现场

佛山某专业承包企业是全国最大的桩基础施工企业之一,本次工程中投入了7台双轮铣参与施工,包括4台宝峨BC40/MC96铣槽机和3台意大利土力SC-135双轮铣槽机,该企业有多名经验丰富的老专家组成的技术团队提供指导,组织了一支精干高效的施工团队,并为每台设备准备了100万元的配件,确保施工的顺利进行。

广州某专业承包企业此次投入了3台上海金泰的SX50双轮铣。据上海金泰副总经理徐峰介绍,该公司针对特殊的地质工况,事先做了详细的地质报告的分析,针对性地进行刀盘、扭矩的设计与调整;在广州建立了备用铣轮中心,把所有的维保工作全部处理在前端;针对特殊工况由厂家派出技术人员进行全程服务指导。同时,该公司也租赁了多台土力的SC-135双轮铣槽机,土力的售后服务人员可以为广州深大提供及时有效的服务。

深圳某专业承包企业投入了两台宝峨BCS40双轮铣槽机、一台BG38旋挖钻机、一台三一重工SR425C10-SR旋挖钻机共4台高性能设备参与施工。进场前该公司与甲方及时沟通,进行地质布勘,掌握了当地的地质情况;组建了最精干的施工团队;在施工中选用最好施工材料,从而确保施工的顺利进行。

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在珠三角水资源配置项目中正在施工的三一大型履带吊

广州某专业承包企业在珠三角水资源配置工程GS08#工作井建设中投入了土力SC-135和徐工XTC80/85双轮铣各一台,针对当地的地质工况制定了针对性的施工解决方案,在设备的维护保养及故障排除等方面都比较及时。

上海某专业承包企业此次承担了A6标12#工作井的施工任务,投入了徐工XTC100和土力SC-135双轮铣各一台,一台山河智能SWDM360H旋挖钻机,该项目负责人对徐工、山河智能和土力的设备性能表示非常满意,表示进场前该公司组建了近60人的施工及后勤保障服务团队,并对工程的进度及施工方法做了周密部署。

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徐工XTC100双轮铣在珠三角水资源配置工程现场施工

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参与珠三角水资源配置工程施工的山河智能SWDM360H旋挖钻机

【施工案例】

案例1:广州某承包企业承担的A2标段SD03#工作井是全线工程中深度最深、难度最大的标段之一。该地段地层情况是:0~30米为砂层和淤泥层,30~50米是强风化泥质粉砂岩,50~78米为中风化和微风化泥质粉砂岩。在这样的地质条件下“抓铣”结合的施工工艺很容易产生糊轮等问题,经过现场项目部与金泰工法所研究人员研究后决定,使用金泰SH36旋挖、SG60A抓斗、SX50双轮铣三种工法的组合工艺来施工。在组合施工中,首先由抓斗开槽至30m,然后使用钻头孔径为1m的旋挖引孔引至50~60m(单边引两孔)后抓斗再成槽至50米,最后由金泰油电混合动力SX50双轮铣直接铣至深度为75.5~78m的槽底。三管齐下,效果一步到位。

上海金泰副总经理徐峰:A2标段SD03#工作井是铣槽深度最深的工作井,不仅施工难度大,而且地形也非常复杂,为了确保施工进度,我们配合客户做了大量工作。一是建议客户购买SX50油电混合动力双轮铣,这是金泰扭矩最大、效率最高的双轮铣;二是结合当地工况,采取“钻、抓、铣”相结合的组合工艺施工,使用旋挖钻引孔、连续墙抓斗开槽,再用双轮铣铣其最坚硬的岩石部分,取得了良好的施工效果,得到了业主的高度评价。

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珠江三角洲水资源配置项目SD03#工作井工程

上海金泰SX50双轮铣创下78米超深地连墙佳绩,刷新国产双轮铣的成槽深度

案例2:在广州某专业承包企业参建的B3标段GS08#工作井地连墙施工任务,该工作井地层从上到下依次为杂填土、砂质粘土、中粗砂层、泥质粉砂岩全风化层、强风化层和中、微风化层。平均26米左右进入泥质粉砂岩中风化层,入岩厚度最大40米,岩石强度平均20MPa。岩石强度虽然不大,但岩性为泥质粉砂岩,且入岩厚度大,施工过程中容易出现糊轮现象。为此一序槽采用土力和徐工大功率抓斗,尽可能减少全风化层、强风化层等易糊轮地层,二序槽采用旋挖钻引孔,减少糊轮几率;该工作井外径为32.2米,连续墙弧度较大,套铣法施工二序槽容易产生向外垂直度偏差等问题。为此,广州鑫桥在专家团队的帮助下采取了三种方法:其一通过旋挖钻引孔起到引导孔作用;其二通过控制岩土交界面的开挖负荷,保证入岩初始阶段垂直度;其三在入岩初始阶段增加超声波检测,及时据实测数据纠偏。

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在珠三角水资源配置工程中施工的宝峨设备

【用户点评】

广东水电二局股份有限公司珠江三角洲水资源配置工程土建施工A2标项目部副总工程师:双轮铣槽机的成槽效率非常高,安全性能好,操作便利,对我们项目前期地下连续墙的施工做出了很大贡献;山河智能的履带吊轻便、反应速度快,操作便利,安全可靠。

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在珠三角水资源配置工程中施工的土力设备

广州某专业承包企业:金泰铣槽机在作业效率与精度、性能稳定与维护成本等方面,通过两年半使用和本项目的实战考验,认为完全可以和进口品牌一决高下。一是作业精度高:A2标SD03#工作井是全线最深(77.98m)的工作井,其垂直度是项目的重点也是难点,全部槽段(及套铣槽段)均能一次验收合格; 二是作业效率高:B4标10号(59.7m)的工作井,有巨厚(43m)弱风化含砾粗砂岩、砂砾岩,岩石坚硬,业主原要求采用两台进口设备,后采用两台金泰铣槽机(SX40、SX40A),结果比总包要求提前15天完成;三是性能稳定:金泰铣槽机切削马达保修2000小时,进口铣槽机切削马达保修750-1500小时;四是维护成本低,在同一项目维护成本,进口铣槽机需要30-50万,金泰铣槽机仅要10-20万;加上国产装备的优势,能做到“急时有求必应”,使用过程中让我们更加“省心”。

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在珠三角水资源配置项目中施工的成套金泰设备

佛山某专业承包企业:宝峨的设备比较稳定,故障率低,垂直度从操控性和传感器等方面来说比较精准,容易操作,便于维护,施工效率很高。

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正在珠三角水资源配置项目中施工的液压抓斗机 李健摄

深圳某专业承包企业:关于宝峨:宝峨的设备非常稳定,质量好,油耗低,保值率高,故障率低不耽误事,一向是我们选择施工设备的首选。关于国产工程机械:国产工程机械的制造水平提高很多。从产品研发、技术创新、售后服务以及施工稳定性都很不错,其中三一重工表现尤其出色。

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珠三角水资源配置工程最深地下连续墙施工

广州某专业承包企业:目前土力SC-135在B3标段GS08#工作井地下连续墙施工中,共完成一期槽5幅、二序槽1幅,综合在其他项目各种地层条件下的施工表现,土力设备在花岗岩、灰岩等坚硬岩层的铣槽能力相对速度更快。

上海某专业承包企业:徐工XTC100双轮铣的性能很稳定,能适应各种工况施工,作业效率高,服务及时周到。山河智能旋挖钻机的性能也相当不错,好用。

【后记】重点工程往往是检验设备的试金石!能够参与到珠三角水资源配置工程施工的设备当然是经过千挑万选的优秀设备,它们通过施工现场的检验交出了一份满意的答卷。

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