首台国产快速铺顶机助力我国大型长输管道建设

2021年8月29日，“京石邯”输气管道复线工程(1标段)南拒马河直铺管穿越工程顺利贯通。标志着我国首台自主研发的快速铺顶机首次在国内大型长输管道建设工程中正式得到应用并取得圆满成功，同时创造了国内直铺管施工穿越距离最长、穿越地质最复杂、出土角度最大等3项全国纪录。

首台国产快速铺顶机

 

项目概况 “京石邯”输气管道复线工程是推动河北地区产业结构升级和能源结构优化的重点工程，对于保障雄安新区供气、改善城市大气质量、提高人民生活水平、推动管道沿线地区社会经济可持续发展具有重大意义。南拒马河直铺管工程作为“京石邯”输气管道复线工程的控制性工程，主要穿越细砂层、粉质黏土层、粉土层和卵石层4种复合地层，长度为570m，出土角度为6°，管道直径1219mm，施工难度大。

通常情况下，该类工程会采用传统的顶管法或定向钻工法进行施工，但却存在一些弊端。其中，顶管法需要在始发井内安装管节并逐节顶进，顶进完成后再铺设管道，辅助工序繁琐，施工效率较低;定向钻工法不仅需要预先多次扩孔再进行管道回拖，极易出现塌孔风险，而且地层适应性也较弱。

针对传统工法的弊端，中国石油管道局将定向钻工法和顶管工法的优点进行融合，与铁建重工合作研制出了快速铺顶机，并创造了管道建设的新工法——直铺管工法。

设备介绍 快速铺顶机由掘进机和推管机2部分组成，其施工原理是利用与顶管施工类似的隧道掘进机进行隧道开挖，掘进机尾部与管道焊接连接，管道在推管机的作用下持续推入地层，实现了隧道开挖和管道安装同步完成，显著提升了工程的安全系数、施工质量和效率。该机1次可预铺设超千米管道，在该工程中最大班进尺达37m。

该铺顶机成功攻克了狭小空间液压传动系统散热、长距离动力输送、精准导向和快速安全推进等关键技术难题，实现了小直径掘进机长距离曲线精准快速施工。此外，该铺顶机还采用了多项新技术，例如：开创性地采用了泥浆散热系统，节能环保;应用了先进的惯性导航技术，成功解决了小直径长距离曲线铺管施工难题;配备了国产最大吨位(800t)的推管机，除能满足快速安全的推进需求外，还采用安全抱管推进技术，施工时不仅不会损伤管道防腐层，而且还可配合掘进机斜角入射始发，能够最大程度地利用地面空间。

此外，该推管机除可用于直铺管法施工外，还可用于传统的定向钻顶进，并已先后成功应用于中俄东线蓟运河、沙河等管道穿越工程。其中，在中俄东线天然气管道(安平—泰安)滹沱河定向钻穿越工程中，该推管机一次成功回拖1757m超长管道，创造了国内大管径(Ф1219mm)单次穿越距离最长的定向钻施工新纪录。

该铺顶机具有性能稳定、速度快、精度高等产品优势，既可广泛应用于下穿河流、公路、铁路等工况复杂的项目，也特别适合于长距离曲线隧洞等工程的快速掘进，可涵盖石油天然气管道、城市管廊、水利、电力隧道等施工领域。

作为1款全新的非开挖施工利器，该设备的成功研制，极大地丰富了我国非开挖领域的施工手段，也显著提升了长距离管道施工的机械化、智能化水平。

(通讯员 陈能诵 黄杰)

注：本文刊载于《市政技术》2021年第10期，第8页