从零到一千五百亿——旋挖工法与地下连续墙技术在中国的发展与应用
太阳信息网| 2023-06-23 17:27:22

三十年前,唐玉文博士将旋挖工法和地下连续墙技术引进到中国时,中国在这两项技术方面的应用方面近乎空白。彼时,我国工程建设者进行大口径桩基施工时,多采用正循环和反循环钻机施工工法,该工法存在效率低、噪音大、泥浆污染严重等问题;而地下连续墙对于中国建设行业的工程技术人员而言,还是一个非常陌生的概念。

三十年后的今天,根据中国工程机械工业协会的报告,作为全球最大的旋挖钻机市场,中国2022年旋挖钻机销售额约112亿元人民币,用于地下连续墙施工的双轮铣槽机和液压抓斗销售额约为95亿元,两项加起来,旋挖钻机和地下连续墙设备市场规模达到207亿元每年。中国建筑业协会《中国建筑业发展报告》显示,2022年中国旋挖钻孔灌注桩施工服务市场规模约710亿元,地下连续墙施工服务年市场规模约650亿元。也就是说,旋挖钻孔桩和地下连续墙施的设备市场和施工服务市场加起来规模达到约1567亿元/年。

在这“从零到一千五百亿”的技术应用与市场发展进程中,唐玉文博士起到了关键性的推动作用。在研究中国岩土工程行业发展的过程中,笔者走访了包括三一重工、徐工机械、中联重科等世界工程机械制造业的领导者和中国建筑、中国中铁、中交建设等世界施工服务巨头,以及中国地质大学、清华大学、同济大学等学术机构的众多领导和专家,大家一致认为,唐玉文博士将旋挖工法和地下连续墙引进到中国,并大力推广,使这两项技术成为岩土工程行业的核心技术,占据了60%以上的市场份额,其对行业现代化的贡献是首屈一指的。

三十年来,中国不仅发展成世界上最大的建筑市场,同时涌现出大批世界级的设备制造和工程施工服务商。岩土工程是房地产和基础设施建设中的关键环节,其效率决定了建筑物的可靠性、安全性、稳定性。具体来说,专家们认为唐玉文博士在中国旋挖工法和地下连续墙技术领域实现了多项突破性贡献,给整个行业带来革命性变化。

唐玉文博士在武汉接受采访

一、旋挖工法推广与应用

1.替代传统工法

在20世纪90年代,国内桩基施工普遍依赖正循环和反循环钻机。唐博士敏锐捕捉到国际先进技术趋势,率先从国外引进旋挖钻机设备。以1998年北京东四环工程为例,其创立的西诺公司一举拿下九个标段的桩基工程,全部采用旋挖钻机施工。在实际施工中,相较于传统工法,旋挖钻机施工效率大幅提升。如在某标段,传统正循环钻机完成一根桩的施工平均需耗时2-3天,而旋挖钻机仅需半天至一天,成孔效率达到传统循环钻机的5-20倍。唐博士通过这一大型项目的成功实践,充分展现了旋挖工法的高效、环保优势,推动了行业技术的迭代升级。

2.行业标准制定与交流

为加速旋挖工法在全国的普及,唐博士于1997年发起“第一届全国旋挖钻机施工单位联谊会”并当选联谊会主席。在联谊会筹备过程中,唐博士积极联络国内外施工企业及设备厂商,吸引了如国内的中建、中铁等大型施工企业,以及意大利土力公司、三一重工等国内外知名设备制造商参与。通过搭建这一交流平台,各方共同探讨旋挖工法的技术细节、施工规范等问题。在施工规范方面,制定了从钻机进场调试、钻孔施工流程到成桩质量验收等一系列详细标准,包括规定旋挖钻机垂直度偏差应控制在0.5%以内、桩位偏差不超过50毫米等量化指标。同时,还分享了各自在不同地质条件下的施工经验,如在软土地层中如何控制钻进速度以防止塌孔,在硬岩地层中如何选择合适的钻头等。联谊会的成功举办,形成了行业技术推广联盟,极大地促进了旋挖工法在全国范围内的传播与应用。

3.技术本土化创新

针对中国复杂多样的地质条件,唐博士在旋挖钻机施工中开展了大量本土化创新工作。在硬岩地层施工时,传统旋挖钻机常面临成孔难题,效率低下。唐博士率领西诺公司技术人员通过优化工艺流程,研发出适合硬岩地层的特殊钻进工艺。例如,在钻头选型上,采用新型合金钻头,其耐磨性和破岩能力大幅提升;在钻进参数调整方面,根据岩石硬度实时调整钻进速度、扭矩和压力,实现高效破岩。减少排污成本和环境污染(如噪音等)60%以上。三是经济效益提高30%以上。

唐博士主持完成的天津津塔地下连续墙工程

二、地下连续墙技术创新

1996年,唐博士引入地连墙液压抓斗等先进设备,西诺公司成为国内首批具备地下连续墙施工能力的企业。在上海某地铁项目中,唐博士首次将地下连续墙技术应用于地铁站基坑支护。通过采用先进的液压抓斗设备,成槽精度和效率大幅提升。与传统基坑支护方法相比,地下连续墙施工速度更快,该项目基坑施工工期较原计划缩短了 35%。同时,由于其良好的防渗性能,有效解决了城市地铁施工中地下水渗漏问题,保障了施工安全和周边环境稳定,为地下连续墙技术在城市基建领域的大规模应用积累了宝贵经验。

1.复杂地质解决方案

面对断层破碎带及岩溶地层等复杂地质情况,唐博士采用冲击钻与抓斗式成槽机协同作业,先用方锤冲击钻对岩溶地层进行预处理,破碎较大的岩石块体,然后再用圆锤抓斗式成槽机进行精细成槽。通过实时监测槽壁稳定性,调整施工参数,成功攻克了塌孔、扩孔等技术难点。在该项目中,应用该工艺后,成槽施工效率较以往在类似复杂地质条件下提高了50%以上,同时有效提升了连续墙的施工质量与安全性,为复杂地质条件下的地下连续墙施工提供了可行的解决方案。

2.战略布局与工程实践

唐博士调整战略布局,将地下连续墙技术作为重点发展方向,承接北京侨福广场、天津津塔广场、北京地铁、天津地铁、杭州萧山国际机场等数十项标志性大型地连墙工程。天津津塔广场项目基坑深度大、周边环境复杂,对地下连续墙的施工技术和质量要求极高。唐博士通过采用高精度的成槽设备,确保成槽垂直度偏差控制在极小范围内;采用双机抬吊法进行钢筋笼吊装,保证了钢筋笼的安全下放。该项目的成功实施,验证了地下连续墙技术在大深度、高难度基坑支护中的可行性,也进一步提升了唐博士在地下连续墙施工领域的技术实力和行业影响力。

唐玉文博士的地下连续墙施工机械

三、行业生态构建

唐玉文博士领导西诺公司通过 “人才创品牌、品牌占市场” 战略,构建起涵盖设备研发、施工工法、人才培养的完整技术体系。通过一系列举措,推动 “地下工程专家” 品牌成为行业标杆,促进了产业链协同发展。

在人才培养方面,唐博士与中国地质大学、清华大学、同济大学等高校建立长期合作关系,设立实习基地,为学生提供实践机会。为整个行业培养了大量技术和管理人才,他们已经在行业内众多公司担任关键岗位。唐博士通过大力培养人才,提升了整个行业的竞争力。

如今,旋挖工法和地下连续墙技术已成为中国岩土工程行业的核心技术,占据岩土工程行业60%以上的市场份额。在唐玉文博士及众多行业参与者的共同努力下,中国不仅发展成世界上最大的建筑市场,还涌现出大批世界级的设备制造和工程施工服务商。这两项技术的普及与发展,为中国现代化城市建设和高效交通网络等基础设施建设,提供了高效、环保的工程解决方案,有力推动了整个行业的技术升级与快速现代化,形成年1500亿元的市场规模。唐振伟

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