西半球最长的钢套管顶管隧道|始发井|竖井|钢套管|隧道|顶管|顶进

港岛输水管道是美国佛罗里达州坦帕市污水处理系统的重要管道。它于1951年投入使用，将超过1500万加仑的废水（占全市废水总量的30%）从希尔斯伯勒河走廊输送到位于胡克斯角的霍华德库伦高级废水处理厂。

自1976年以来，坦帕市已经更换和迁移了几段输水管道，并对克劳斯街泵站进行了升级。由于约9,000英尺的原始管道状况不断恶化，市政官员开始实施港岛输水管更换设计施工项目。

Kimmins承包公司是当地一家备受尊敬的土木工程承包商，该公司已成立100周年。Kimmins与Wade Trim合作提供工程和设计服务。该项目的关键部分是安装从克劳斯泵站到霍华德库伦高级废水处理厂的约9,000英尺长、直径48英寸和54英寸的输水管道。

项目介绍

其难点在于要在水下长距离穿越伊博尔掉头区。我们设计了一条3,156英尺、直径78英寸的钢制套管顶管隧道，铺设在伊博尔掉头区下方，以减少管道长度和对当地企业和居民的影响。套管内将安装一条直径54英寸载体玻璃钢输水管，连接伊博尔掉头区的西端和东端。

为了设计和建造这条微型隧道，Kimmins选择与瓦德奈非开挖服务公司(VTS)合作。VTS是一家专业的工程总承包商，已有60多年的历史。VTS于1993年进入顶管隧道业务领域，此后一直在进行顶管隧道建设。截至2022年底，VTS已在美国大部分地区安装了265,000英尺的微型隧道。

项目概述

VTS的工作范围包括通过顶管施工法设计、提供和安装外径78英寸的钢套管，单程长度为3,156英尺，同时为新的污水管道安装54英寸的玻璃纤维增强聚合物砂浆(FRPM)承压管。VTS还负责设计和安装位于伊博尔掉头区两侧深约80英尺的两个工作井。始发井的内径为40英尺，接收井的内径为20英尺。顶管隧道主要安装在掉头区下方的石灰岩、粘土和致密沙土中。整个隧道线路位于坦帕湾水面以下约60英尺处。

始发井和接收井于2022年8月底完工。

顶管机MTS 1970于2022年9月初始发。顶管机设计为五件式机器——带有通往工作面通道和铰接转向接头的刀盘、二级转向接头（用于在遇到松软地质时协助转向）、可容纳三人的减压舱、减压操作室部分和顶管机动力装置部分，设备总长53英尺。该项目的顶进系统是在始发井中部署的MTS1250吨分度框架，由六个中继间辅助，每个中继间的推力为1000吨。隧道的润滑工作由MAT SCC-12-C胶体混合设备和78个自动润滑站完成。VTS部署了一台大型Derrick分离设备和一台7200型大碗式离心机，并与一台大型Kubco离心机协同工作。整个穿越过程严格使用水基泥浆，不使用膨润土。

就在隧道掘进开始步入正轨的时候，飓风伊恩横空出世，于2022年9月28日突袭坦帕。VTS团队在48小时内做了大量准备工作，拆除了大部分顶部设备，并用钢制隔板焊接了隧道，预计竖井将被淹没。幸运的是，风暴在坦帕以南约100英里处转向东方。风暴登陆地区遭受了巨大的破坏。施工场地相对安然无恙，并在大约一周后恢复了工作。

顶管机在接近掘进终点时遇到了粘土、石灰石和片麻岩等不同地质，整个掘进过程中的掘进量也不尽相同。在长达3,156英尺的掘进过程中，没有更换切削刀具。润滑计划周密，执行得当，因此在顶进作业期间，顶进负荷极低，约为550至 700吨。最令人印象深刻的是，中继间直到设备恢复作业过程中才启动。