CSPI EXPO 2024展会见闻——LN-150在顶管施工中的应用

日本东京国际工程及建筑机械展览会（CSPI EXPO）是日本唯一的工程及建筑机械展会，得到了众多政府机构和行业协会的支持。该展会是展示创新产品、深层技术开发和最新趋势的重要平台。

在本次展会中，众多公司纷纷展示了基于Topcon LN-150放样机器人的创新解决方案。其中，AKTIO Corporation公司的展台尤为引人注目，摆放了大量Topcon LN-150设备，吸引了众多参观者的目光。与AKTIO Corporation公司RS事业推进部的榎本先生深入交流后，了解到该公司巧妙地利用LN-150作为小尺寸隧道顶管施工的测量方法，展现了其卓越的技术实力和应用前景。

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大约75年前，日本首次引入了顶管施工方法。这是一种独特的挖掘技术，通过在隧道竖井壁上安装液压千斤顶，并推动与挖掘机后部相连的推进管来挖掘。当推进一定距离后，缩短千斤顶的长度，增加推进管的长度，然后再次推动千斤顶，如此反复，直至完成下一个竖井的开挖。在整个过程中，长管从后面被推动前进，这些管子在挖掘完成后可以原封不动地用作下水道管。

与盾构法相比，顶管施工方法不需要进行混凝土喷浆，因此在成本上更具优势。此外，由于工人在开挖后无需进入狭窄的推进管道，这种方法大大提高了施工的安全性和效率。如今，顶管施工已成为日本在直径介于10厘米至3米之间的小型隧道建设中的标准方法，广泛应用于供水和污水管道以及基础设施管道的建设中。

然而，测量推进管是否按照设计前进，是一件非常困难的事。推进管道的测量工作通常由几名测量人员负责，他们需要在直径仅80厘米的狭窄管道中爬行数十米，有时甚至长达数百米。这是一个极度受限的空间，人们无法在其中坐立，只能保持爬行的姿势。

长时间在这样的管道中进行测量工作，无疑是非常艰苦和危险的。这种“艰苦工作”导致许多年轻工人选择离开这个行业，从而加剧了人口老龄化、劳动力短缺的问题。更为严重的是，随着测量时间的增加，施工期往往会出现不必要的延误，给项目的整体进度和效益带来负面影响。

为了解决这一问题，AKTIO Corporation公司开发了自动测量系统“Pipe Shot”，这款创新产品将工人从推进管道内的繁重工作中解放出来，实现了测量的自动化。它的出现引起了业界的广泛关注，作为最新的顶管测量ICT技术，它为行业带来了革命性的变革。

Pipe Shot的核心是由Topcon制造的LN-150放样机器人，AKTIO根据自身的需求进行了定制，并命名为“Pile Navi”。顾名思义，Pile Navigator原本是一台专注于放样的测量机器人，但Pipe Shot将其应用扩展到了顶管测量中。该系统通过在推进管中放置多台配备360棱镜的LN150机器人，像中继激光一样，实现了同时多点测量，极大地提高了测量的效率和准确性。

在嫁接推进管的过程中，LN-150放样机器人被直接安装在管道内部。一旦安装了LN-150的推进管开始向前移动，就不再需要测量人员进入隧道进行繁琐的爬行测量。即使推进管存在弯曲，也能通过预先设定的LN-150放置位置，确保两台仪器之间保持通视，从而保证了测量的准确性和效率。这一创新方法极大地减轻了测量人员的工作负担，提高了施工效率。

榎本先生介绍道，通过使用Pipe Shot系统，客户仅需1～2人便能在短短10至20分钟内完成顶管测量。这一测量方法的一大优势在于它无需停工，可以直接在施工过程中进行测量，因此采用Pipe Shot将显著缩短整个施工周期。目前，对于可以连接的机器数量并没有严格的限制，但从一个竖井到另一个竖井的推进工作距离是有限制的，通常大部分情况下都在500米左右。在一般情况下，会使用10～15台LN-150进行联合测量，以确保测量结果的准确性和高效性。

据了解，此系统已在60多个项目中得到应用。当前，城市地面交通因施工而拥堵的情况屡见不鲜，而地下商场、铁路和道路网络错综复杂。因此，每年为安装基础设施管道而从地面开挖供水和污水管道变得愈发困难。预计对高效推进方法的需求将持续增加，采用顶管施工（无开挖技术）进行管道铺设的数量也将逐步增多。