CSPI EXPO 2024展會見聞——LN-150在頂管施工中的應用

日本東京國際工程及建築機械展覽會（CSPI EXPO）是日本唯一的工程及建築機械展會，得到了眾多政府機構和行業協會的支持。該展會是展示創新產品、深層技術開發和最新趨勢的重要平台。

在本次展會中，眾多公司紛紛展示了基於Topcon LN-150放樣機器人的創新解決方案。其中，AKTIO Corporation公司的展台尤為引人注目，擺放了大量Topcon LN-150設備，吸引了眾多參觀者的目光。與AKTIO Corporation公司RS事業推進部的榎本先生深入交流後，了解到該公司巧妙地利用LN-150作為小尺寸隧道頂管施工的測量方法，展現了其卓越的技術實力和應用前景。

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大約75年前，日本首次引入了頂管施工方法。這是一種獨特的挖掘技術，通過在隧道豎井壁上安裝液壓千斤頂，並推動與挖掘機後部相連的推進管來挖掘。當推進一定距離後，縮短千斤頂的長度，增加推進管的長度，然後再次推動千斤頂，如此反複，直至完成下一個豎井的開挖。在整個過程中，長管從後麵被推動前進，這些管子在挖掘完成後可以原封不動地用作下水道管。

與盾構法相比，頂管施工方法不需要進行混凝土噴漿，因此在成本上更具優勢。此外，由於工人在開挖後無需進入狹窄的推進管道，這種方法大大提高了施工的安全性和效率。如今，頂管施工已成為日本在直徑介於10厘米至3米之間的小型隧道建設中的標準方法，廣泛應用於供水和汙水管道以及基礎設施管道的建設中。

然而，測量推進管是否按照設計前進，是一件非常困難的事。推進管道的測量工作通常由幾名測量人員負責，他們需要在直徑僅80厘米的狹窄管道中爬行數十米，有時甚至長達數百米。這是一個極度受限的空間，人們無法在其中坐立，隻能保持爬行的姿勢。

長時間在這樣的管道中進行測量工作，無疑是非常艱苦和危險的。這種“艱苦工作”導致許多年輕工人選擇離開這個行業，從而加劇了人口老齡化、勞動力短缺的問題。更為嚴重的是，隨著測量時間的增加，施工期往往會出現不必要的延誤，給項目的整體進度和效益帶來負麵影響。

為了解決這一問題，AKTIO Corporation公司開發了自動測量係統“Pipe Shot”，這款創新產品將工人從推進管道內的繁重工作中解放出來，實現了測量的自動化。它的出現引起了業界的廣泛關注，作為最新的頂管測量ICT技術，它為行業帶來了革命性的變革。

Pipe Shot的核心是由Topcon製造的LN-150放樣機器人，AKTIO根據自身的需求進行了定製，並命名為“Pile Navi”。顧名思義，Pile Navigator原本是一台專注於放樣的測量機器人，但Pipe Shot將其應用擴展到了頂管測量中。該係統通過在推進管中放置多台配備360棱鏡的LN150機器人，像中繼激光一樣，實現了同時多點測量，極大地提高了測量的效率和準確性。

在嫁接推進管的過程中，LN-150放樣機器人被直接安裝在管道內部。一旦安裝了LN-150的推進管開始向前移動，就不再需要測量人員進入隧道進行繁瑣的爬行測量。即使推進管存在彎曲，也能通過預先設定的LN-150放置位置，確保兩台儀器之間保持通視，從而保證了測量的準確性和效率。這一創新方法極大地減輕了測量人員的工作負擔，提高了施工效率。

榎本先生介紹道，通過使用Pipe Shot係統，客戶僅需1～2人便能在短短10至20分鍾內完成頂管測量。這一測量方法的一大優勢在於它無需停工，可以直接在施工過程中進行測量，因此采用Pipe Shot將顯著縮短整個施工周期。目前，對於可以連接的機器數量並沒有嚴格的限製，但從一個豎井到另一個豎井的推進工作距離是有限製的，通常大部分情況下都在500米左右。在一般情況下，會使用10～15台LN-150進行聯合測量，以確保測量結果的準確性和高效性。

據了解，此係統已在60多個項目中得到應用。當前，城市地麵交通因施工而擁堵的情況屢見不鮮，而地下商場、鐵路和道路網絡錯綜複雜。因此，每年為安裝基礎設施管道而從地麵開挖供水和汙水管道變得愈發困難。預計對高效推進方法的需求將持續增加，采用頂管施工（無開挖技術）進行管道鋪設的數量也將逐步增多。