聚力创新,贵南高铁隧道挖掘技术“一枝独秀”

河池日报-头条河池客户端 2021-03-12

  3月10日,来自成兰铁路公司多个标段施工单位的领导和技术人员来到中铁十一局集团有限公司贵南高铁广西段项目经理部(以下简称“项目部”)都安隧道建设工地,交流信息化工装建设,现场观摩技术领先的高铁隧道挖掘技术。

观摩活动现场。

  项目部经理袁中华说:“贵南高铁项目自上场以来,针对西南地区铁路高风险隧道的施工特点,以都安隧道为试点,在隧道机械化配套与辅助工装、二衬信息化浇筑系统、信息化系统研发应用上进行了深度探索与创新,研发应用了一批先进适用的隧道施工装备,有效防止了隧道二衬质量缺陷多发、施工现场信息化管理落实落地难等顽症。”(“二衬”是坑道施工中的一个术语,在坑道开挖时沿着掌子面向前开进,而其后已挖成的坑道四面则需要加固。“二衬”即是指经加固后的坑道四周仍需继续二次加固来做的工作。——编者注)

项目部经理袁中华现场介绍二衬信息化浇铸系统。

  据了解,中铁十一局集团长期致力于隧道机械化、信息化施工创新与实践,在京沈、黔张常、郑万等铁路项目上研发应用的隧道二衬成套施工技术、隧道机械化施工配套技术等重要成果,得到国铁集团高度肯定,在隧道机械化、信息化施工方面取得了明显的进步,呈现出“一枝独秀”的良好局面。

研发与配套——提升隧道施工工装配置水平

  袁中华介绍说,为了适应机械化施工需要,贵南项目对标行业最强装备水平,在全面应用超前水平钻、三臂凿岩台车、拱架安装机、湿喷机械手、液压仰拱栈桥、二衬钢筋定位台车、防水板自动铺挂台车、二衬信息化台车、自行式水沟电缆槽台车等先进机械设备的基础上,开展了系列工装设备自主创新研究及应用,使隧道内作业人员由传统的100多人减少到60多人,有效保证了各工序的均衡施工。

工作人员进行信息化浇筑系统演示。

  特别是项目部自主研发的“光伟”二衬混凝土浇筑系统具有极高的技术领先优势,该系统主要包括台车端头柔性搭接及应力控制装置、透明伸缩式挡头模、混凝土自动控制布料系统、全自动插入式变频高频振捣装置、三维激光扫描仪、流量传感器、排气溢浆装置、红外夜视工业内窥镜、视频监控系统、智能台车控制中心。通过各设备原件,采集数据,在控制中心进行大数据分析纠偏,有效地破解了混凝土不密实、拱部脱空等隧道质量难题,为后期贵南高铁安全运营提供了强有力的安全保障。

自主与攻关——提升隧道全工序机械化程度

  袁中华表示,项目部为提升都安隧道施工整体质量水平,重点在仰拱、二衬及二衬检测等方面研发了一批新的技术装备。

  使用仰拱自动振捣整平机械手,可在仰拱栈桥底部加装行走装置、振捣机械臂和激光定位整平装置,通过遥控器操作,实现仰拱及填充混凝土机械化振捣、自动化整平。有效解决传统施工时人工振捣劳动强度大、作业条件差、混凝土不密实、平整度差等问题,仰拱施工由原来的7人6小时缩短至2人3小时,深受一线工人的欢迎。

观摩人员攀上台车进行观摩学习。

  使用仰拱边墙自动布料机,利用仰拱栈桥主梁作为支撑滑道安装边墙自动布料机,布料机能纵向移动,横向输送混凝土,通过1人遥控操作即可,便捷高效,有效解决了传统施工时人工搬运溜槽劳动强度大,混凝土浇筑时间长、布料不均匀导致的边墙混凝土离析、强度不均匀、冷缝等质量问题,提高了工效。

  研发仰拱边墙自行式凿毛机,该设备可多角度旋转、喷淋降尘,行走灵活,操作简单,施工便捷,解决了传统的边墙混凝土人工凿毛劳动强度大、工效低、凿毛质量差、粉尘多等问题。凿毛一板(12m)仰拱边墙的工效由原来的4人1天缩短至1人30分钟,且质量合格率达到100%。

  研发了隧道二衬多功能雷达检测车,可自动行走,采用人工遥控指挥,检测1Km由原来的4人4小时缩减至1人2小时,且能实现二衬纵环向检测。降低了人工高空作业的安全风险,提高了检测精度和工作效率。

工程与实践——提升隧道二衬施工质量

  针对隧道施工易发生的二衬混凝土脱空、不密实,强度、厚度不足,施工缝顶裂掉块,防水板切割混凝土掉块,冷缝、渗漏水等质量问题,特别是在西南地区雨水多,岩溶、裂隙水发育的实际情况,项目部技术人员在京沈客专二衬成套施工技术的基础上,通过工装创新逐一研究解决措施,研发了二衬信息化浇筑系统,同时强化二衬施工质量全过程管理,二衬质量控制取得了显著成效。

观摩人员在录制小视频。

  为有效运用和监控隧道二衬信息化浇筑系统各组成模块运行情况,项目部设置台车控制中心,将组成模块的使用情况、采集的数据汇总于控制中心,实现数据自动采集,并进行系统分析。同时,可以通过控制中心操作界面直接启动、关闭和调整各模块工作模式,实现关键工序集中控制。根据一年多来的试验总结,系统运转流畅,已经被列为集团公司新上场铁路隧道项目必配工装,并即将在西成铁路甘青段建设工地全面推广。

科技与创新——信息化管理全面落地生根

  项目部在铁路工程管理平台整体架构下,结合项目自身质量安全管理实际,自主研发了项目部级信息系统,解决了项目部-施工现场-作业班组之间“最后一公里”管理难题。

施工人员在进行工程作业

  项目技术负责人操光伟介绍说,该系统有质量、安全、超前地质预报等模块,基于移动APP终端应用,承载 “一个核心、多级管控、三个集中、四控四管”的施工管理功能。“一个核心”就是以工程控制为核心,基于作业过程的精细化管理,紧扣施工工序管控;“多级管控”就是实现管理层与作业层职责明晰,项目各部室统一平台,协同工作;“三个集中”就是数据集中、管控集中、决策集中;“四控四管”,“四控”即进度控制、风险控制、质量控制、安全控制,“四管”即合同管理、物资管理、内部管理、工程管理。

  该系统功能具备较高的通用性,目前已运用在中铁十一局集团有限公司广汕、黄黄、杭温、甘青等项目,取得了较好的成效,并吸引多家铁路建设、施工单位,广西交投等路外单位到现场观摩学习。

  

作者:河池日报社融媒体首席记者 高东风 通讯员 覃启朗 宋东升


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