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                貴南高鐵項目:科技攻關圍繞智能化施工轉

                時間: 2018-12-20  來源:中鐵十一局集團有限公司  【字體:

                最近,集團公司貴南高鐵6標項目(四公司托管)的幾個“小動作”,讓全線諸多同行和到此參觀調研的路內外專家十分驚訝:一個因承包項目工程而臨時組建的項目部,圍繞全面推進隧道智能化施工,相繼成立了7個工作室或管理中心。

                在他們研究的課題里,有的是科研機構和行業有關部門未曾涉足的;有的是困擾了建筑施工行業企業多年卻又束手無策的;有的將對我國鐵路隧道、高速公路隧道和城市地下工程全面推行智能化施工帶來變革性影響......

                令人欣喜的是,他們研究的這一系列課題,都已成功地運用都了都安隧道出口的標準化、信息化、智能化和機械化施工管理中。

                7個工作室(中心)鎖定7個難題

                2017年11月底,四公司副總經理兼集團貴南高鐵6標項目經理李俊率領部分管理骨干,從鄭萬高鐵智能化和信息化施工兩個試點隧道工地——杏橋坪隧道和高家坪隧道,匯聚到了位于廣西都安瑤族自治縣的貴南高鐵6標項目部。經過對都安境內喀斯特地貌特征和工程設計圖紙全面分析,他們把目光瞄準在圍繞都安隧道出口機械化、信息化和智能化施工一系列重大課題研究運用上。

                緊接著,圍繞目前我國隧道機械化、智能化和信息化施工的缺項,針對國內外隧道二襯施工普遍存在的質量通病,長大隧道智能化通風,如何保障鐵路質量安全紅線十條嚴禁規定在復雜地質施工環境下落實,如何把BIM技術與自主研發的混凝土二襯智能化臺車、二襯自動噴淋養護及檢測臺車、水溝電纜槽一體式鑿毛機、水溝電纜槽整體澆筑臺車和在線噪聲揚塵檢測系統融合,如何改變隧道地質災害信息預報依賴第三方卻又跟不上現場施工步伐,在監測“空檔期”出現的安全風險等科技攻關的路線圖和清單很快繪就出來。

                與各項科技攻關內容和突破節點清單相對應的是,以貴南項目(李?。﹦撔鹿ぷ魇液椭需F十一局技術(貴南項目)分中心為統領的“光偉”二襯臺車澆筑信息化系統工作室、貴南項目BIM中心、超前地質預報中心、貴南項目信息化管理研發平臺和貴南項目檢測中心等7個工作室或研究管理中心相繼掛牌成立。

                在項目經理李俊和總工程師袁中華率領技術骨干圍繞隧道機械化和智能化施工管理緊張攻關的同時,項目部黨工委副書記宋東升組織黨員群眾和后勤骨干成立科技攻關保障服務隊,為7個工作室(中心)提供后勤保障工作也是馬不停蹄。

                一個因項目工程建設而生的臨時性項目部成立7個工作室(中心)真的有必要嗎?能研究解決一個普通的問題就不錯了,更不用說研究解決隧道智能化施工面臨的一攬子難題了。筆者心想。

                在都安隧道出口,項目設備部長操光偉指著正在鑿毛的水溝—電纜槽—邊墻一體化鑿毛機告訴我們,隨著這種多功能鑿毛機投入使用,都安隧道出口就成功實現了全流程的標準化、機械化、智能化施工。

                操光偉介紹,由項目部自主研發的這種鑿毛機,具有自動行走、自帶噴淋降塵、鑿毛深度均勻和操作簡便等特點,工作效率是傳統鑿毛工具的8一10倍。

                當初,這個攻關項目立項的時候有人認為完全沒必要。水溝、電纜槽和邊墻鑿毛,又不是技術含量很高、施工難度大的活兒,用傳統的風動鑿毛或人工鑿毛也是一樣,只不過進度慢了一些。但項目經理李俊認為,科技攻關就是既要抓重點、難點、風險點和關鍵點,也要抓容易忽視的“馬虎眼”,像水溝電纜槽和邊墻鑿毛,傳統的鑿毛方法不僅進度太慢,容易拖工期的后腿,更重要的是鑿毛深淺不一,質量標準難以把握,水溝、電纜槽和邊墻新舊混凝土粘結不實,就容易留下隧道滲水的病害,從整體上影響高鐵隧道的質量。

                “我們搞科技攻關,不是以問題大小來選項,而是圍繞隧道標準化、機械化和智能化施工轉,圍繞解決智能化施工遇到的各種問題轉?!崩羁≌f。智能化是推進標準化落地,建設精品工程的“金鑰匙”,是規范現場管理,推行機械化施工,提高工作效率的關鍵,哪怕一個微不足道的問題,如果不解決,就難以翻過智能化這道坎兒。

                “光偉”專治隧道二襯空洞現象

                “光偉”系統,是由項目部設備部長操光偉為主創人員,項目經理李俊、總工程師袁中華、工程部長秦梨棚、質量部長焦賢福和建設、設計單位技術主管協同組成的科研攻關團隊,負責研發二襯臺車澆筑信息化系統??蒲行〗M的簡稱,就是以操光偉本人名字的后兩個字命名的。

                在立項攻關清單里,“光偉”二襯臺車澆筑信息化系統,直指國內外普遍存在的隧道拱頂空洞現象。

                近年來,在少數鐵路運營線上,隧道拱頂空洞引發的掉塊現象時有發生。為了從根本上解決傳統施工工藝無法破解隧道拱頂空洞和二襯混凝土掉塊等質量通病,防止高鐵運營過程中出現隧道拱頂混凝土掉塊危及行車安全,確保鐵路運營安全,“光偉”二襯臺車澆筑信息化系統工作室團隊,經過集中攻關和反復試驗,最終提出了二襯澆筑信息化系統一攬子方案。

                一是引入三維激光掃描處理系統,借此實現對監控量測數據的自動采集,以便核算混凝土實際使用量。在電腦控制終端輸入設計方量,通過流量傳感器測得混凝土的實際使用量,就能準確判斷二襯混凝土的飽滿程度。二是在二襯臺車拱頂加裝全自動插入式變頻振搗系統,減少拱頂局部混凝土堵塞帶來的脫空和裂紋,從根本上解決隧道拱頂空洞現象。三是在二襯臺車頂部加裝紅外線夜視內窺鏡系統,借助它的特殊功效對拱頂二襯混凝土灌注情況實施檢測和拍錄。四是在二襯臺車安裝排氣系統,防止混凝土二襯澆筑的時候因臺車內部空間密封增壓,氣泡無法順利排出造成的混凝土蜂窩麻面而影響外面效果。五是在二襯臺車上安裝流量傳感系統,通過流量感應元件,計算二襯混凝土澆注施工過程中實際方量,將實際澆筑量與三維激光掃描數據分析計算得出的方量進行比對,準確判斷二襯混凝土是否按照設計要求打滿。六是在二襯臺車上安裝溫度傳感系統,監測混凝土入模溫度和混凝土初凝期間的水化熱,借此精確分析混凝土初凝情況,為科學把握拱頂二襯混凝土澆注速度,適時調整混凝土澆注頻率提供依據......

                “光偉”二襯澆筑系統就像在二襯臺車上內置了CT體檢儀器,不但對二襯混凝土澆注前的初期支護情況通過三維激光掃描處理系統,將各種監控量測數據自動采集。對二襯混凝土方量核算出來后,借助電腦控制系統,自動輸入設計混凝土方量,與集成控制的壓力應變片、流量傳感器測出來的實際混凝土數量進行對比,監測二襯施工混凝土飽滿程度。在臺車模板上加裝全自動氣動式振搗系統后,一舉改變了傳統振搗方式。在拱頂部分加裝全自動插入式變頻高頻振搗系統,有效防止拱頂局部混凝土堵塞誘發的拱頂脫空(空洞)和裂紋現象,從根本上解決了隧道二襯拱頂混凝土施工空洞難題。而紅外夜視工業內窺鏡系統,對二襯臺車拱頂部分混凝土施工情況實施隨機檢測并適時將錄像資料自動儲存,以利今后調出分析,為在有效質量保證期內提供可追溯的原始資料信息......

                正是“光偉”二襯澆筑信息化系統的置入,賦予了二襯臺車以疏通、觀察、刻錄、信息反饋和儲存等功能,讓原本龐大、靜態、冰冷的二襯臺車變的像智能機器人一樣,凸顯出它的科學美、智能美、靈性美和人性美,從根本上改變了拱頂二襯混凝土灌注情況“燈下黑”的現象,施工管理人員不再像過去那樣面對隧道二襯拱頂空洞和混凝土蜂窩麻面現象束手無策。

                超前預報中心補齊致命短板

                讓廖國輝和貴南項目員工沒有想到的是,一個畢業后加盟四公司不到3個月的毛頭小伙兒,成了貴南高鐵項目部超前地質預報中心的首席部員。因為廖國輝的到來,項目部領導堅定了補齊隧道超前地質預報短板的決心和信心。

                超前地質預報,是在隧道掘進時,首先采用機械鉆探或地震波法等方法,對掌子面的前方以及周邊圍巖和地層結構情況做出超前預報。

                長期以來,所有涉及隧道施工的施工企業項目部,都是把超前地質預報監測工作以外包形式委托給專門的地質預報企業。從表面上看,外委監測既符合市場規律和企業管理規律,又減少了項目管理人員,還了卻了項目管理者的一樁心事兒,可謂是一舉多得。其實,擺在建設者面前的現實情況并不像理論推斷的那樣簡單可行和讓人放心。尤其是在巖溶發育、地質構造復雜多變、地下水豐富的南方,在超前地質預報外包的背后,絕大多數都隱藏著隧道施工安全風險的不確定性。

                由于我國地質監測預報一直處于買方市場,地質監測預報企業受人力資源緊張和其他因素影響,接受外包服務后,基本上都是定期派人到現場監測分析,難以滿足現場施工隨機監測的需求。隧道施工一旦遇到特殊復雜的地質環境,項目部往往又是干著急不出汗......

                貴南項目部在委托西北一家專業公司對都安、永順、永安隧道地質監測的同時,自己成立了超前地質預報中心,在每個與隧道施工有關系的管理隊和工班成立了超前地質預報小組,在項目部、管理隊和工班分別設立了首席部員、專兼職超前地質預報員,建立健全了貴南項目部超前地質預報運行機制。他們為每個隧道配備了與喀斯特地質環境相對應的多功能超前水平鉆、地質雷達和TSP隧道地質超前預報設備等,并把超前地質預報現場數據采集信息導入遠程信息監控系統,對所有的專兼職地質預報員進行專業培訓,形成了專門公司指導與項目部地質預報監測中心協同結合,專職預報員監測與現場兼職監測結合的縱向到底、全天候、信息化、智能化超前地質預報監測管理網絡體系。與隧道安全施工管理有關的各種信息和現場各種動異,都在遠程信息監管指揮掌控之中。

                項目部安全總監欽松介紹,正是圍繞隧道安全施工管理存在地質超前預報的瓶頸制約,采取專業公司與項目部超前地質預報中心協同監測指導相結合的方法,彌補了隧道施工超前地質預報監管的短板,跳出了單純依賴監測公司對隧道地質情況監測的套路,原來由于面臨著一類風險隧道永順隧道和二類風險隧道都安隧道施工安全帶來的巨大壓力才得以紓緩,現場安全管理才能做到駕馭自如,項目部進場之初提出的“不探不鉆絕不掘進開挖”的安全管理理念,才真正成了我們在永順、都安和永安隧道施工管理中堅持遵循的實踐規律。


                貴南項目特長隧道智能化通風認證會


                地質雷達在掌子面掃描分析圍巖巖溶發育情況


                通過TSP儀器監測隧道兩側的地質情況


                BIM中心技術人員正在調整云管理平臺


                工人在為二襯混凝土施工作準備


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