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京張高鐵 科技讓高鐵施工更智慧

2018-04-26 來源:人民鐵道網-人民鐵道報 作者:劉福昌
本文摘要:滿園春色,百花爭艷。2022年北京冬奧會基礎配套工程京張高鐵正在加緊施工,BIM、可視化、大數(shù)據(jù)等一批高科技和新技術得到普遍應用,形成科技創(chuàng)新的澎湃動力,為京張高鐵驚艷世界再添亮色。

 



  滿園春色,百花爭艷。2022年北京冬奧會基礎配套工程京張高鐵正在加緊施工,BIM、可視化、大數(shù)據(jù)等一批高科技和新技術得到普遍應用,形成科技創(chuàng)新的澎湃動力,為京張高鐵驚艷世界再添亮色。

  筆者走進全線唯一的盾構隧道——中國鐵建十四局集團施工的清華園隧道,感受不一樣的工地、不一樣的創(chuàng)新成果。

  整潔現(xiàn)場超出想象

  4月15日9時許,在中鐵十四局集團京張高鐵1標項目部黨工委書記胡建華的引領下,筆者沿著3號豎井向下行走17米多深,到了隧道始發(fā)點,坐上電瓶車,直奔掘進現(xiàn)場。

  洞內光線通明柔和,空氣清新自然,和以往礦山法施工的隧道環(huán)境截然不同。胡建華解釋,這是因為隧道開挖不用鉆孔放炮,管片、邊箱涵都是在工廠預制生產,直接在隧道“拼裝”,運送物品的車輛全部為電動車輛,同時壓縮機源源不斷地向洞內輸送新鮮空氣。

  隧道洞壁上發(fā)出叮叮當當?shù)捻懧?。項目部總工程師陳爽說:“這是機器開挖出來的卵石,在外運過程中與出漿管發(fā)生的碰撞聲,說明前方機器正常運轉。我們還就喜歡聽這聲音,如音樂一般。如果長時間聽不到它,心里會犯嘀咕,怎么停下來了?”

  電瓶車大概行駛了一刻鐘的工夫,就到了掘進現(xiàn)場,只見一臺大型機器騎在兩條鋼軌上。身著橘紅色工作服的工人操作手中的遙控裝置,將管片輕輕吊起,再緩緩落在臺車上,平穩(wěn)運輸?shù)秸谱用?,被拼裝臺車上的真空吸盤一塊一塊地“吸”起來,然后拼裝成環(huán),環(huán)環(huán)相扣,嚴絲合縫。

  每環(huán)管片重達100噸,由9塊組成,牢牢地扣成一個圓環(huán),形成了隧道堅韌的“盔甲”。管片運輸、安裝,全部實現(xiàn)機械化作業(yè),兩名工人配合一下,用電動扳手將螺栓上緊加固,整個過程一氣呵成、流暢快捷。

  操控室是一間門窗緊閉、安裝有空調的特殊房間,兩名身著藍色工裝的小伙子正全神貫注盯著前方大屏幕上的數(shù)字,還時不時按動不同的鍵盤,像航天員一樣表情專注而自信。

  盾構機長張新杭說:“我們這有兩臺盾構機,人員兩班倒,一名機長,一名機長助理,8名盾構機操作手,清一色的‘90后’。”

  清華園隧道是京張高鐵唯一采用盾構法施工的隧道,是目前北京市直徑最大的盾構隧道,開挖直徑12.64米,單洞雙線。

  盾構機被命名“天佑號”,實際上是一臺智能機器人,自動化程度高、施工速度快、一次成洞,功效比傳統(tǒng)施工方法提高8倍到10倍,3個月掘進完成1000多米。

  “大直徑盾構隧道的優(yōu)越性已經顯現(xiàn)。”胡建華說。隧道管片生產實現(xiàn)了工廠化、全自動、智能化、信息化、標準化,原材料采購、鋼筋加工、混凝土拌制全部實現(xiàn)定制化、可追溯。

  隧道在地下實現(xiàn)自由穿梭

  為什么清華園隧道采用盾構法施工?項目負責人趙海濤說:“隧道全長6公里多,位于北京市海淀區(qū),是目前國內位于城市核心區(qū),穿越地層最復雜、重要建筑物最多的國鐵單洞雙線大直徑盾構高風險隧道。”

  隧道長距離并行地鐵13號線;上穿、下穿、側穿規(guī)劃中的12號、10號、15號線等3處地鐵;穿越5條主要市政道路、70余條重要市政管線,距離最近構筑物的距離僅1.93米,特級風險源就達12個。

  “為使施工和管理更智慧,使隧道在極端復雜的地下環(huán)境中自由穿越,我們投入力量開發(fā)可視化智慧施工系統(tǒng)。”項目部副總工程師劉磊擔負攻堅任務。這一系統(tǒng)包括施工參數(shù)、過程監(jiān)測、地質預測、周邊建筑物數(shù)字化等,實現(xiàn)全過程可視化動態(tài)管理。

  劉磊打開手機上專用APP給筆者看,盾構機掘進的各種參數(shù)一覽無余,有授權就可以發(fā)出指令。

  盾構機搭載了幾千個傳感器,具有感知、修正和自動調節(jié)的功能,設備狀況、地下工作情況等數(shù)據(jù),經互聯(lián)網同步傳送至上千公里之外的南京,在那兒,中鐵十四局集團建有全國大盾構數(shù)據(jù)指揮中心,盾構專家24小時提供遠程監(jiān)控和技術服務。

  今年2月初,南京的數(shù)據(jù)中心發(fā)現(xiàn)第二臺盾構機掘進參數(shù)異常,他們立即通知現(xiàn)場停機檢查。

  “結果發(fā)現(xiàn)有8把邊緣刀磨損嚴重。專家組在現(xiàn)場召開分析會,然后又歷時一個月設計、制造出新式刀具。”盾構經理趙斌說。

  “比如,通過點擊系統(tǒng)中的3D控件就可以輕松生成三維地層剖面圖,掌握地質信息,做好應對預案。”劉磊說,“我們24小時對清華園隧道海量數(shù)據(jù)進行處理分析,使風險始終處于可控狀態(tài)。”

  千帆競渡,勇進者勝。創(chuàng)新,伴隨著中國高鐵前進的步伐,也加快了京張高鐵的建設速度。

 

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京張高鐵 科技讓高鐵施工更智慧

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  滿園春色,百花爭艷。2022年北京冬奧會基礎配套工程京張高鐵正在加緊施工,BIM、可視化、大數(shù)據(jù)等一批高科技和新技術得到普遍應用,形成科技創(chuàng)新的澎湃動力,為京張高鐵驚艷世界再添亮色。

  筆者走進全線唯一的盾構隧道——中國鐵建十四局集團施工的清華園隧道,感受不一樣的工地、不一樣的創(chuàng)新成果。

  整潔現(xiàn)場超出想象

  4月15日9時許,在中鐵十四局集團京張高鐵1標項目部黨工委書記胡建華的引領下,筆者沿著3號豎井向下行走17米多深,到了隧道始發(fā)點,坐上電瓶車,直奔掘進現(xiàn)場。

  洞內光線通明柔和,空氣清新自然,和以往礦山法施工的隧道環(huán)境截然不同。胡建華解釋,這是因為隧道開挖不用鉆孔放炮,管片、邊箱涵都是在工廠預制生產,直接在隧道“拼裝”,運送物品的車輛全部為電動車輛,同時壓縮機源源不斷地向洞內輸送新鮮空氣。

  隧道洞壁上發(fā)出叮叮當當?shù)捻懧?。項目部總工程師陳爽說:“這是機器開挖出來的卵石,在外運過程中與出漿管發(fā)生的碰撞聲,說明前方機器正常運轉。我們還就喜歡聽這聲音,如音樂一般。如果長時間聽不到它,心里會犯嘀咕,怎么停下來了?”

  電瓶車大概行駛了一刻鐘的工夫,就到了掘進現(xiàn)場,只見一臺大型機器騎在兩條鋼軌上。身著橘紅色工作服的工人操作手中的遙控裝置,將管片輕輕吊起,再緩緩落在臺車上,平穩(wěn)運輸?shù)秸谱用?,被拼裝臺車上的真空吸盤一塊一塊地“吸”起來,然后拼裝成環(huán),環(huán)環(huán)相扣,嚴絲合縫。

  每環(huán)管片重達100噸,由9塊組成,牢牢地扣成一個圓環(huán),形成了隧道堅韌的“盔甲”。管片運輸、安裝,全部實現(xiàn)機械化作業(yè),兩名工人配合一下,用電動扳手將螺栓上緊加固,整個過程一氣呵成、流暢快捷。

  操控室是一間門窗緊閉、安裝有空調的特殊房間,兩名身著藍色工裝的小伙子正全神貫注盯著前方大屏幕上的數(shù)字,還時不時按動不同的鍵盤,像航天員一樣表情專注而自信。

  盾構機長張新杭說:“我們這有兩臺盾構機,人員兩班倒,一名機長,一名機長助理,8名盾構機操作手,清一色的‘90后’。”

  清華園隧道是京張高鐵唯一采用盾構法施工的隧道,是目前北京市直徑最大的盾構隧道,開挖直徑12.64米,單洞雙線。

  盾構機被命名“天佑號”,實際上是一臺智能機器人,自動化程度高、施工速度快、一次成洞,功效比傳統(tǒng)施工方法提高8倍到10倍,3個月掘進完成1000多米。

  “大直徑盾構隧道的優(yōu)越性已經顯現(xiàn)。”胡建華說。隧道管片生產實現(xiàn)了工廠化、全自動、智能化、信息化、標準化,原材料采購、鋼筋加工、混凝土拌制全部實現(xiàn)定制化、可追溯。

  隧道在地下實現(xiàn)自由穿梭

  為什么清華園隧道采用盾構法施工?項目負責人趙海濤說:“隧道全長6公里多,位于北京市海淀區(qū),是目前國內位于城市核心區(qū),穿越地層最復雜、重要建筑物最多的國鐵單洞雙線大直徑盾構高風險隧道。”

  隧道長距離并行地鐵13號線;上穿、下穿、側穿規(guī)劃中的12號、10號、15號線等3處地鐵;穿越5條主要市政道路、70余條重要市政管線,距離最近構筑物的距離僅1.93米,特級風險源就達12個。

  “為使施工和管理更智慧,使隧道在極端復雜的地下環(huán)境中自由穿越,我們投入力量開發(fā)可視化智慧施工系統(tǒng)。”項目部副總工程師劉磊擔負攻堅任務。這一系統(tǒng)包括施工參數(shù)、過程監(jiān)測、地質預測、周邊建筑物數(shù)字化等,實現(xiàn)全過程可視化動態(tài)管理。

  劉磊打開手機上專用APP給筆者看,盾構機掘進的各種參數(shù)一覽無余,有授權就可以發(fā)出指令。

  盾構機搭載了幾千個傳感器,具有感知、修正和自動調節(jié)的功能,設備狀況、地下工作情況等數(shù)據(jù),經互聯(lián)網同步傳送至上千公里之外的南京,在那兒,中鐵十四局集團建有全國大盾構數(shù)據(jù)指揮中心,盾構專家24小時提供遠程監(jiān)控和技術服務。

  今年2月初,南京的數(shù)據(jù)中心發(fā)現(xiàn)第二臺盾構機掘進參數(shù)異常,他們立即通知現(xiàn)場停機檢查。

  “結果發(fā)現(xiàn)有8把邊緣刀磨損嚴重。專家組在現(xiàn)場召開分析會,然后又歷時一個月設計、制造出新式刀具。”盾構經理趙斌說。

  “比如,通過點擊系統(tǒng)中的3D控件就可以輕松生成三維地層剖面圖,掌握地質信息,做好應對預案。”劉磊說,“我們24小時對清華園隧道海量數(shù)據(jù)進行處理分析,使風險始終處于可控狀態(tài)。”

  千帆競渡,勇進者勝。創(chuàng)新,伴隨著中國高鐵前進的步伐,也加快了京張高鐵的建設速度。