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京张高铁科技让高铁施工更智慧

时间:2018-04-27 01:52:16来源:人民铁道网作者:
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中铁十四局集团大盾构数据指挥中心。刘福昌 摄
工人操作遥控器进行管片拼装。刘福昌 摄
  ■本报通讯员 刘福昌
  满园春色,百花争艳。2022年北京冬奥会基础配套工程京张高铁正在加紧施工,BIM、可视化、大数据等一批高科技和新技术得到普遍应用,形成科技创新的澎湃动力,为京张高铁惊艳世界再添亮色。   笔者走进全线唯一的盾构隧道中国铁建十四局集团施工的清华园隧道,感受不一样的工地、不一样的创新成果。   整洁现场超出想象   4月15日9时许,在中铁十四局集团京张高铁1标项目部党工委书记胡建华的引领下,笔者沿着3号竖井向下行走17米多深,到了隧道始发点,坐上电瓶车,直奔掘进现场。   洞内光线通明柔和,空气清新自然,和以往矿山法施工的隧道环境截然不同。胡建华解释,这是因为隧道开挖不用钻孔放炮,管片、边箱涵都是在工厂预制生产,直接在隧道拼装,运送物品的车辆全部为电动车辆,同时压缩机源源不断地向洞内输送新鲜空气。   隧道洞壁上发出叮叮当当的响声。项目部总工程师陈爽说:这是机器开挖出来的卵石,在外运过程中与出浆管发生的碰撞声,说明前方机器正常运转。我们还就喜欢听这声音,如音乐一般。如果长时间听不到它,心里会犯嘀咕,怎么停下来了?   电瓶车大概行驶了一刻钟的工夫,就到了掘进现场,只见一台大型机器骑在两条钢轨上。身着橘红色工作服的工人操作手中的遥控装置,将管片轻轻吊起,再缓缓落在台车上,平稳运输到掌子面,被拼装台车上的真空吸盘一块一块地吸起来,然后拼装成环,环环相扣,严丝合缝。   每环管片重达100吨,由9块组成,牢牢地扣成一个圆环,形成了隧道坚韧的盔甲。管片运输、安装,全部实现机械化作业,两名工人配合一下,用电动扳手将螺栓上紧加固,整个过程一气呵成、流畅快捷。   操控室是一间门窗紧闭、安装有空调的特殊房间,两名身着蓝色工装的小伙子正全神贯注盯着前方大屏幕上的数字,还时不时按动不同的键盘,像航天员一样表情专注而自信。   盾构机长张新杭说:我们这有两台盾构机,人员两班倒,一名机长,一名机长助理,8名盾构机操作手,清一色的&lsquo90后。   清华园隧道是京张高铁唯一采用盾构法施工的隧道,是目前北京市直径最大的盾构隧道,开挖直径12.64米,单洞双线。   盾构机被命名天佑号,实际上是一台智能机器人,自动化程度高、施工速度快、一次成洞,功效比传统施工方法提高8倍到10倍,3个月掘进完成1000多米。   大直径盾构隧道的优越性已经显现。胡建华说。隧道管片生产实现了工厂化、全自动、智能化、信息化、标准化,原材料采购、钢筋加工、混凝土拌制全部实现定制化、可追溯。   隧道在地下实现自由穿梭   为什么清华园隧道采用盾构法施工?项目负责人赵海涛说:隧道全长6公里多,位于北京市海淀区,是目前国内位于城市核心区,穿越地层最复杂、重要建筑物最多的国铁单洞双线大直径盾构高风险隧道。   隧道长距离并行地铁13号线;上穿、下穿、侧穿规划中的12号、10号、15号线等3处地铁;穿越5条主要市政道路、70余条重要市政管线,距离最近构筑物的距离仅1.93米,特级风险源就达12个。   为使施工和管理更智慧,使隧道在极端复杂的地下环境中自由穿越,我们投入力量开发可视化智慧施工系统。项目部副总工程师刘磊担负攻坚任务。这一系统包括施工参数、过程监测、地质预测、周边建筑物数字化等,实现全过程可视化动态管理。   刘磊打开手机上专用APP给笔者看,盾构机掘进的各种参数一览无余,有授权就可以发出指令。   盾构机搭载了几千个传感器,具有感知、修正和自动调节的功能,设备状况、地下工作情况等数据,经互联网同步传送至上千公里之外的南京,在那儿,中铁十四局集团建有全国大盾构数据指挥中心,盾构专家24小时提供远程监控和技术服务。   今年2月初,南京的数据中心发现第二台盾构机掘进参数异常,他们立即通知现场停机检查。   结果发现有8把边缘刀磨损严重。专家组在现场召开分析会,然后又历时一个月设计、制造出新式刀具。盾构经理赵斌说。   比如,通过点击系统中的3D控件就可以轻松生成三维地层剖面图,掌握地质信息,做好应对预案。刘磊说,我们24小时对清华园隧道海量数据进行处理分析,使风险始终处于可控状态。   千帆竞渡,勇进者胜。创新,伴随着中国高铁前进的步伐,也加快了京张高铁的建设速度。

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