近日,中國鐵建攜地下空間品牌登陸2024年中國品牌日活動,以中鐵十四局大盾構為代表的地下空間智能建造技術驚艷亮相。中鐵十四局不僅展出了十項核心技術,還通過一系列實物模型的方式,呈現了目前中國盾構施工的品牌創新成果。
世界隧協主席走進中鐵十四局展區(劉福昌 攝)
而就在不久前,在世界隧道大會博覽會上,中鐵十四局大盾構展區展出承插式管片、同步雙液注漿技術、刀盤焊接機器人、整體預制箱涵等一大批盾構施工核心技術及最新成果,受到了來自法國、奧地利等多個國家和地區的專家、學者和企業代表的稱贊。
黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央作出“必須把創新作為引領發展的第一動力”的重大戰略抉擇,實施創新驅動發展戰略,推動形成的一項項重大科技成果,成為經濟社會發展的關鍵支撐。作為中國鐵建的拳頭產品,近年來,中鐵十四局以大盾構高質量發展為主線,集聚力量進行原創性引領性科技攻關,開展盾構高效掘進、綠色施工等技術研究,提升原始創新、集成創新能力,助推世界一流大盾構企業的建設。
重構體系,優化創新環境
榮獲中國專利優秀獎1項,實現零突破;年內授權專利70項,較上年提升43%;收獲詹天佑獎3項,創歷年新高;獲省部級科技獎10項,成果頗豐……在剛剛過去的2023年,中鐵十四局全面深化科技創新改革,在大盾構施工領域取得的創新成績單成果斐然。
成績的取得,離不開創新環境的不斷優化下,構建的有利于創新的機制體制。中鐵十四局持續下好創新“先手棋”,培育壯大新質生產力,塑造發展新動能、新優勢,為大盾構高質量發展注入新動力。
濟南黃河濟濼路隧道北延工程雙線貫通現場(劉福昌 攝)
在濟南黃河濟濼路北延工程項目,隨著盾構隧道的雙線貫通,項目正加快組織技術人員對“超大直徑泥水盾構長距離穿越大型一級水源地”課題的總結,全面布局關鍵技術專利申報。
在施工中,面對國內尚無先例的超大直徑盾構長距離穿越一級水源地,項目技術團隊采用模型試驗、現場監測和數值仿真等手段,模擬盾構機穿越水庫堤壩、水域等關鍵區域的環境,總結出擾動機理和規律,實現最高月進尺332米,創造了超大直徑盾構長距離穿越水庫的掘進紀錄。
今年年初,根據專利管理辦法,中鐵十四局大盾構公司對49項專利發明人發放獎金13萬元,這讓該項目技術人員的研發熱情更加高漲。目前圍繞該課題,他們已經形成8項發明專利。
專利管理辦法只是其中的一個縮影。圍繞高質量發展主題,他們開展高科技賦能行動,聚焦科技創新體系重構,先后修訂完善6項科技創新相關管理辦法,形成了一套從科技立項、項目研發、成果申報,到轉化應用、產權保護的全流程管理體系,為科技創新提供制度保障。據統計,他們已獲得國家技術發明獎1項,國家科技進步獎2項,主、參編國家及地方標準11項,省部級科學技術獎41項,省部級工法158項,發明專利380項。
搭建舞臺,激發創新活力
人才是科技創新的核心驅動力。中鐵十四局致力于發揮技術領軍人物的創新能力,通過搭建職工創新工作室、大盾構工匠工作室,為創新主體搭建廣闊的舞臺,充分激發企業的創新活力。
由中鐵十四局承建的上海機場聯絡線2標盾構隧道是目前國內首條小間距、長距離并行運營高鐵的大直徑盾構隧道。該工程在國內首次采用全預制裝配結構體系,施工所需的2470塊弧形構件全部在工廠內加工制作完畢后,再運送到現場,進行“積木式”拼裝。
弧形構件拼裝(趙榮發 攝)
預制的弧形構件是在大直徑盾構隧道中首次應用,單塊重達33.5噸,安裝節點精度要求高、拼裝難度大。為提高構件的安裝速度和精度,他們成立了大盾構工匠工作室,圍繞“內部結構全預制拼裝精度控制”開展課題研究,以質量可控、安全可靠為出發點研發了精調裝置。
精調裝置采用框架式步進結構,整機集成了自動檢測與感知、自動運算與分析處理、自動決策與動作執行、人機交互與信息存儲等智能化施工功能,具備6自由度的三維姿態精調控制。該裝置實現了弧形構件自動一鍵拼裝,并將拼裝精度控制在1毫米以內。
據統計,該公司聚焦同步雙液注漿、小型機具、長大隧道等方向已搭建8個大盾構工匠工作室,他們與31個職工創新工作室齊頭并進,形成“專業引領”與“職工廣泛參與”并舉的創新格局。
在世界最深海底高鐵盾構隧道施工現場,“深江1號”盾構機已掘進至海平面下100米處。深江鐵路珠江口隧道工程位于珠江口海底,不僅要全斷面硬巖掘進2.75公里,還要連續穿越區間長達490米的17條斷裂帶及分支,施工難度極大。
為此,他們聚焦《大直徑盾構長距離穿越超大水壓密集斷裂帶地層施工技術》課題研究,展開技術攻關。他們通過開展破碎帶泥膜成型技術、洞內注漿預加固技術、掘進控制技術和克泥效在破碎帶地層中的應用技術研究,順利完成15條斷裂破碎帶穿越,即將順利到達海底最深處。
聚力應用,帶動行業革新
走進剛剛貫通的南京秋藤—望江220千伏線路核心區間段——綠博園盾構段,成型隧道里,管片上沒有一個手孔、一顆螺栓,遠遠望去,環環管片拼接整齊一致、看不見錯臺,隧道立面弧度圓潤、線條精美,經檢測無一處滲漏……
這得益于應用的承插式管片新技術,這也是在國內電力盾構隧道首次應用,該技術有效提升了隧道結構受力和抗變形能力,極大地減輕后期隧道運維的壓力。
江心洲污水二通道成型隧道(劉福昌 攝)
據悉,該技術曾率先在南京市江心洲污水收集系統二通道建設中得到成功應用,也是國內首次在水下盾構隧道采用新型承插式管片。相比傳統的螺栓式管片,新型管片拼裝節省一半人工,直接定位、插入,不再進行手孔封堵和嵌縫等工序,不僅提升了拼裝手高精度拼裝技藝,也將推動盾構掘進智能化拼裝水平提升。
多年來,中鐵十四局在提升隧道安全質量方面不斷加強技術革新,首創并推廣了一批盾構裝配式建造工藝,引領著智能建造的升級。
創新研發超大直徑泥水盾構同步雙液注漿關鍵技術,在江陰靖江長江隧道、通甬高鐵蘇州東隧道等項目的推廣應用中取得顯著成效;刀盤焊接機器人在京濱高鐵、通甬高鐵蘇州東隧道成功推廣;整體式箱涵在深江鐵路珠江口隧道、昌九高鐵天祥大道隧道等項目的建設中全面應用。
革新者強,創新者勝。中鐵十四局大盾構以創新為“針”功夫,織密地下交通網,實現了穿越江河湖海城、各類復雜地質、應用領域、盾構直徑、施工工藝全覆蓋,書寫出大盾構高質量發展的“答卷”,也推動著盾構施工邁向數字化、智能化、信息化、無人化的新紀元。
【編輯:劉佳】
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