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中铁四局:先进工装设备提升隧道施工效能

来源: 时间:2024年01月22日 浏览次数: 【字体: 打印
  近年来,中铁四局在建筑施工领域广泛推广应用先进的掘进工装设备,有效提高效率、降低成本,更重要的是,还减少了因人为操作和错误带来的安全风险,切实保障了作业人员健康安全。
大断面矩形曲线顶管机
  近日,浙江桐乡乌镇大道干道快速化改造(市区段)项目通车。该项目全长2549米,主要采取“地面道路+地下直通隧道”形式,2022年10月开工。在隧道建设中,中铁四局上海企业项目团队采用顶管法,并为此专门研发定制了世界首例大断面矩形曲线顶管机“桐城先锋号”。
  中铁四局上海企业乌镇大道项目总工程师李永贵先容,相较于传统的明挖法施工,该隧道采用顶管法施工并不会影响路面交通。“桐城先锋号”装配了适宜大断面曲线顶管的紧凑型主机,配备了智能控制技术,具有土体扰动小、曲线适应性强、灵敏度高等特点。设定顶进参数后,只需要1名操作人员在控制室便能够指挥“桐城先锋号”按图作业,比常规顶管施工节约操作工3人,顶进速度比同尺寸顶管机每天快0.5米,最终顶管工程比计划工期提前19天贯通,同时节约成本超千万元。
大直径泥水平衡盾构机
  由京滨城际铁路有限企业、中铁四局和中交天和联合打造的大直径泥水平衡盾构机“京滨同心号”,正在开掘北京至天津滨海新区高速铁路下穿滨海国际机场区域1号隧道。“京滨同心号”开挖直径13.8米,宽度可供高速铁路双线并行。这条盾构隧道长约2923米,最大埋深29.8米。“由于隧道处于滨海软土地层,且隧道开挖直径大,掘进施工中容易出现过大沉降,极易导致隧道结构失稳、周边建筑受损等问题。因此,沉降控制是其中非常重要的一环。”中铁四局城轨分企业京滨铁路4标段2分部副总工程师李然说。
  “京滨同心号”在掘进过程中,会收集大量施工数据。通过分析这些数据,可以系统揭示不同地层盾构掘进响应规律,并利用人工智能深度学习,形成可动态更新的控制策略,最终实现盾构一键启动和无人自主巡航,使盾构机姿态更为平稳,相比传统技术能够显著提高隧道轴线精度,大幅减小地表沉降。
  盾构机每掘进约2米,配套台车会铺装箱涵及管片。每片宽约2米、长约9.8米的隧道箱涵重约38.2吨。过去依靠机械辅助人工安装,1片至少要3名工人花费25分钟。为此,该项目部联合设备厂家自主研发采用了国内首台全自动六自由度箱涵智能拼装机,使拼装精度差由原来的5毫米降低至0.5毫米,同时在减少50%人工的基础上,还节约时间,有效提高了作业效率,实现机械化减人、绿色化节能目标。
智能机械化成套掘进设备
  正在掘进中的阳台山隧道是深圳至江门高速铁路的长大隧道、全线重难点工程之一。该隧道全长6650.18米,最大埋深344.72米,穿越花岗岩地层,岩质较硬,极易沿节理裂隙面形成危岩落石,且隧道上跨既有线及规划铁路,隧道进口邻近赣深铁路下行联络线阳台山2号隧道,施工组织协调难度大、安全风险高。
  为此,中铁四局五企业深江铁路5标项目部量身定制了包括全电脑三臂凿岩台车在内的隧道施工成套新型设备,形成隧道智能机械化施工模式,破解了隧道施工中的“盲点、痛点、难点”。
  三臂凿岩台车外形类似一台巨型挖掘机,车辆前方配有3条十几米长的机械钻臂,是专门在隧道施工掘进中打炮眼的重型装备。“有了这个大家伙,我不到两个小时就可以完成199个炮眼钻探,比以前快了将近1.5倍。”坐在驾驶室里,司机岳海峰自豪地说。
  项目常务副经理阚剑锋先容,打炮眼是隧道施工中安全风险较大的工序。过去传统的施工方式需要二十几个工人为一组,站在隧道“掌子面”用钻杆打孔,碎石就在工人眼前掉落,一旦发生坍塌便会威胁作业人员安全。现在驾驶三臂凿岩台车,只需开到“掌子面”十几米外,通过机械手臂,就可以远距离施工,不仅节省人力,而且安全性极大提高。 宋恒
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