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中国铁建水下隧道工程实验室
日前,在济南章丘建筑产业化基地,由中铁十四局独立筹建的“中国铁建水下隧道工程实验室”通过验收,正式投入使用。该实验室将聚焦水下盾构刀具磨损及更换技术、全寿命周期健康诊断及盾构机再制造等课题,开展大盾构施工前沿技术研究,为该集团争创世界一流大盾构施工企业提供坚实科技支撑。
近年来,中铁十四局不断围绕大盾构施工全产业链开展科技攻关,促进成果转化,以科技创新为动力引擎,打造大盾构施工领域行业标杆,助力企业高质量发展。
搭建平台聚焦技术研发
“目前已完成《高含水率废弃泥浆处理技术手册》编制、废弃泥浆高效脱水材料研发、渣土和脱水泥饼用于填方工程资源化技术研究等科研工作,为盾构废弃泥浆再利用、节约施工成本和环境保护提供了技术支撑。”中铁十四局博士后工作站在站博士闵凡路依托济南黄河隧道工程,主持的课题《大直径泥水盾构隧道弃浆环保处理与改良再利用技术研究》已转化为切实的经济效益和环境效益。
目前,像闵凡路一样在中铁十四局博士后科研工作站攻读博士后的专家一共有7人。他们分别深入参与到重大科研项目攻关、科技管理工作中,并攻克了多个“卡脖子”难题,为大盾构施工降本增效作出了突出贡献。
该集团注重科技创新平台建设,发挥科技引擎作用。在被评为国家认定企业技术中心后,他们又建成了博士后科研工作站、院士专家工作站,成立了中国岩石力学与工程学会水下隧道工程技术分会、坝道工程医院中铁十四局分院、大盾构与地下空间科技发展研究院等技术创新平台,致力于大直径和水下盾构隧道的智能、安全建造,不断攻克重大技术难题,以改革推动科技自立自强。
依托“两院、两站、一会、一室”创新平台,该集团已掌握了应对各种复杂地质条件下盾构设备适应性选型设计技术、盾构AI智能掘进控制技术、微扰动精准穿越技术、盾构浆渣无污染处理技术等“六大核心技术”,形成了集勘察设计、装备制造、建设施工、管养维护于一体的大盾构全产业链优势。
致力创新占领行业高地
建设者正操纵管片智能运输系统运输管片
4月25日上午,在北京市东六环改造工程现场,国产首台超大直径盾构机“京华号”经过半个月平稳掘进,连续安全穿越京哈铁路和城市副中心站交通枢纽两处特级风险源,这在国内尚属首例。
短时间、零沉降成功穿越特级风险源,得益于该集团与高校联合探索研究的超大直径泥水平衡盾构同步双液注浆关键技术。该技术使两种浆液仅10多秒就成为胶凝状,并在短短30分钟内形成早期强度,为隧道管片提供更加坚固的“金钟罩”,填补了我国超大直径泥水盾构隧道同步双液注浆的空白。
创新能力的提升增强了该集团的行业话语权。2017年以来,该集团先后参与编制了《大直径泥水盾构施工技术指南》等7个行业标准,并顺利注册了“中铁建大盾构”“中铁十四局大盾构”两个国家商标。
基于大盾构品牌实力,自2018年以来,该集团累计中标大盾构项目24个,承揽总额567亿元。目前,长江上9条在建过江通道中,他们参建了7条。在华南地区,他们有5条穿海隧道同时施工,其中盾构段长达7352米的广湛铁路湛江湾海底隧道,是我国目前独头掘进最长的大直径穿海高铁盾构隧道;深江铁路珠江口隧道是目前我国最大埋深、最大水压的海底隧道,与著名的土耳其博斯普鲁斯海峡公路隧道水压力相当。目前,依托北京东六环项目,他们还瞄准机器人换刀、盾构机远程驾驶等前沿技术,正尝试将施工过程与5G技术、人工智能等相结合,进一步提高盾构施工能力,助力中国大盾构施工技术创新、管理经验迭代升级。
延伸链条完善产业布局
智能化管片生产车间
在积累施工前沿技术的同时,该集团还不断向大盾构产业上下游延伸,打造全产业链优势,培育企业转型发展新的增长极。
中铁十四局房桥公司成立了盾构管片研发中心,向新产品开发、生产装备智能化升级改造、大数据分析平台建设等集中发力。在房桥公司管片智能生产车间,记者看到一辆贴地运行的小车沿着铺设好的电磁轨道,将刚刚浇筑的管片从生产线精准运送到指定蒸养工位。这就是他们联合河北工业大学共同研制的重载AGV(自动引导运输车)搬运机器人。凭借“无人驾驶”和“自动装卸”两大过硬本领,AGV搬运机器人有效避免了预制半成品管片受温差影响出现裂纹的情况,使管片内实外美。
在生产中,他们全面推行盾构管片制造流程管控模式,监控管片生产过程中钢筋笼制作及混凝土灌注、养护、存放等主要工序的生产数据,还与科技公司联合研发管片智能管理系统APP,实现了管片生产全过程、全方位、全覆盖、全天候的“智能”动态管控,用“大数据”助力精品制造。他们还为产品加装芯片,通过扫描实现自动化验货接收,为后续运营维护工作提供可靠信息。
为实现大盾构隧道相关新材料的自产供应,该集团还与山东大学盾构技术中心合作,成功研制出盾构密封油脂、泡沫剂等新材料,2021年自产新材料共计9.9万吨,完成产值2.5亿元。