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隧道建设“新名片”——中铁一局郑万高铁项目机械化管理纪实

字号+作者: 来源: 2020-10-16 17:33 我要评论() 收藏成功收藏本文

当前,隧道工程施工建设机械化施工已成为今后高铁隧道施工的发展方向和必然趋势,展现隧道施工新作为,展示隧道建设“新名片”,也将会成为高铁隧道施工新的起'...

当前,隧道工程施工建设机械化施工已成为今后高铁隧道施工的发展方向和必然趋势,展现隧道施工新作为,展示隧道建设“新名片”,也将会成为高铁隧道施工新的起点与使命。

在享有“华中屋脊”之称的湖北省神农架林区,最高峰神农顶海拔3105.4米,3000米以上山峰有6座,群山万壑,峰峦迭翠。在这片林区,中铁一局郑万高铁建设者们运用中国铁路建设先进的机械化施工设备,穿越深山,克服万难,让这张隧道建设“新名片”更加靓丽和夺目。

隧道施工时代“新宠”

中铁一局承建的郑万高铁ZWZQ-8标项目是全线施工难度极大的标段,该项目位于湖北省境内,线路途经襄阳市保康县马桥镇、神农架林区新华镇、宜昌市兴山县古夫镇。主要工程为四隧三桥,隧道工程总长34.035公里,占标段总长的94.5%。

“将郑万高铁湖北段打造成中国高速铁路标准化管理示范工程,坚定不移的推行机械化施工,开启隧道机械化施工新纪元”,是中铁一局郑万高铁项目全体参建员工的共同目标。面对地质条件如此复杂和建设标准之高,采用以往的简单机械,靠人力施工已经不能满足当下隧道施工及技术发展的高要求。因此,机械化配套施工在郑万高铁项目全面推行。

隧道施工难度大,但是没能难住建设者们,项目上建造五个隧道工点为加强型机械化配置工区,共配置全电脑三臂凿岩台车10台,与之配套的湿喷机械手、拱架安装机、自行式液压仰拱栈桥、防水板挂设平台、逐窗分层浇筑二衬台车、多功能养护平台、水电槽移动模架等配套设备总价值约2亿元,设备投入数量之多、规模之大、价值之高在国内隧道建设史上前所未有。

机械化施工的战斗角号已吹响,面对隧道建设施工机械化、专业化、设备智能化发展的必然趋势,面对隧道建设领域新形势,这一切对于郑万高铁建设者来说都是新的挑战,对机械配套化施工的技术也将从头开始、不停探索,迅速发挥这些机械的施工效能也是最大的问题。

项目部不断在机械配套化方面完善管理制度,建立健全激励约束机制。结合实际,制定多项大机管理及激励制度;积极引进与之相关专业的学生,开展大机操作意向摸底,激励有意向的员工加入到机械团队;明确“学”与“培”,提高操作技能,多次邀请中铁一局及大机厂家机电、机械专家现场授课、培训;开展过程写实,不断总结提高,大机施工过程中,项目部从循环时间、施工成本、经济指标、炸药、水电、台车配件消耗等方面分工点认真开展现场写实,并多次完善写实内容,出现偏差情况时,及时讨论分析,不断探索和积累大机配套施工经验。

据统计,已入场大机全部进入正常化施工状态,在钻孔、装药结构及方式、超欠挖控制等方面取得明显成效,钻进速度快、循环时间短、作业环境有效改善,实现了信息化管理,保证了施工安全。辅助装药时间从3.5个小时缩短到了2小时左右;开挖人员节约5~7人,降低了施工人员的劳动强度。还有,利用多功能拱架安装机进行拱架安装,大大缩短了拱架安装时间,且确保钢架稳固、间距受控,保证施工安全。湿喷机械手的喷砼效率达到18立方每小时,是传统湿喷机的6倍,且喷射砼平整度和质量得到有效保障。

“挑战”与“机遇”并存

项目在大机施工过程中,不断尝试、探索,研究大机潜能。大机配套施工一般适用于围岩强度较好的Ⅱ级、Ⅲ级围岩,采用全断面法施工。在面对Ⅳ级、Ⅴ级围岩时,多数情况下都会采用台阶法施工,面对围岩变化,不得不在大机配套的基础上,还得再加一组传统钻爆法施工人员及设备,也必将导致成本增加。

项目面对此类问题,在新华隧道设置试验段,从超前地质预报、超前支护、掌子面封闭加固、施工工法、初期支护、掌子面监控量测、应力应变测试及机械化配套等方面,对围岩地层位移、锚杆轴力、钢拱架内力、初喷混凝土内力、围岩应力等方面进行试验分析,已取得阶段性成果,为软弱围岩、大断面隧道大机施工安全和快速掘进提供了依据,积累了经验。

目前隧道开挖作业处于传统钻爆法施工与大机配套施工的过渡阶段,大机配套施工如同新诞生的婴儿,处在一个“蹒跚学步”的阶段。在推行、施工过程中也遇到许多困难,人才技术有待提高,设备配件多数来自国外,工艺工法不全面、机械配套数量等问题还需解决。

在机械化推行及施工过程中遇到的“困难”,项目每位技术人员通过与厂家多次联系、网络视频自学、向同行业请教,减少影响施工的制约因素。在新华隧道硬岩段底板眼钻孔过程中,钻杆容易出现打滑、向掏槽眼靠近,易造成欠挖,通过现场多次调试,调整钻角度、转速、压力等,使得该问题得到了有效控制,还有采用水压爆破,孔底反向起爆以此来降低爆破后隧道内粉尘浓度。

受台车自身条件限制,致使钻机钻杆与支护面存在至少15厘米的固定距离,导致超挖过大,项目采用人工干预、凿岩台车电脑钻孔定位系统进行周边眼钻设,通过对断面扫描结果及炮眼残留率不断优化钻爆设计图,目前平均线性超挖已在可控范围。

在不断地探究过程中,项目编制的《高速铁路隧道大断面机械化施工工法》获得中铁一局“ 企业级”工法;“一种拱架安装台车的拱架机械手”获得实用新型专利1项;“一种具有减震降噪功能的设备安装架”获得实用新型专利1项;“隧道小边墙手扶式凿毛机支架”获得实用新型专利1项。同时,新华隧道3#横洞、新华出口、甘家山隧道横洞、楚烽隧道2#横洞累计8次被武中铁一局九公司评为“标准化隧道工地”及隧道机械化施工工点,并将机械化施工不断总结,共计形成15篇科研论文。

争作机械化施工先行者

潮平岸阔催人进,风正杨帆恰当时。武中铁一局九公司提出要将郑万高铁湖北段建设成中国高速铁路标准化管理示范工程,项目部将“建造一流的管理团队、配备一流的工装设备、采用一流的工艺工法、创建一流的施工产品”作为隧道机械化施工管理的总体指导思想,以标准化建设为突破口,积极发扬勇于探索、先行先试的改革创新精神,致力把郑万高铁打造成为标准化管理的典范、隧道品牌展示的窗口,争作机械化施工先行者,全面推进郑万高铁建设步伐,不断向着打造“中国高速铁路标准化管理示范工程”的目标迈进。

项目从基础建设开始,共建有2个钢构件加工厂、4个混凝土拌合站、生产生活驻地等辅助生产设施,做到标准化建设,同时达到集中化生产,流水式供应,为施工生产得顺利推进奠定了夯实的基础建设。

在施工过程中,项目不断探索,逐渐形成了标准化流水线:以综合超前地质预报、钻爆开挖为主,出碴为辅的开挖作业线;以锚杆施作、钢架、网片安装为主,喷射混凝土为辅的初期支护作业线;以防水板安装、二衬钢筋绑扎、混凝土浇筑、带模注浆为主,衬砌混凝土养护、检测为辅的衬砌作业线;以侧沟和中心水沟施工为主的水电槽作业线。

从隧道口走进,隧道内各项工序秩序推进。“大机”的轰鸣声从隧道深处传出,向着隧道最难点发起进攻,在隧道内形成秩序井然的工作画面。

除机械化外,项目部还在三臂凿岩台车中植入信息化功能,使台车具有多功能集成优势,通过设备自身电脑系统和网络进洞,可输出钻孔参数、地质揭示图、爆破轮廓、锚杆钻孔质量、初支轮廓、超欠挖统计等多种数据报表和图形,并将信息化图形投影到电脑显示屏中,同时利用信息化平台即时传输功能,实现了资源信息实时共享,项目可对现场施工情况远程全方位、全过程监控,切实加强了隧道施工安全、质量的信息化管理,为机械化施工保驾护航。

大势所趋,势在必行。中铁一局郑万项目将顺应时代潮流,紧跟隧道机械化施工趋势,不断探索、大胆试验、认真推行,为“把郑万高铁湖北段打造成中国高速铁路标准化管理示范工程”展实力、树品牌,让机械化施工这道风景更加光彩靓丽。

大机配套机械

全电脑三臂凿岩台车

拱架安装台车

湿喷机械手

防水板挂设平台

二衬养护平台

多功能操作平台

衬砌模板台车

液压自行式仰拱栈桥

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