公路“黑科技”大集結

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摘要:

在城開高速公路城開隧道內,智慧三臂鑿岩台車猶如穿山甲一般,實現了高效安全的隧道掘進施工。

9月9日,城開高速城開隧道監控室,大螢幕上實时顯示著隧道內的各種資訊。

在城開高速項目部,建設工人正通過數控設備完成鋼筋籠的下料、切割、製作,加工效率提高了3倍以上。

T梁貼有二維碼,工人可掃碼瞭解部件的詳細情况。

9月23日,城開高速公路大巴山隧道,技術員們正在隧道內進行量測,保證掘進施工精度。

城開高速公路是重慶在建高速公路中難度最大的一條。要啃下這個“硬骨頭”,除了發揚重慶築路人迎難而上的精神,城開高速公路還大量運用新技術、新裝備、新科技,以此確保建設的工期、質量、安全。用建設者的話說,“城開高速公路,把目前國內最先進的機械設備都用上了”。可以說,城開高速也是一條科技之路、創新之路。

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9月9日下午,城開高速公路大巴山隧道內,一臺黃色、形似“變形金剛”的龐然大物,正舞動著三只長臂,和隧道壁的岩石“較勁”,一瞬間的工夫,岩壁上就被鑿出一個深4米、直徑50毫米的爆破孔。

“這是國內最先進的隧道開挖設備——全電腦智慧三臂鑿岩台車。”現場工人楊勇告訴記者,像這樣的智能化設備,城開高速公路建設工地上非常多,可以說集合了國內公路建設領域最厲害的“鐵甲利器”。

機器代替人工打炮眼

隧道開挖,需要打炮眼、放炸藥。

過去,這些工作都由人工完成,不僅效率低,還很危險。

“比如這個斷面,面積89.3平方米,需要打167個爆破孔。”楊勇指著隧道壁說,如果採用人工打孔、人工放炸藥,大約需要16個工人,連續工作四個小時。

現在,有了這臺智慧三臂鑿岩台車,只需兩名操作手和一名輔助人員,兩個小時就可以完成。

記者在現場看到,“大傢伙”的三根“手臂”分別長約7米,可自動伸縮,定位精准,指哪打哪,一個爆破孔用時一分多鐘,效率是人工3倍以上!

除了三只“聽話”的長臂,“大傢伙”還有一個聰慧的“大腦”。

在“大腦”指揮下,這臺智慧三臂鑿岩台車不僅能自動行走,還能自動識別需要打孔的位置。同時,爆破後對斷面進行掃描,自動計算生成下一道工序噴漿方量、分析超欠挖情况,即時優化下一個迴圈鑽孔方案。

“遇到不同硬度的岩石,它會自動調節力量的大小。”楊勇稱,在鑽孔過程中,若遇複雜地質不適合打孔和卡釺等情况,“手臂”會自動縮回保護,調整後再繼續打孔。

更厲害的是,在打孔的時候,“大傢伙”還能自動採集鑽杆周邊岩石的數據,回傳給後臺,包括前方岩層裏,哪裡有空洞,哪裡有水系等,都可讓工作人員提前掌握。“這相當於給前方隧道做‘胃鏡’檢查,讓施工方案更加有針對性。”楊勇說。

多種“神器”助攻隧道建設

記者走訪了城開高速公路多個在建隧道,很少看到一大堆人“火熱”的施工現場,更多的是代替人工作的“神器”。

如開州段吳家梁隧道,正在進行開挖後的混凝土噴注。然而,進行噴注工作的不是成群的工人,而是一臺濕噴機。現場只有一名工人操作著類似遊戲柄的遙控設備,濕噴機的機械手就自動往洞壁上噴注混凝土。

“岩壁經爆破後,都是新的碴口,隨時有碎石掉落的危險。”中鐵十一局城開高速項目部相關負責人告訴記者,傳統的施工方式是工人要站在高高的架子上或吊籃裏,手持噴槍噴射混凝土,不僅效率低,還有安全隱患。採用濕噴機,不僅更安全、更高效,還可保證噴射混凝土的平整性、密實度和强度,减少漿液回彈,節約資料。

除了濕噴機,城開高速公路隧道施工還普遍採用了二襯台車、防水板台車、養護台車、水溝電纜槽台車、仰拱液壓棧橋、弧形範本等多種“神器”。

其中,二襯台車是做隧道成型的,帶行走功能,可自動走到工作面,一次可完成長度12米的隧道成型;防水板台車,可自動鋪設防水卷材、土工布等;養護台車,可自動對襯砌後的混凝土進行噴淋等養護,防止混凝土開裂……這些工作,過去都是由人工完成。

“城開高速地形最複雜,建設難度最大,為了質量和安全,我們在專案招標時,就對機械化工作提出要求。這些先進設備,在城開路的隧道施工中,已幾乎成’標配’。”重慶高速顧問公司相關負責人告訴記者。

打“B超”探測不良地質

被稱為“地質博物館”的城開高速公路,存在突水、突泥、岩溶、瓦斯、岩爆等多種不良地質。如何做到提前預判,避免事故發生?

城開高速公路的做法是:給隧道打“B超”。

首先,是用一種名為“TSP隧道地震探測儀”的設備,通過訊號反射,推測前方地質情况。探測距離約100米。基本可判斷前方是否有危險斷層區域、溶洞、瓦斯、湧水等。

其次,是用地質雷達。通過發射不同頻率的電磁波,進一步判斷前方是否有不良地質。地質雷達一般可精准地提供40米左右、近距離地質預報。

如果通過前兩種方式,發現前方有破碎帶或大量水體,就採用“瞬變電磁儀”,這是專門探測水情的設備,可準確探測前方山體80—120米深處,水體的位置和方量,從而採取相應措施,避免突水、突泥發生。

除了打“B超”的物探設備,還有許多鑽探設備,也可對不良地質進行輔助探測。如多功能超前地質鑽機,探孔深度超過100米,可有效預知前方圍岩地質及水系情况,降低施工安全風險。

位於城口段的城開特長隧道項目總工蘭福軍告訴記者,城開隧道長度超過11公里,是城開高速第二長隧,自開工以來,未發生一起傷亡事故,還被評為全國平安交通優秀案例,這與大量先進設備、科技手段的運用是分不開的。

智慧監控管人管車管空氣

9月9日,城開高速旗杆山隧道監控室,大螢幕上實时顯示著隧道內的各種資訊。

“我們在隧道裏已經安裝了20多個監視器和監控探頭。”中國鐵建大橋局三公司旗杆山隧道專案經理朱寶權告訴記者。

旗杆山隧道長達7.66公里,是城開高速全線第三長隧道。開工至今,隧道先後遭遇岩溶、暗河、湧水突泥、瓦斯、斷層、破碎帶等不良地質39次。

為確保施工安全,項目部建了監控室和一套智慧監控系統。

記者在大螢幕上看到,上面不僅實时顯示著隧道洞口、洞內的施工情况、人員進出情况,隧道裏的風速,氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、二氧化硫濃度,粉塵等數據,也在上面實时顯示。

“一旦某種氣體濃度超過報警值,感測器將自動報警,隧道內將自動斷電。”現場工作人員稱。

不僅如此,隧道內還設有人員定位、人車分流門禁系統、LED全彩顯示系統和廣播通訊系統等。

以人員定位為例,它是基於最新的遠距離電子標籤(RFID)識別技術,即時監控隧道出入口通道,系統利用射頻技術,通過人臉識別或身份晶片實現進洞人員的身份核實,並在洞內對施工人員進行動態定位。

記者採訪發現,城開高速最長的三個隧道,均採用了類似的監控系統。

大橋每片T梁都有“身份證”

大橋的每片T梁都有“身份證”,你聽說過嗎?

城開高速公路,就是如此。

記者在位於開州區滿月鎮天子村財神梁隧道進口處的城開高速公路1號制梁場看到,由鋼筋混凝土加工而成的T梁整齊排列。每一片T梁上,都有一個二維碼。

記者拿起手機一掃,可清楚看到該片T梁的相關資訊,包括:即將安裝的位置、尺寸、生產日期等。

“二維碼讓每片T梁有了‘身份證’,避免運輸和安裝時出現‘張冠李戴’。”中鐵十一局城開高速項目部相關負責人介紹,城開高速公路除了修路、架橋、打隧道運用了大量智能化設備,在材料生產環節,同樣很智能化。

這座占地約2.5萬平方米的鋼筋智慧加工廠,承擔著沿線約9.5公里路基、橋樑、隧道所需的鋼筋和型鋼的生產,1個月最高能生產600噸鋼筋。

記者看到,各條鋼筋生產線上,機器飛快運轉,隨著自動切割、彎曲加工等程式,長短和大不一的各種型號的鋼筋就成型了。

“全線採用機器人工作,從原材料進廠到鋼筋加工完成、吊裝上車,全部實現了智能化。”這位負責人表示,如今,鋼筋加工效率提高了3-4倍,且施工更安全、質量更可靠。

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