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          用智慧科技打造“地下高鐵”

          來源:本站原創?作者:彭特?胡興文??時間:2020-07-15?【字體:??

          黃浦江畔,東方明珠塔下,中國鐵建所屬中鐵十一局鋪架勁旅大力進行科技創新,全力打造全國首條“地下高鐵”——上海地鐵15號線。

          上海地鐵15號線是上海軌道交通重要的南北走向線路,途經寶山、普陀、長寧、徐匯、閔行5大行政區域,全長約42.3公里,均為地鐵下線,設30座車站,設計時速160公里,是國內大規模應用板式道床、速度最快的地鐵線路。中鐵十一局三公司承擔著紫竹高新區站至桂林路站21.16公里軌道鋪設、30組道岔鋪設以及元江路車輛段15.034公里軌道鋪設和43組道岔鋪設任務。

          中鐵十一局三公司堅持標準化施工,科技創新,基于該項目已申報工法2項、專利15項、軟件著作權3項、論文2篇。

          高鐵無砟軌道板“走進”地鐵

          近年來,全國城市軌道交通建設標準愈發向高鐵標準看齊,北京、上海、廣州、武漢等城市正在建設一批時速160公里的地鐵線路,是目前國內時速最快的地鐵,上海地鐵15號線就是眾多線路之一。與普通地鐵線路不同,該條地鐵長達20多公里線路采用了高鐵CRTSⅢ型軌道板整體道床施工,屬國內首次自密實混凝土大規模應用。

          “施工環境、設計、設備、原材料等各方面不同于高速鐵路上已成熟運用的CRTSⅢ型板式無砟軌道,施工工藝需要重新進行探索、驗證?!痹摴靖笨偣こ處?、項目負責人趙洪洋說。針對新要求、新標準,他們始終堅持恪守“質量為本、樣板引路”的宗旨,嚴格落實首件驗收制度,推進標準化管理,保證工程質量優質。

          “施工前期,我們在鋪軌基地進行工藝性揭板試驗,形成滿足現場條件的施工配合比和穩定的施工工藝流程,總結自密實混凝土施工中常見缺陷的質量控制方法,以保證大規模施工時灌注的自密實混凝土層性能滿足設計要求?!壁w洪洋介紹。其中,CRTSⅢ型軌道板鋪設與自密實混凝土灌注兩道工序最為關鍵,直接決定著整體道床質量和減振降噪效果。

          針對這兩個環節,項目部積極開展科技攻關,經過多方調研、多次試驗,測量人員采用高鐵CPⅢ控制網測量技術,精益求精,將CRTSⅢ型軌道板精度控制在正負兩毫米以內,確保了軌道線路平順。在多達15次的揭板試驗之后,最終確定了自密實混凝土最優配合比、性能參數、灌注工藝參數等一系列數據成果,破解了自密實層混凝土強度,存在的氣泡、泌水現象,軌道板上浮、外觀不美觀等疑難雜癥?!?/p>

          “為了保障混凝土性能,對綜合比選后的商混站進場原材料每天進行最嚴格的檢測,對混凝土的運輸時間、距離等進行了全方位模擬,確?;炷恋竭_下料井口的時間在40分鐘內,并滿足了自密實混凝土性能要求?!敝袊F建特級技師、項目副經理陳永勝說。

          項目歷時三個月,還對模擬隧道施工環境下壓緊錨固裝置、封邊模板、自密實灌注工藝進行一步一步地改進,形成一套成熟完備的施工工裝及機具設備。2019年3月12日,項目部自密實混凝土揭板試驗順利通過專家組驗收評審,在參與上海地鐵14、15、18號線建設的6家單位中,是第一個通過自密實混凝土揭板試驗驗收的單位,得到業主的一致好評,為預制板式道床施工奠定了良好的基礎。

          此外,公司在上海地鐵15號線施工中,實行預制板豎向存放,大大提升了預制軌道板存放質量和數量;引進了國內城市軌道交通施工領域最先進的自變形輪胎式混凝土罐車、鋪軌吊及運板車,大大提升了混凝土、扣配件、鋼軌等物料運輸效率,在保障CRTSⅢ型軌道板施工安全、質量的前提下,鋪軌工效提高了57%,總結出適用于地下環境的CRTSⅢ型軌道板整體道床施工工藝和技術成果,為同類型施工積累了寶貴經驗。

          “智慧大腦”讓工地更加安全

          新建地鐵軌行區因施工交叉作業多、施工人員多、機具設備多、線路坡度大以及作業人員安全意識淡薄等因素,導致軌行區管理一直是地鐵建設的難點。為此,中鐵十一局提出堅持“把工程線當運營線管理”的核心管理理念,針對現場管理的“痛點”,專門建設“智慧大腦”——智能信息化管理平臺。由隧道組網、調度命令無線傳輸、線上請銷點、人臉識別準入、全時視頻監控、實時通訊、設備和工機具定位以及危險預警八大技術組成,讓工地更加安全。

          走進項目部的智慧工地調度中心,整整一面墻上,十幾個大屏幕上正傳送回施工現場情況。軌道車上安裝了若干攝像頭,隧道內的行車情況實時顯示在調度室大屏幕和軌道車屏幕上,幫助司機了解前方道路情況,大大降低了安全風險?!拔覀儽仨毎凑找幷轮贫刃熊?,只要行車速度超過規定速度,或者臨近危險區,都會進行語音提示并報警,大大降低了事故發生幾率?!闭{度室主任李曉華說。

          “所有工作人員進出場先‘刷臉’,不符合現場作業條件或者沒有在施工計劃名單上的人員都會被拒之門外;安全帽也是實名制的,每一頂帽子都裝有內置芯片,不論工人在哪個角落,后臺都能監控到?!壁w洪洋介紹,設備和工機具上也安裝的有定位標簽,方便管理、維護人員及時監控設備的位置、使用狀態,第一時間進行各工區間的設備調配,進而實現資源優化配置。

          另外,在重要岔區、大坡道、外圍吊裝場地等重點區域安設監控設備,利用物聯網技術實現PC和手機端實時多人監管,提升現場安全及文明施工的監管力度,保證了工程質量。

          “‘智慧大腦’平臺搭建的數據監控板塊猶如一個蜘蛛網,能夠實時精準把控現場脈絡,有效消除隱患,達到事前規范、事中監督、事后取證的目的,控制施工傷亡事故發生?!卑踩偙O劉朝平說到。

          該項目部還建立BIM工作室,加大BIM(建筑信息模型)技術應用于施工生產的力度。借助BIM技術進行三維場地布置,主在解決鋪軌基地功能區設置、道路管線布置、臨時排水設施等二維圖紙難以解決的問題,從而促進安全文明施工、保障施工計劃的執行、有效控制現場成本支出。

          他們還借助BIM-三維建模應用到道床工裝模擬驗證、道床鋪設情況模擬、限界模擬驗證、設備運行情況驗證模擬等。通過1:1等大三維建模,模擬施工環境,可視化呈現道床及設備基于施工現場的三維模型和運轉環境。經過反復模擬驗證,使道床鋪設和設備安全運行,在實際實施階段效率達到最大化。同時,三維技術交底使施工內容更直觀,工人對工序過程、施工重難點一目了然,提高了施工效率。

          新型設備讓焊軌質量更高

          焊軌作業是城市軌道建設過程中的一項重要環節,它將25米標準鋼軌焊接成一條超長無縫線路,這解決了以往地鐵存在的振動和噪音過大的問題,為乘客帶來更舒適體驗。

          上海地鐵15號線焊軌采用了國內最先進的移動閃光焊焊接技術,焊接過程中,瞬間溫度可高達1400攝氏度。在高溫下迅速擠壓下,兩根25米長的鋼軌完整接到一起,鋼軌接頭處自然沒有了縫隙,并通過正火、打磨使得接頭部位平順、光滑,極大地降低了鋼軌對列車車輪的磨損。

          焊軌作業中有一道重要工序是正火,其主要目的是消除焊接時鋼軌內部產生的熱應力,消除鋼軌產生裂紋的可能性,改善鋼軌接頭的性能。

          該項目部在國內率先應用了新型感應正火車進行無縫鋼軌焊接正火作業,采用電磁感應技術對焊接接頭進行加熱,并可進行噴風冷卻?!拔覀兲崆霸O定、存儲熱處理工藝參數,自動控制加熱及冷卻過程,記錄、存儲熱處理過程數據,并生成生產數據匯總報表。通過激光測溫,光纖實時傳輸,自動控制熱處理進程?!焙杠墝<覝丶叶Y介紹,這種加熱方式克服了火焰加熱的火孔狀態、氣體質量、氣體流量等不利因素的影響,加熱質量明顯提高,相比較傳統人工正火,減少人為因素影響,全面提升鋼軌焊接質量。

          “我們嚴格焊接工藝流程和焊接質量標準,細化焊前檢查、除銹、配軌、焊接、時效處理、精調精銑、焊后探傷等作業標準,嚴把母材選用關、工藝檢驗關、質量驗收關,焊接質量100%達標?!痹擁椖坎亢杠壖夹g負責人高偉驕傲地說到。

          7月10日,上海地鐵15號線全線送電成功,預計今年年底開通運營。

          上海地鐵15號線對加強上海市城市西部內外環線之間的服務、帶動沿線區域發展、匯集并轉換沿線相交軌道線路客流、均衡網絡客流有著較強的作用。

          自密實混凝土層揭板試驗

          施工人員正在進行預制板鋼筋綁扎作業

          引進自變形輪胎式軌道施工車運輸、鋪設預制板

          預制板自密實模板安裝

          預制板基底成品

          使用高鐵CPⅢ控制網測量技術保證軌道精度

          交叉渡線混凝土澆筑

          “智慧大腦”——智能信息化管理平臺

          應用新型感應正火車進行無縫鋼軌焊接正火作業

          成型的地鐵線路

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