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科技助力打造高铁“新引擎”

编辑:企联编辑来源:互联网评论数:0发布时间:2013-05-10 10:09:55
  科学技术是第一生产力。在中国高速铁路的发展进程中,每一项进步,都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科技的突飞猛进,为中国高铁和城市化进程开辟了更为广阔的空间,有力地推动了经济和社会的发展。

  在沪昆客专项目施工中,中国铁建二十三局集团一公司依靠科技创新,不仅加快了工程建设的进度,为 企业 赢得了经济和社会效益,也推动中国高铁施工技术不断走向世界先进水平。施工中,公司副总经理张圣强、项目经理史卫滨、总工程师刘阳平等带领广大技术人员积极成立技术攻关小组,开展技术攻关活动,先后创新开发出"钻孔桩钻机自动控制技术"、"隧道工程仰拱整体模架及配套快速施工技术"、"仰拱固定模板'开孔'与'滑轮'技术"、"止水带卡位紧固技术"等技术成果,不仅拥有完全自主知识产权,而且在同行业中遥遥领先,其中两项技术获得中国铁建合理化建议和技术改进项目,发明的"用于隧道仰拱施工的仰拱模架"及"钻孔机自动控制系统及方法"获得国家知识产权局授予的实用新型专利。

  (一)小试牛刀

  中国铁建二十三局集团一公司沪昆客专项目部承担沪昆高速铁路土建六标新半边街隧道至哪旁隧道近28公里施工任务,管段内17座桥梁共2088根桩基,合计34793延米,桥梁桩基工程多,结构复杂,施工进度要求高,施工干扰因素多,施工难度大,工期紧迫,且地质条件复杂,溶洞、溶蚀破碎带强烈发育,多呈串珠状,为充填、半充填状态,施工中卡钻、掉钻现象频繁。尤其是桃花特大桥和小寨坡特大桥为管段内重点控制性的节点工程,对工期制约较大,施工时间短,工期紧迫。

  如何在有限的时间内安全、优质、快速的完成施工任务,并尽可能减小施工中人力、物力、财力的投入,成为施工面临的一大技术难题。

  2010年10月工程开工后,针对桥梁桩基多,进度慢,投入大,制约工期等施工难题,项目部成立了一个由项目经理、总工程师、技术部长、技术骨干为主的科技创新系统,成立技术小组,围绕重难点项目进行攻关。

  2011年3月,小寨坡特大桥桥梁桩基工程开始施工。此时,我国公路、铁路等工程有嵌岩要求的桩基础施工多数采用冲击钻机成孔,由人工手控操作进行施工,项目部技术部门在第一次编制施工方案时沿用传统施工施工技术进行施工。

  在施工中,冲击钻遇溶洞时不能及时提升钻头,卡钻、掉钻现象频发,处理一起掉钻 事件 ,少则10多天,多则数月,严重制约了施工进度,增加施工成本。除此之外,技术人员发现采用该技术每台钻机至少配备2个操作手轮流作业,工人劳动强度较大,工作效率低,难以满足施工工期要求。

  眼看6个月内完成桩基和承台施工的计划难以实现,项目经理史卫滨急在心里,找到总工程师刘阳平商议,尽快让 科技 攻关小组拿出解决方案来。为确保工程进度,减少掉钻事故的发生,攻关小组通宵达旦查阅相关技术资料,咨询业内专家,经过反复研究和试验,最终决定将油井开采中所使用的自动控制器技术引入了沪昆客专贵州段CKGZTJ-6标段桥梁桩基施工,即在普通冲击钻机上安装一套由空压机、电脑控制平台、刹车气缸、离合气缸、高度传感器、卡锤传感器等构件组成的自动控制装置,实践证明,桥梁钻机自动控制技术能集保护、控制、信号测量及显示等功能于一体,在降低工人的劳动强度和减少劳动力的同时,提高了施工效率,降低了工程成本;对施工过程出现的卡锤、钢丝绳断、电源突然失电、余绳过长、高度传感器损坏、刹车抱死、离合抱死、离合气缸或电磁阀失效等多种故障能即时停机处理,降低了施工风险,避免了掉钻等事故发生,加快了施工进度。

  除了提高工效,加快施工进度,该项技术在效益方面优势也比较明显。采用该技术后,施工作业可连续进行,与传统方法相比,由原来的4个工人负责1台钻机变成一个工人可以同时管理2台钻机,工费节省明显。1台钻机自动控制器的购买费用约8000元。通过对人工费、水电费、钻机占用费等经济指标的统计分析,技术人员发现采用自动控制技术后1根34m的桩基能节约成本10390元,1根77m的桩基能节约成本16178元。1根桩所节约的费用就超过了控制器本身的购买费。

  该项技术成功运用后,取得了巨大成功。2012年底,管段内小河沟中桥、定坪特大桥、定坪大桥、桃花特大桥等重点控制性的桥梁工程下部结构相继施工完成,为管段内如期实现架梁打下了坚实的基础。2012年7月,沪昆客专贵州公司(业主)组织沪昆客专及贵广铁路2条线共28家施工单位在中铁二十三局集团沪昆客专桃花特大桥施工现场进行了观摩学习,要求2条线所有参建单位全部推广应用该项施工技术。中铁二十三局集团一公司沪昆项目部总结出的"钻孔桩钻机自动控制技术"获得中国铁建股份公司授予的理化建议和技术改进项目;总结出的"钻孔机自动控制系统及方法"获得国家知识产权局授予的"实用新型专利"。

  (二)渐入佳境

  "隧道工程仰拱整体模架及配套快速施工技术"和"用于隧道仰拱施工的仰拱模架",是中国铁建二十三局集团一公司沪昆项目部在沪昆客专工程建设中创出的又一项技术成果。

  2010年10月,项目刚刚进场,管段内近19公里的10座隧道全部开始进行施工。隧道地质围岩较差,突泥突水情况时有发生,还有4座长大风险控制性隧道,加之,仰拱、二衬等隧道施工工序衔接因素制约较大,要实现2013年12底全部贯通的目标,可谓难上加难。

  如何在保证隧道施工进度的同时确保施工质量和工序衔接顺畅?人们又一次把目光投向了技术小组。

  按照沪昆客专贵州公司推广的十四项工艺工法的要求,公司副总经理张圣强、项目经理史卫滨、总工程师刘阳平带领技术人员,通过对隧道仰拱桁架受力反复计算和设计图纸的多次修改,决定对传统仰拱施工模板进行改进,就是在原有模板的基础上,设计仰拱整体模架及配套设备,解决仰拱、填充必须分开浇筑,并不得设置纵向施工缝,二衬、边墙与仰拱砼底板连接不圆顺易错台、仰拱边墙部位砼捣固不密实等质量问题控制难度大等问题。施工过程中,通过减少仰拱模板的受力面积、增加仰拱模板的自重等措施,成功解决了传统模板容易上浮的问题;通过增加骨架等措施,成功解决了仰拱模板挠度大易变形问题;通过在模板上开与盲管外径一致的圆孔,将盲管的出口伸出模板,成功解决了以前在施工时经常出现盲管偏移,排水倒坡、管口堵塞等问题;通过在模架两端部安装行走滑轮成功实现整体模板的快速移动;采用了在面板上开30cm×30cm窗口的措施,用于仰拱中下部位混凝土的浇筑和振捣,解决了空洞问题等。

  实践证明,该仰拱模架具有操作简单、施工速度快、产品质量好、能降低工程成本等特点。与传统施工技术相比不需进行拆装作业,具备一次拼装到位、施工过程中整体移动、整体施工的特点,可一次施工12m仰拱,减少了人工投入,降低了劳动成本。此次技术受到了沪昆客专贵州公司和中国铁建有限公司领导的一致认可。2012年业主单位先后三次组织沪昆客专和贵广铁路2条线20多家施工单位到中铁二十三局集团一公司沪昆客专项目部参观学习,并给予了高度评价和肯定。

  目前,该仰拱整体模板广泛应用于沪昆客专隧道工程施工中,施工质量和进度均受到业主赞誉,最先使用该技术的重点控制性长大隧道-铜堡隧道为管段内首条安全贯通的长大隧道。中铁二十三局集团一公司沪昆项目部先后开发出"隧道工程仰拱整体模架及配套快速施工技术"和"用于隧道仰拱施工的仰拱模架"等多项成果,获得国家知识产权局授予的实用新型专利认证。

  (三)累累硕果

  在 科技 创新中,中铁二十三局集团一 公司 沪昆项目部立足自主创新,从不放弃引进消化吸收再创新的机会,积极在工程建设中开展"工艺小发明、技术小革新"等创新活动。

  如针对云贵高原隧道二衬施工缝中埋式止水带居中难、易弯折、安装不便等问题,技术攻关小组经过反复摸索,将台车端头木模改为"固定钢模加木模"技术,成功克服了这一技术难题;针对隧道仰拱矮边墙外露钢筋间距不均匀、保护层厚度或大或小、层间距尺寸超标等问题,技术攻关小组跟班作业,施工过程不断改进施工工艺,将梁场钢筋绑扎胎具"割槽"技术应用在了仰拱模板上,通过加设"限位钢筋槽",采用的"止水带卡位紧固技术",解决了仰拱矮边墙中埋式钢边止水带高低不平、曲线波折问题,很好的解决了工程施工质量通病;针对水沟电缆槽盖板预制过程中,钢筋网片在混凝土中位置容易受重力影响,导致钢筋网片下沉,使盖板受力结构发生改变等问题,采用在塑料模具上对称开2对Φ5mm的小孔,在小孔中分别穿入2根Φ5mm的钢绞线钢丝,将钢筋网置于钢丝上,灌入混凝土振捣完成后,拔出钢丝,进行收面、养护的方法,保证了钢筋网片位置在重力的作用下,不会发生下沉,盖板受力均匀,不易发生断裂。

  此外,中铁二十三局集团一 公司 沪昆项目部还在施工中成功引进节能环保水压爆破新技术,采用了滚焊机钢筋笼快速加工技术,攻克了"隧道水沟电缆槽快速施工技术""隧道初期支护喷射混凝土养护""混凝土预制块自动化养护"等多项技术课题。

  通过科技创新,先后革新工艺、运用技术成果60余项,获得集团公司科技论文及工法40余篇,创造价值1000多万元,其中获得中国铁建总公司优秀工法一、二等奖2项、四川省部级工法一等奖1项、中国铁建总公司QC成果一等奖1项、国家级QC成果二等奖1项、国家实用新型专利2项,确保了沪昆客专工程的顺利建设,创造了一流质量,多次受到业主、铁道部质监总站、监理单位的好评。

  风起于青萍之末,中国铁建二十三局集团一公司乘着科技创新之风,打造高铁"新引擎",一路驰骋,向着国家一流、世界先进的宏伟目标如电掣般疾驰而去……
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