建设超级隧道!从百米海底到千米高山的底气在这里!

文摘   2024-11-19 12:29   陕西  
中国
是世界上隧道工程最多
最复杂、发展最快的国家
但随着我国西部大开发
和西部陆海新通道战略的推进
西部极端条件下隧道建设
逐渐成为科技创新的主战场


11月16日至17日,由中铁十四局、山东大学、西南交通大学联合主办的西部极端条件长大隧道工程建造与灾变防控高端论坛在成都召开,钱七虎等9名院士和全国40余家单位的专家代表共计150余人参加论坛。会议旨在进一步促进交流、总结我国极端复杂条件隧道建造最新技术成果。


论坛上,我们看到
从百米海底到高山峻岭
已经做好了准备
以中铁十四局为代表的
中国隧道建设的“主力军”

正不断挑战极端条件下隧道建设


那么
具体的底气来自于哪里呢?


  • 提到中国隧道建设的底气从何而来,钱七虎院士在专访中表示,以中铁十四局为代表的创新团队,正打造关键装备、研发应用核心技术,为我国隧道建设贡献了重要力量。


超级隧道
要有超级装备
关键词:世界最大、国内最大

建设超级隧道 离不开超级装备
超级装备的不断优化

更多来自施工的持续反馈

从山河到江海 从锦绣到京华
中铁十四局依托海量施工经验和数据
助力研发我国超级装备



世界在建最大直径泥水平衡盾构机——“山河号”盾构机开挖直径17.5米,总长163米、重约5200吨,应用于世界最大直径水下盾构隧道,济南黄岗路穿黄隧道建设。

盾构机配备了带压复合型刀盘等先进装备,尤其是搭载的“五官一脑”智能化装备系统,为“山河号”盾构机装上“眼睛”“耳朵”和“鼻子”,全面提升盾构机的智能感知能力,更有效地适应复杂多变的施工环境和高标准技术要求。



国产首台16米级超大直径盾构机——“京华号”盾构机最大开挖直径16.07米,150米长、4300吨重,应用于我国最长盾构高速公路隧道,北京东六环入地改造工程建设。

盾构机配备第四代综合常压换刀、伸缩主驱动等多项核心技术,首创研发的超大直径泥水盾构同步双液注浆技术,浆液固结时间短,能够快速达到有效强度,及时对隧道周圈地层进行固结支撑


国产最大直径盾构机——“江海号”盾构机最大开挖直径达到16.64米,整机长约145米,总重量约5000吨,应用于目前世界最长公路水下盾构隧道,海太长江隧道建设。

开展了盾构机刀盘刀具、主驱动等九大系统创新攻关,最大限度实现盾构机各部件的“可测、可视、可修、可换”,可实现盾构隧道地层沉降的毫米级精准控制,确保智能、安全、高效掘进。


国产最大土压平衡盾构机——“锦绣号”盾构机开挖直径12.79米,整机长135米,总重3000吨,应用于四川境内首条时速350公里高速铁路,成自铁路锦绣隧道建设。

盾构机精心配置了八辐臂复合式刀盘、19寸重型滚刀、大直径高承载TBM轴承、多个超前注浆孔以及径向注入口,最大程度上满足了盾构施工的掘进需求,有效减少了复杂地层下盾构施工的安全风险。

超级隧道
要有核心技术
关键词:大盾构十大核心、TBM六大核心、钻爆法五大创新

习近平总书记强调,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,要把关键核心技术掌握在自己手中。


盾构机制造,相当于铸剑

有了剑,更要有上乘功夫

能舞动这把大国重器


中铁十四局以“科技先导”引领“产业发展”,搭建了“两站、两院、两中心,一室、一会、一基地”科技创新体系,突破了大盾构、TBM和爆破施工等一批关键核心技术,练就了“绝世武功”!

  • 大盾构十大核心技术

中铁十四局聚焦打造大盾构施工核心竞争力,攻克最高水压、最大埋深、最浅覆土、最复杂地质条件等工程技术难题,总结形成“一隧一机”专项设计、新型刀具与换刀技术等十大核心技术,在国内率先实现穿越“江河湖海城”、地质条件等五个“全覆盖”。


——快速掘进、快速拼装。盾构同步拼推、新型管片快速接头、BIM 智能施工高速掘进控制技术,正在通苏嘉甬苏州东隧道、津维高铁、海太长江隧道、深江铁路珠江口隧道等项目推广应用,解决了快速掘进、快速拼装、施工全参数分析及精准管控等系列难题



——浆渣绿色处理。京张、京沈创新开发了弃浆“架凝沉降、带式压滤、离心压滤、固液分离”组合工艺,累计处理废浆 240 余万方,保障了高铁大盾构的连续、快速、绿色掘进,目前已在 20 余个大盾构项目推广。

  • TBM六大核心技术

TBM,又称全断面硬岩隧道掘进机,中铁十四局致力于大盾构核心技术创新研发积累的基础上,实现高原高能复杂地质环境下的TBM隧道综合建造技术新突破,形成了TBM施工“探得准”“啃得动”“扛得住”“卡不住”“拼得好”“支得快”等六大创新技术,实现复杂地质条件下自由穿梭。


——长距离掘进“不卡机”。在超高海拔隧道施工中,通过加强支护、掌子面化灌、超前管棚加固等措施,确保TBM连续平稳掘进,目前已实现掘进9公里“不卡机”的优异成绩。



——超小半径连续转弯。在文登抽水蓄能电站施工中,研发全球首台紧凑型超小转弯半径硬岩TBM成套装备与关键技术,为施工顺利推进提供了技术支撑。

  • 钻爆法施工五大技术创新

中铁十四局针对西部极端环境钻爆法隧道施工难题,开展了全工序机械化、专业化、少人化技术攻关,形成了高能复杂地质条件下钻爆法隧道施工五大创新技术,实现了安全施工“零事故”,有力保障了工程的高效顺利开展。

——极端环境施工。在西部极端环境隧道施工中,从“设备性能,工装配套、材料物资、管理模式”等方面开展攻关,解决复杂多变环境条件下各类施工难题,实现隧道施工全工序质量达标和本质安全。


超级隧道

更要智能建造

关键词:数字大脑、智能生产线、超级工厂


当科技与工程完美融合

机械化换人、智慧化减人、智能化无人

不再是科幻小说的想象

而是超级隧道建设现场正在发生的真实变革


  • 打造数字盾构中心,实现对基层项目“零距离”管控



打造盾构智慧管控中心,依托“互联网+大数据”搭建,累计管控盾构120台次,中心具备风险预警、设备管理、进度控制等5大模块、36项核心功能,实现施工全流程信息化、数字化管控。

——在北京东六环项目、深江铁路项目、甬舟铁路项目,构建盾构井下终端驾驶、地面近端驾驶、总部远程驾驶的多层网联驾驶控制体系,并持续探索盾构机智能掘进模式,融合“人工智能+大数据”技术,从一键启动到智能掘进全过程自动化,实现“有人值守、无人驾驶”功能。


  • 打造移动式隧道智能建造工厂,隧道建设流程化、自动化



以数字化资源为核心,以集约绿色化装配建造为基础,以智能化盾构装备为依托,以信息化技术为抓手,打造“移动式隧道智能建造工厂”,推动盾构隧道建设迈向更深层次的数字化、智能化、无人化。


——在甬舟铁路金塘海底隧道施工现场,工程师们仅用7个遥控器作业,全流程都实现了自动化,像“玩游戏”一样就完成了隧道的建设,充分展现智能建造的新质生产力。


  • 打造智能管片生产线,机器人工友协同作业



通过数字孪生与现场设备实现虚实结合,打造第五代智能管片生产线,加强生产流程的智能化管理,同时各工序智能化单机设备的技术迭代,提升了运行精度及平稳度。

——在工厂内,自主研发的抹面、喷淋、自动检测等五款混凝土施工机器人以及智能巡检机器人、AGV智能搬运机器人,搭载激光雷达、AI算法、5G通信等模块,通过构建多机器人联动系统,可适应不同类型的应用场景

超级隧道

更要有全产业链能力

关键词:建筑工业化、装备智造、新材料、智慧运维


习近平总书记要求,要加快建设现代化产业体系。国资央企要更好发挥科技创新、产业控制、安全支撑作用。


围绕延链、补链、强链,中铁十四局全力拓展产业链上下游,延伸产业链、完善供应链、提升价值链,争当中国隧道建设全产业链链长。



目前,盾构施工带动形成
“六位一体”大盾构完整产业
可以为跨越长江黄河天堑、高铁进城
打通城市断头路等提供“一揽子方案”


——科技研发:大盾构与地下空间研究院围绕盾构/TBM智能、地下智能装备/工装、新型工艺工法、未来地下空间技术等开展前沿技术研究,研发的新型刀具、智能工装、智能平台等,正在全国各项目进行应用及推广。



——盾构再制造:中铁十四局装备公司作为中国铁建大盾构基地,聚焦高端装备制造业转型升级,推动盾构全产业链发展,促进地下空间建设装备制造。


——管涵预制生产:中铁十四局房桥公司专业预制优势加智能智造助力隧道建设,以精品管片、箱涵等混凝土预制品,撑起坚固的地下“金钟罩”。



——运维保养:中铁十四局电气化公司深度参与地下空间的运营维护业务,掌握通风系统、排水系统、照明系统等的专业维护,打造城市地下空间全寿命周期的守护者。


——盾构耗材:中铁十四局铁正公司研发生产盾构密封油脂、泡沫剂等新材料,牵头多家单位共同制定《盾构机盾尾密封油脂》团体标准,填补了行业空白。

从海底到高山 从江河到城市

中国隧道正向更大、更长

更深、更复杂发展


中铁十四局将持续深化科技创新

让超级装备更智能、核心技术更精进

智能建造更高效、产业链更完善

以无畏的勇气和精湛的技艺

助力更多的超级隧道建设

镌刻更多辉煌印记

来源:中铁十四局

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