聚焦“一局隧道”品牌创建——向科技创新要增量

时间：2024年02月02日作者：闫娜点击量：来源：

　　近日，中铁一局五公司完成的中国中铁重点课题“物联网+无人机+BIM技术+三维激光扫描技术助力项目管理”经评审成果达“国际先进水平”；不仅如此，五公司2023年度共获得14个科技成果奖项，其中省部级及以上奖项10项，集团公司级4项。

　　五公司围绕中铁一局“一优两增两创建”战略目标，聚焦“一局隧道”品牌创建，向科技创新要增量，狠抓科技创优和科技成果转化，加快培育新质生产力，以科技创新推动产业创新，以产业升级构筑新竞争优势、赢得发展的主动权。

　　建章立制让创新无处不在

　　智能建造贯穿于工程建设的全过程，以迎接前所未有的基建难题。

　　中铁一局五公司瞄准绿色化、智能化、高端化方向，建章立制，先后修订了《技术体系建设和技术管理实施细则》《隧道工程研究所工作管理办法》《测绘研究所工作管理办法》《技术创新管理实施办法》，将科技创新融入到日常工作中，形成人人重视创新、人人参与创新、人人热爱创新的企业氛围。

　　根据中国中铁“十四五”科研立项指南、中铁一局2023年科研课题立项指南，及《中铁一局五公司隧道品牌人才、科技、文化三大支持体系建设方案》，五公司认真编制年度课题研究大纲和推进计划，依托隧道工程研究所以及测绘研究所，以高原铁路、宜兴铁路、西渝高铁、西成铁路、杭州机场高铁等项目为平台，从前期的工程精密测绘到隧道开挖掘进、再到后期附属工程建设，打造以隧道智能建造协同管理平台为核心、智能加工预制构件为“周边”的全流程智能化生产。

　　创新改变测量方式

　　高铁途经之处往往是地形复杂崎岖的山区。山岭高耸，丛林密布是传统精测人员获取高铁建设数据所要经历的第一道“天堑”。

　　如何引入多学科先进技术解决越来越复杂的工程信息采集、表达、传递、共享的困难？一直是党的十九大代表、全国劳模、中华技能大奖获得者、中铁一局五公司工匠技师白芝勇思考的问题。2018年白芝勇依托劳模创新工作室提出了物联网+无人机+BIM技术+三维激光扫描技术助理项目管理的科研课题。

　　经过银西铁路、高原铁路、宜兴铁路等多个项目的理论实践与技术攻关，融合倾斜摄影测量与BIM模型，集成了无人机倾斜摄影技术与地理信息系统，实现了三维实景模型与BIM模型精准匹配，任意点坐标的采集，丰富了可视化模型场景；开发了集数据自动采集、传输、分级预警为一体的隧道（深基坑）工程变形监测系统，实现了形变感知、风险预警。隧道三维激光扫描的点云数据采集、裁剪、拼接、降噪技术，为隧道开挖提供了准确的数据支撑，大幅提升了项目标前策划、大临工程方案优化、工程结构物智能检测的效率。

　　极限掘进背后的“超强大脑”

　　解决了高铁线路精测分毫不差的问题，随着铁路建设的推进，另一个关键问题随之显现——复杂地质隧道开挖。

　　五公司在郑万高铁探索智能建造的体系架构、智能设计、智能施工、智能装备、智能协同管理等的基础上，在宜兴高铁项目将机械化施工、信息化管理有效融合，搭建安全、质量、进度、设备管理四大模块为一体的“隧道智能建造协同管理平台”，为复杂地质条件极限掘进提供超强指挥。同时，按照“以工装保工艺、以工艺保质量、以质量保安全”的原则优选设备工装，依托智能建造控制中心，加“芯”注“魂”，将智能化工装设备通过互联网络联通智能建造协同管理平台，通过分析计算及智能判识、决策，实现辅助指挥智能化工装设备施工作业，形成“围岩智能分级、设计参数智能优选、开挖支护智能施工、施工质量智能管控、衬砌质量智能监测、隧道结构智能设计”等功能，形成了隧道建造智能作业线。

　　在隧道建造智能作业线上，智能型全电脑三臂凿岩台车在隧道开挖掘进中将围岩数据实时传输至控制中心与数据库中围岩样本进行对比，实现围岩智能分级，并根据围岩等级情况调整后续施工工序；智能双臂湿喷台车根据参数变化，进行台车自动快速定位，通过三维轮廓扫描，精确喷射混凝土，并自动计算混凝土用量；智能信息化衬砌台车利用智能化及视频监控系统实现信息自动采集实现逐窗分层、对称浇筑，边浇筑边振捣。此外，各作业阶段均形成电子化施工日志，将数据发送至各权限移动终端，各利益相关方进行管理会签，项目管理安全、质量、效率得到了质的飞跃，形成一套安全、快速掘进的工艺工法。

　　“钢筋铁骨”锻造看智能化放“大招”

　　掘进结束后，就要看隧道是否有稳定的支撑体系，而要打造坚实的隧道支撑，则需要大量的钢拱架、钢筋网片、超前小导管、锚杆等钢构件及混凝土。

　　那么，如何实现钢构件生产高效、安全、绿色、品质，为隧道支撑体系建设提供高品质原材料？

　　为此，五公司联合高校研发升级MES智造执行系统、SCADA数据采集与监视控制系统和PHM故障预测与健康管理系统等，致力于打造生产线全流程数字化管理的智能钢结构加工车间，自动完成数据采集和互联互通，实现人、机、料、法、环等全要素的深度互联与全面感知，改变传统作业形态，实现管理和运营效益最大化。

　　据了解，钢构件智能生产线最大的优势是非标的，即可根据隧道施工所需钢构件的尺寸和型号变化实时更改生产线参数，来满足多样化产品的生产需求。以西渝高铁康渝段站前二标智能钢构件加工车间智能超前小导管生产线为例，该生产线可以根据不同直径和长度的导管生产要求，自动调整参数适应生产工序，从导管上料到下料，通过智能传感、激光定位等，多工位协同作业，实现了无人化精准操控。

　　混凝土也可以点“外卖”

　　解决了钢构件的问题，另一个影响隧道支撑的关键因素就是混凝土。混凝土作为工程建设的主要材料，不仅决定了工程实体的质量，还对成本管理有着至关重要的影响。

　　五公司致力于构建商品混凝土“美团”平台，现场技术员实时在混凝土智能管理系统“点混凝土”，远程操作控制系统与混凝土智能管理系统对接后接收到“点餐”订单后，远程操作拌和主机按照系统反应的相应的配合比进行拌和，并监控拌和状态，随后车辆调度管理系统自动分配“骑手”进行配送，每个“骑手”加装GPS,可自动识别拌和基站，通过系统数据分析，实时掌控车辆状态，实现混凝土运输车进场引导、装车排队、出场轨迹跟踪，对出现未按照交警审批路线行驶或者超越电子围栏区域停车实时分析预警，及时发现车辆故障，提高“配送准点率”，有力补足现场混凝土浇筑质量控制短板。

　　同时，智能物料管理系统对物资进出场、原材料使用和原材料追溯全方位精益管理，拌和站对粉罐加装料位检测系统实时检测库存数量，通过物料管理系统实时标记合格（绿色）、待检（红色）材料标识牌，结合远程控制粉罐料场控制锁，防止进场水泥、粉煤灰上料错误，从源头上保证高质量供应混凝土，提高客户满意度。

　　产能快速提升3倍

　　新理念升级新技术、新技术引领新发展。高速铁路建设需要大量的盖板、六棱块、电缆槽、栏片等预制构件。中铁一局五公司在原始施工工艺和施工技术上不断突破和创新，引用整套全自动化生产线和喷淋养护系统替代传统人工生产模式系统，打造兼容生产多种产品品种的混合智能化生产线。据了解，西成铁路智能生产线是目前全国唯一一条可生产空心六棱块的生产线。

　　摆放模具、喷洒脱模剂、布料和振捣成型……，预制功能区的六个标准化工序仅需67秒就可完成，整条生产线相比传统的生产线可节约12个小时，能够满足1296个模具同时运转，每天生产5760件，比传统的生产方式一天1500多件的产能，足足提高3倍多。同时生产线不受场地和外界天气影响，可实现24小时连续自动化作业。

　　此外，项目自动化生产线配备的是先进的恒温恒湿的蒸汽养护，小型预制构件在45°C温度、98%湿度的养护房里养护4小时即可进入到下一步工序，比传统的养护方式缩短了一半时间，大大提高了工作效率，恒温恒湿的蒸汽养护更有助于产品品质的提升。该生产线还可根据工程需求量配套增减生产能力，实现对全线预制构件的动态化生产调整。

　　中铁一局五公司“坚持一切工作到项目”，坚定不移深化改革创新、脚踏实地推动业务系统提升，加快传统产业数字化和智能化转型升级，实现“工厂化生产、流水线施工、标准化作业”，构建工程建设本质安全，夯实隧道品牌建设根基，持续提升企业在传统领域的核心竞争力，在市场机遇中抢占先机，为企业高质量发展提供动能。