第A07版:营造

打通万重山的“数字隧道”

古人曾感慨“蜀道难,难于上青天!”,但他们更不敢相信,他们的后人却把蜀道打造成“易于上青天”的现代高速公路。在峰峦叠嶂的三峡库区腹地,有一条高速公路正在群山连绵的深山峡谷中穿行,“遇水搭桥、逢山开路”正一米一米向外界延伸……

这条高速公路就是由重庆交通建设集团承建的G6911陕西安康至湖北来凤高速公路的重庆奉节至湖北建始段(简称“奉建高速”)。这条高速公路不仅要上“青天”,而且还要下“地府”,它起于重庆市奉节县的长江边,跨越长江、大溪河,穿越海拔1450米高的天然屏障报丰山、九台山等山脉,在巫山县红椿乡飞播林场附近,进入湖北省建始县境内。

工程之难:胜过“万重山”

在诗仙李白眼里,“轻舟”在谈笑间就过了穿越了长江三峡的“万重山”。而在陆地上要穿越三峡库区,工程建设之难则胜过“万重山”。

在这条造价昂贵的高速公路,最难啃的“骨头”,也是最大的“拦路虎”,莫过于全长12.38公里小营特长隧道。12.38公里的特长隧道要穿越连绵起伏的群山,面临的各种各样的难题不可想象,一系列困难摆在了承担施工任务的重庆建工交建集团奉建高速TJ09工区项目部面前。

一是工程量巨大,二是安全风险大,三是施工难度大,四是环保压力大,五是工期压力大,六是成本管理难度大。这“六大”特点的特长隧道工程,就像一把利刃,架在建设者的“脖子”上。常规的施工作业与管理,已经完全不能胜任这一打通“万重山”的重任,唯有向科技要生产力、向数字化管理要效益这一途径与方法上。

“智慧工地”:掀开隧道施工新篇章

要打通“万重山”的特长隧道,重庆建工交建集团上下一致认为,必须走出一条创新之路,才能完美地建造好一条高速公路,那就是在施工中积极实施“机械化换人、自动化减人、信息化助人、数字化催人”理念。

“我们在施工中,根据隧道长度和围岩稳定的情况,采用凿岩台车进行全断面法施工,从而达到机械化换人的目的。”奉建高速TJ09工区项目部经理张印介绍道。为实现安全掘进,项目部引入了多功能钻机,对隧道前端进行地质超前预报;为提升开挖效率和安全系数,项目部投入三臂凿岩台车掘进;为提高混凝土喷射效率、减少材料损耗、提高隧道壁施工质量,施工过程中使用全电脑控制的湿喷机械手作业;在隧道仰拱架设作业、防水板挂设上,项目部投入自行式液压仰拱栈桥及多功能防水作业台车、二衬台车、二衬养护智能喷淋养生台车等机械设备,把施工人员从繁重的隧道作业中解放出来。

“自动化让我们的施工效率提升了20%。过去,我们通过人工风枪钻孔,需要作业人员18人,而现在只需要13个人就足够了。洞内作业环境、空气质量及工程安全系数都得到了显著改善与提升。”据项目经理张印介绍,小营特长隧道采用自动化施工后,可确保操作人员与开挖掌子面之间保持10米的安全距离,极大降低安全风险。

用“信息化助人”是奉建高速TJ09工区项目部的重头戏。项目部花大力打造了适合特长隧道施工的“八大系统应用”,包括5G传输系统、视频监控系统、气体检测系统、人员定位系统、人车分流系统、应急通话系统、扬尘噪声监测系统、多功能显示系统。

这“八大系统应用”投入运用后,项目部通过将各个系统产生的数据汇至云端平台,使施工现场的视频监控、隧道内有害气体监测、作业人员生产岗位定位、隧道内人流车流等系统协同融合成一套符合特长隧道施工特点的“智慧隧道信息化管理系统”,极大地提高了管理效率和超长隧道的安全掘进效果,在交通建设行业内产生了较大影响。

“数字隧道”:打通“万重山”的利器

小营特长隧道是奉建高速的“卡脖子”的咽喉工程,若没有超人的利器,是无法优质安全地打通“万重山”的。

首先,项目部针对超长隧道在施工进度、质量和成本管理上的难点问题,跨领域融合创新实施了“BIM+三维激光点云助力超欠挖控制”工艺。

其次,项目部利用“5G+先进感知技术”数字化建设,助力保障超长隧道的安全掘进。

再次,项目部对核心生产装备进行数字化改装改造,让这些冷冰冰的钢铁巨人装上智慧的“大脑”、插上数字腾飞的“翅膀”。

最后,项目部构建创新了隧道施工的“数字底座”,以“BIM+电子竣工文件”的方式,助力工程竣工的快捷性。

一个大型工程项目从开工到竣工有多如繁星的文件资料,从各种建筑材料的入场验收、到各个施工工序的施工记录、再到监理的签字验收等等,全都以纸质件形式存在,在工程竣工与交付时,项目部要花大量的人力物力和时间,整理堆积如山的资料,才能把虚幻的数字资产向实体的财务资产转换。

“数字隧道”的积极创建,使小营特长隧道产生显著的建设成效。目前,小营特长隧道已安全掘进过半,隧道用的喷射混凝土使用量从行业平均水平的120%降低到95%;隧道二衬混凝土使用用量从行业水平的15%降到了10%;超欠挖及混凝土损耗得到了有效控制。目前,隧道喷射混凝土与二衬混凝土已节约成本2640万元,预计整个隧道施工结束,将节约成本4800万元。

在质量方面,小营特长隧道质量检验行业主管部门一次性抽检合格率全部在97.3%以上,高于行业平均水平;在成本节约方面,隧道施工设备经过数字化改造后,比传统作业人数减少约54%,同时降低了作业人员的劳动强度。

在社会效益方面,小营特长隧道智能建造技术的集成与应用,“数字隧道”初步建成使用,让重庆建工交建集团树立了“技术领先、管理先进”的良好企业形象,得到了行业主管部门一致好评,为小营特长隧道工程争创各级优质工程奖打下了坚实基础。

目前,奉建高速公路小营特长隧道“智能建造”与“智慧隧道”应用成果丰硕,先后获得重庆市交通局2023年度交通创新十佳典型案例、中国图学会第十二届“龙图杯”全国BIM大赛施工组一等奖等省部级奖项3项,取得国家发明专利及软件著作权4项、国际专利1项,大力助力交通强国的实施。

(通讯员 陈利)

2024-07-11 2 2 建筑时报 content_25966.html 1 3 打通万重山的“数字隧道” /enpproperty-->