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        榜樣

        攻世界難題 做最強管片

        記全國五一勞動獎狀獲得者、中鐵十四局集團房橋有限公司
        稿件來源:中央紀委國家監委網站 發布時間: 2021-06-21 08:54:22
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        圖為房橋公司員工正在北京東六環管片預制場智慧工廠數據中心通過信息化平臺管控現場生產。王洋 攝

          正在進行的北京東六環改造工程是北京市第一條大直徑盾構地下道路,也是國內首條在行車通道下方設置疏散救援通道的隧道?!盀榱私ǔ蛇@條隧道,我們運用數字孿生、物聯網技術等建設生產云服務平臺,研發了管片智能倒運、3D檢測、桁架吊裝等最新科技成果,打造了外徑為15.4米、目前國內在建直徑最大的盾構管片?!?月18日,中鐵十四局集團房橋有限公司董事長、總經理趙譽自豪地對記者說。

          除了北京東六環隧道盾構管片,南京長江隧道盾構管片、濟南黃河隧道管片、京張高鐵清華園隧道管片等許多重難點工程的管片都是房橋公司制造的,填補了世界多項技術空白,創造了多個國內第一。房橋公司是五十年代國家在北京房山布局的一家混凝土預制企業,前身為鐵道兵軍工企業。六十多年來,秉承著“不是精品就是廢品”的質量管理理念,房橋公司先后參與了幾十種新型鐵路梁的研發,試制生產了我國第一榀24米、32米雙線整孔簡支箱梁以及40米高速鐵路雙線整孔箱梁,成為推動鐵路發展的“預制試驗先鋒”?!拔逡弧鼻跋?,房橋公司獲得全國五一勞動獎狀,這是該公司繼2020年獲評第六屆全國文明單位后的又一項殊榮。

          “這是我見過的世界上最好的管片”

          2006年,舉世矚目的南京長江隧道開工建設。那時,中國鐵建還從未有人涉足大盾構管片生產領域。時任房橋公司南京長江隧道管片廠項目經理的趙譽,帶領團隊從“零”起步,邁上了大盾構管片預制的新征程。

          “南京長江隧道工程施工,我最擔心的就是管片生產?!敝袊こ淘涸菏垮X七虎在項目開工伊始曾這樣說。錢七虎院士的擔心不是沒有道理的。南京長江隧道是當時國內在建最大直徑隧道,管片外徑14.5米。作為第一個吃螃蟹的人,趙譽團隊不僅沒有任何施工案例可借鑒,工裝設備也沒有成型成熟。

          趙譽知道,作為央企,房橋公司在保障國家重大工程項目順利進展上有著不可推卸的責任,他堅信:“既然該工程能設計出來,我們就一定能生產出來?!弊畛醯膸讉€月,他帶著大家埋頭研究設計圖紙,邊學習邊琢磨生產工藝,同時從原材料選擇、原材料標準、高性能混凝土配合比試驗等方面入手,經過幾十次的混凝土試驗對比,最終確定粉煤灰和礦粉的最佳摻和量,研發出了高性能混凝土。

          根據設計方案,管片生產精度誤差要控制在0.5毫米以內,而且對管片的防水等級、抗滲性、耐久性等都有嚴格要求,質量控制標準相當高。精度要求這樣苛刻,什么樣的裝備才能滿足這些要求?趙譽帶領團隊立項研究適用于管片生產的儀器、工裝設備,研發了大直徑管片翻轉機、垂直吊具、水平吊具等具有自主知識產權的工裝,并取得了發明專利。他們反復研究管片生產的技術工藝,對進口模具進行改造,并調整了組模順序,改進了檢測工藝,使生產出來的管片精度全部控制在0.3毫米以內,達到了不滲、不漏、不裂、無錯臺的拼裝效果。

          管片是隧道質量的重要保證,除了不滲、不漏、不裂、無錯臺,最重要的是要保證安全。為了生產出百分百安全的管片,趙譽聯合西南交通大學的科技人員進行1∶1力學試驗,通過模擬管片在地下的受力狀態,驗證管片結構及設計的合理性,保證了南京長江隧道管片抗滲、防裂、面層光潔。

          “這是我見過的世界上最好的大盾構管片!”趙譽團隊為南京長江隧道預制的30430塊優質管片被德國海瑞克公司專家連連稱贊。該工程榮獲了中國建設工程魯班獎、第十三屆中國土木工程詹天佑獎、2014-2015年度國家優質工程金質獎。

          “把不可能變為可能”

          將于今年10月份通車的濟南黃河隧道是黃河上第一條超大直徑公鐵合建、第一次穿越地上河的盾構隧道,開挖直徑達15.76米,是當之無愧的世界級大盾構工程。作為鉆山入海的隧道整體依托,盾構管片在隧道質量中起著至關重要的作用。

          “隨著隧道直徑增大,管片尺寸也相應增大,管片制作與拼裝精度控制越來越難。如果一環管片質量不過關,就可能對整個工程造成不可估量的損害?!狈繕蚬緷宵S河隧道管片廠總工程師胡云發感到了前所未有的壓力。因為他明白,要想保證管片成型質量,就一定要解決大直徑管片拼裝錯臺這一通病。但是,這一通病,就連業內頂級專家都說不可能解決。

          “我們必須從源頭解決管片拼裝錯臺問題,把不可能變為可能?!焙瓢l白天組織人員對管片生產工藝進行不斷的分析、總結、優化,晚上把自己關在辦公室里翻資料、查數據,反復試驗。他還找到中鐵十四局集團公司大盾構首席專家陳健一起反復研究,并與相關設計院溝通,編制出了管片模具改造實施方案,研發了一種大直徑盾構管片環、縱縫結構傳力面設計及控制方法。

          這個方案,采用環、縱縫結構傳力面設計,在管片的側面、端面拼裝面接觸時,避開邊緣鋼筋保護層位置,改變以往中間使用的可壓縮性質的軟木襯墊,將管片拼裝的“軟接觸”設置成“硬接觸”。這樣一來,不僅可以實現管片邊角不受力,還可以通過混凝土的直接接觸增加管片之間的摩擦力,提高管片拼裝精度,控制管片拼裝錯臺,避免了管片結構開裂,提高了成型盾構隧道的工程質量。此項技術,把業內頂級專家眼中的“不可能”變為可能,促進了管片行業的關鍵性突破。

          “我們要有自己的快速檢測系統”

          為放大專業化優勢,房橋公司在對發展現狀深入分析研判的基礎上,確立了“打造建筑工業化一流企業”的發展戰略,并積極引入、研發智能化設備以提升產品優勢,其中一項標志性的進步,就是混凝土預制構件尺寸快速檢測系統的投入使用。

          房橋公司與這套系統的初次邂逅是在2019年的天津寶坻,那時的它還是一位不折不扣的“外來戶”——所有的設備都是直接采購,公司所能做的僅僅是對著設定好的程序點擊幾下鼠標,而后等待系統的輸出結果。

          輸出結果上的一行行數據不僅體現著產品的優劣,更展示著智能化設備與傳統工業結合的魅力。與簡潔高效的系統相比,費時費力并極可能存在誤差的人工測量明顯是落后于時代的。

          在享受著智能化設備帶來的便利的同時,房橋公司提出了疑問:采購這樣一套系統要付出高昂的成本,該系統是否能持續推廣?除了整體采購,我們能在其中做些什么?

          “我們要有自己的快速檢測系統,如果總是依賴外部廠家,那么系統設計缺陷不能及時彌補,維護保養不能及時響應,而且如果要進行其他產品檢測,還要付出高昂的成本?!狈繕蚬炯夹g研發中心開始對檢測設備進行探索研究。經過一次次分析探討,結合公司產品多元化的發展思路,研發人員將目標鎖定在提升系統柔性上,即讓一套系統適配于不同類型、不同規格的產品。為解決這一問題,公司依托某在建生產項目,收集多種規格產品信息,進行數據建模,結合掃描設備視野范圍,規劃設備運行路徑與產品支架擺放情況。

          但是由于不同混凝土預制構件外觀存在著較大差別,所檢測點位也存在很大不同。如何避免支架干擾成了研發人員面對的首要問題。根據所建模型,研發人員趁夜晚停工期間到生產現場對現有檢測設備進行反復現場調試,努力尋找適合于所有待檢測產品的路徑。經過對產品支架的不斷改進,掃描方案得以確定,房橋公司自己的快速檢測系統一步步形成。

          “從高鐵到房屋再到深水隧道,很多都靠混凝土產品支撐,混凝土預制構件的質量是決定建筑物結構、壽命和安全的關鍵因素之一?!壁w譽說,作為央企,房橋公司有責任研發新產品、新裝備、新生產線,以只做精品的理念帶動行業水平的整體提升。

          目前,房橋公司向研發試驗基地、智慧工廠、智能制造等方面的轉型已初具成效,先后研發出國內首條重載鐵路支承塊自動化生產線、首家公軌合建世界最大直徑管片自動生產線、首條流水機組法高智能CRTSⅢ型軌道板生產線、國內在建最大直徑盾構管片智能生產線、全國首條全自動數字仿真雙塊式軌枕智能生產線。(中央紀委國家監委網站 曹靜靜)

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