开挖到成型全部实现机械化 杭温铁路二期隧道施工工装创新升级

近日,在浙江交通集团杭温铁路二期站前7标施工现场,工人正操作着标准化机械设备,有条不紊地推进项目最长隧道木匪岭隧道的掘进工作。
自今年10月,杭温铁路二期实施“忠实践行‘八八战略’ 奋力打造‘重要窗口”立功竞赛以来,以竞赛为抓手,杭温铁路二期大干快上,全线近6000多名建设人员奋战在隧道内开挖进度比拼、隧道衬砌养护提升比拼、钢筋生产产量提升等多个赛场,多维度提升工程建设质量,提高施工作业效率,引领行业技术变革与发展。
据了解,木匪岭隧道全长10.24千米,作为特长隧道是杭温铁路全线的重点控制性工程,由中铁上海工程局一公司承建。在施工过程中,项目部创新性采用成套化工装施工工艺,将原本不起眼的工序纳入隧道质量管控体系,用“工装保工艺,工艺保质量,质量保安全”,大力开展机械换人、自动化减人工作,以立功竞赛促进工程建设创新创效、人才技能提升,打造铁路建设样板工程。
定向爆破 隧道精准施工
爆破是隧道工程建设的第一关。传统施工过程中,爆破之后的隧道轮廓不够平整,超挖或欠挖现象影响后续施工,对围岩稳定性的扰动同时带来安全隐患。针对这一问题,站前7标项目部吸取既往工程建设经验,采用水压爆破+聚能管技术。将爆破的能量定向使用,从而最大限度发挥炸药作用,确保光面爆破效果。
“聚能爆破效果好、省时、省力,总体来看更是大量节约了爆破耗材,还能更有效地控制爆破轮廓,提高洞身开挖质量。”中铁上海工程局杭温铁路7标项目指挥长张林介绍道。同时,配合全自动液压三臂凿岩台车,风钻代替了水钻,隧道掌子面施工减少了工人数量,降低了噪音、灰尘对于工人的伤害,机械化开挖保证隧道日均进尺7——8米,单循环时间的减少进一步缩短施工工期,加快施工进度。

三臂凿岩台车
53.7米长栈桥 3道工序同步开展
在木匪岭隧道作业面,有一条长长的“流水式”作业台,仰拱浇筑、仰拱初支、仰拱钢筋绑扎3道工序的工人同步进行作业,互不影响。“隧道施工中,开挖与后续混凝土初支浇筑之间有规定的安全距离,开挖循化加快,后续工期自然也要提速。”站前7标项目总工程师宋飞说。不同于其他工程项目中的全自动液压栈桥,这座栈桥全长53.7米,有效作业面36米,超出常规12米,实现了小型流水作业台的搭设。
不仅如此,项目部还为长栈桥安装了液压和遥控装置,无需人工铺轨,一人操作即可完成前后左右的移动动作,自动化程度和安全性高于目前已知的各类栈桥。
全自动升级 作业高效
越接近洞口处,木匪岭隧道施工的全自动程度越高。“自动挂布防水板台车”在隧道中缓慢向前,滚轴碾压之后,防水板像刷墙一样服帖的铺满了隧道混凝土墙面,从底部到顶部一体成型。“以前防水板的挂设需要工人手动抬至施工点位,耗时耗力不说,施工质量完全仰仗工人的技术。”张林说,4名工人一天最多铺设6米,人工挂设还容易使防水板背后产生空洞,形成质量缺陷。自从应用了“自动挂布防水板台车”,只需要2名操作工人,一天可以完成一模12米的防水板挂设。

拱顶安装分布式压密传感器
同样实现机器换人的还有“自动养护喷淋装置”,隧道二衬浇筑完成后,这种养护装置既可以扩大喷淋的覆盖面,增强喷淋过程的均匀度,也加强了喷淋作业的及时性、精准性,能有效防止裂缝的产生,保证混凝土强度。“从前,工人拿着水管喷水就算完成养护,10.4米高的隧道顶部,是否喷淋到位肉眼很难分辨。”宋飞介绍说,而这台像天线一样的自动养护喷淋装置,成一个弧面覆盖隧道顶部,接着水流顺着墙壁完成隧道两侧混凝土的养护。同时利用数字化自动监测系统,喷淋时间、温度、湿度等养护数据都可完成自动记录并云端分享。

自动行走喷淋台车

隧道养护喷淋系统
基于这些机械设备,站前7标项目部针对隧道施工建立了九台套工装工艺,依托张林隧道专家创新工作室,提出二衬浇筑首件制并在项目全线推广,应用预埋防脱空警示装置,增加2——4小时带模注浆为规定施工工序,由此建立起一套完善的隧道施工标准化体系。
截至目前,木匪岭隧道开挖进度已完成85%,预计明年上半年全部贯通,这也为全线施工目标按计划完成提供了保障。

监制|丁前程 郑莉
编辑|林伟凡
记者|李晓玉 通讯员|高天峰 彭俊杰
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