

中国甘肃在线讯 近日,中建三局西成铁路XCTJ-4标段吉仓3号隧道顺利贯通。
西成铁路是国家“八纵八横”高速铁路网的重要组成部分,北起青海西宁、南抵四川成都,是连接西北与西南地区的快速铁路干线。其中,由中建三局承建的XCTJ-4标段正线全长24.762公里,合同额26.91亿元,建设内容包括隧道4.5座、桥梁9座、路基8段,并设制梁场一处、制架梁153孔及博拉站一座。标段隧道占比近七成,线路穿越西秦岭中高山区与陇南山地过渡地带,沟谷纵横、地形错综,平均海拔3000米以上,气候条件极端,且沿线经过国家级和省级自然保护区,施工难度与生态保护责任并重。
隧道占比近七成,高原筑路迎来“大机时代”
面对“山高、隧长、高寒缺氧、生态敏感”的现实考题,项目部以机械化换人力、以成套装备提效能,精选适配高原隧道工况的大型机械,构建起涵盖开挖、支护、防排水、衬砌、养护、仰拱全工序的六大作业线。
ZYS113G智能高原型凿岩台车采用全电脑控制、三维扫描仪定位,可承担管棚、超前钻探、爆破孔、锚杆孔等多类钻孔作业,全面适配全断面与微台阶施工工法;LGM312N-G型拱锚一体化台车采用三臂结构、三点精确定位,柴电双动力单元协同发力,拱架安装与锚杆钻孔效率较传统工艺提高约50%;防水板及钢筋安装多功能台车可自动提升土工布与防水板,少量人工辅助即可完成挂设,显著降低了劳动强度。
在衬砌与附属环节,智能化二衬台车增配软搭接、冲顶孔、组合式端头模板,并配套蒸汽养护台车,按设定时间与频次自动喷淋养护,自行式液压移动栈桥则为仰拱施工提供了无死角振捣作业条件。六大作业线环环相扣、首尾衔接,推动高原隧道施工由“人力密集”向“大机协同”加速转变,风险地段作业人数持续压减,施工安全与工效同步提升。

向新而行淬精品,工序革新释放“乘数效应”
在成套装备的基础上,项目部坚持向工艺工装要质量、要效益,把先进工法固化到每一道工序、每一个循环。针对硬质围岩钻爆施工,项目应用聚能爆破技术,在传统爆破方式基础上增设聚能管罩,在初期支护环节,“湿喷机械手+柔性刮板”组合替代传统作业,创新形成“三喷、一刮、一补”施工工艺,初支平整度明显提升,混凝土不密实引发的渗漏水风险同步下降。防排水作业中,泄水孔采用“方形圆孔钢板+三道圆环加固钢筋”精准定位,有效保障泄水坡度。同时钢架间距及垂直度控制工装、锁脚锚管角度控制工装、超前小导管角度控制工装等一批小型工装深度应用,把质量标准转化为可操作、可检验的实物约束,让毫米级精度贯穿施工全程。、

“一平台三驱动”,数字孪生重塑建造全流程
如果说工序革新解决了“怎么干得更快更好”,那么自主研发的数字建造体系,则回答了“如何管得更精更准”。2023年10月,项目组建工作专班,在“隧联网”平台基础上自主研发BIM+GIS协同平台,以全过程数字孪生为基础,融合BIM、GIS与物联网技术,在设计、建造、运维三个阶段和路、桥、隧、厂、站五个场景中集成应用50项数字技术,形成“一平台、三驱动”的智能建造核心架构。
数据驱动管理,让风险“看得见、管得住”。各施工工点布设环境监测装置,对温湿度、噪声、粉尘、污水等实施24小时在线监测,设置绿、黄、红三级预警;隧道二衬台车、开挖台架上的监测仪器实时感知一氧化碳、甲烷、硫化氢等有毒有害气体浓度,洞口水位仪、边坡土压力计、激光测距仪、静力水准仪全天候值守。全场30台视频监控实时回传影像,搭载高精度AI算法的摄像头可自动识别违章作业并抓拍预警,安装于二衬台车的火灾监控通过“烟感+红外”双重识别,联动声光报警。
数据驱动生产,让工厂“会思考、自运转”。项目自主研发智能钢筋折弯机器人,依托六轴机械臂与套料算法,自动完成上料、截断、折弯、分拣全流程作业;小导管数控自动生产线、钢筋焊网数控排焊机通过模型解析软件与中央集控系统,将三维模型数据直接转换为设备指令,自动完成打孔、缩尖、焊接等工序,产品合格率达100%。
数据驱动装备,让大机“能感知、会反馈”。项目对智能三臂凿岩台车、湿喷机、二衬台车进行数字化改造,实时采集钻孔压力、角度、深度,泵送压力、排量,混凝土浇筑温度、拱顶到位状态等关键参数并上传平台,异常情况即时预警,长期依赖操作手经验的质量波动被数据标准有效熨平。
从六大作业线的机械轰鸣,到BIM+GIS平台的数据流转,西成铁路XCTJ-4标以“模数驱动、轴面协同”为关键路径,持续深化数据驱动管理、数据驱动生产、数据驱动设备的核心技术,探索形成一套可推广、可复制的铁路智能建造解决方案。随着西成铁路建设稳步推进,这套扎根高原的“数智施工”范式,将为更多山区铁路和生态敏感区工程建设提供借鉴,为铁路强国建设注入新的动能。

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