智造深汕 引領(lǐng)擴(kuò)建

■文/圖｜詹桃 張力心

作為廣東省目前里程最長(zhǎng)的高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，全長(zhǎng)約146公里的深汕西高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目緊扣“智造深汕，引領(lǐng)擴(kuò)建”理念，以科技創(chuàng)新推動(dòng)了工程質(zhì)量和效率的雙提升。

項(xiàng)目全球首創(chuàng)樁梁一體化智能造橋機(jī)，效率提升3倍。

深汕西高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”）由廣東省交通集團(tuán)有限公司投資建設(shè)，于2019年底正式動(dòng)工，全線按照雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施改擴(kuò)建，預(yù)計(jì)2024年建成通車。深汕西改擴(kuò)建項(xiàng)目積極貫徹落實(shí)“把握高質(zhì)量發(fā)展根本要求，著力推動(dòng)質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革”的要求，以創(chuàng)新低碳的技術(shù)為項(xiàng)目提質(zhì)增效。

為打造行業(yè)樣板工程，項(xiàng)目積極研發(fā)推廣“十大全國(guó)首創(chuàng)技術(shù)”，以實(shí)現(xiàn)智能建造技術(shù)質(zhì)的突破，進(jìn)而有效促進(jìn)行業(yè)升級(jí)、帶動(dòng)智能制造裝備迭代，為推動(dòng)高速公路改擴(kuò)建高質(zhì)量發(fā)展，探索出了一條以標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化、機(jī)械化、信息化、自動(dòng)化為核心的智能制造新路徑，為高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目提供了可借鑒的“廣東樣板”。

流水運(yùn)轉(zhuǎn) 火力全開

在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，24小時(shí)連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)、產(chǎn)能提升5倍……作為“十大全國(guó)首創(chuàng)技術(shù)”之一，小型預(yù)制構(gòu)件全自動(dòng)化生產(chǎn)線的投用讓項(xiàng)目建設(shè)跑出了“加速度”。

項(xiàng)目點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，結(jié)構(gòu)物多，路基、邊坡和隧道排水溝砌筑等工作十分繁雜，小型預(yù)制構(gòu)件需求量達(dá)608.5萬(wàn)塊。小型預(yù)制構(gòu)件全自動(dòng)化生產(chǎn)線恰恰解決了小型預(yù)制構(gòu)件種類多、數(shù)量大的問題。

“這套自動(dòng)化生產(chǎn)線一套流程只需9個(gè)小時(shí)，可滿足70個(gè)模具同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，每天能完成1.6萬(wàn)件小型預(yù)制構(gòu)件?！睆V東省高速公路有限公司深汕西分公司擴(kuò)建管理處總工程師邱志雄介紹，該流水線各功能區(qū)通過(guò)信息與通訊技術(shù)智能聯(lián)接，再配合機(jī)械臂、傳送帶等機(jī)械介質(zhì)，可使集中加工、集中生產(chǎn)、集中供應(yīng)的效用得到最大發(fā)揮，且該生產(chǎn)線不受場(chǎng)地和天氣影響，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)自動(dòng)化作業(yè)，大大提高了作業(yè)效率，拉滿施工進(jìn)度條。

除小型預(yù)制構(gòu)件全自動(dòng)生產(chǎn)線外，項(xiàng)目還全國(guó)首創(chuàng)了5條生產(chǎn)線，包括輕型全高度系列裝配化預(yù)制擋墻生產(chǎn)線、基于大型振動(dòng)臺(tái)無(wú)人工振搗技術(shù)的橋梁預(yù)制構(gòu)件智能制造生產(chǎn)線、公路隧道鋼拱架全自動(dòng)加工生產(chǎn)線、基于“先進(jìn)制造設(shè)備+智能生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)”的瀝青路面集料設(shè)計(jì)化生產(chǎn)線，引領(lǐng)高速公路建設(shè)領(lǐng)域采用新技術(shù)、新工藝，有效發(fā)揮流水線在施工生產(chǎn)中的重要作用。

在項(xiàng)目高效推進(jìn)的同時(shí)，流水線化生產(chǎn)也帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。據(jù)了解，小型預(yù)制構(gòu)件全自動(dòng)化生產(chǎn)線先后帶動(dòng)7家設(shè)備生產(chǎn)廠家從事設(shè)備制造，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件達(dá)32.5萬(wàn)立方米；裝配化預(yù)制擋墻生產(chǎn)線已與1家設(shè)備生產(chǎn)廠家合作，生產(chǎn)預(yù)制擋墻達(dá)9630平方米；采用廣東首創(chuàng)中型預(yù)制構(gòu)件的新澤西護(hù)欄生產(chǎn)線，已推動(dòng)6家設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件達(dá)11.12萬(wàn)立方米，涉及預(yù)制梁生產(chǎn)線廠家8家，生產(chǎn)梁片達(dá)11233片。

攻堅(jiān)克難 架橋挖隧

項(xiàng)目沿線所經(jīng)區(qū)域斷裂構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)條件差，同時(shí)面臨多次大修后既有路面剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)組合多樣、新建大跨扁平隧道群地質(zhì)條件差、跨海特大橋拆除重建施工組織復(fù)雜等難題，項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)難度極高。

為保障施工質(zhì)量，穩(wěn)步推進(jìn)建設(shè)進(jìn)度，項(xiàng)目注重創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，通過(guò)智能舉措，全面推進(jìn)裝配化施工，努力打造“智慧新擴(kuò)建”品牌。

樁梁一體化智能造橋機(jī)在梅隴大橋建設(shè)中的應(yīng)用，就是項(xiàng)目這一理念的生動(dòng)體現(xiàn)。梅隴大橋全長(zhǎng)5487.2米，共需1368根預(yù)制管樁，架設(shè)684片預(yù)制蓋梁及2736片預(yù)制雙T梁，建設(shè)難度大，是項(xiàng)目的關(guān)鍵控制性工程之一。

為實(shí)現(xiàn)大橋高質(zhì)量建設(shè)，項(xiàng)目自主研發(fā)了樁梁一體化智能造橋機(jī)，可以同時(shí)提供預(yù)制管樁懸臂施工作業(yè)面、蓋梁支撐作業(yè)面、蓋梁支撐施工作業(yè)面、預(yù)制梁板吊裝作業(yè)面4孔作業(yè)面，打破了單孔作業(yè)面施工的局限性，實(shí)現(xiàn)了樁基礎(chǔ)、橋梁下構(gòu)、梁板架設(shè)等多個(gè)工作面協(xié)同作業(yè)。樁梁一體化智能造橋機(jī)的研發(fā)應(yīng)用，使得梅隴大橋單跨施工僅需5天，比傳統(tǒng)橋梁施工效率提高了至少3倍，并且無(wú)需修筑施工便道，不占線外用地，避免了對(duì)鳥類棲息地植被的破壞，同時(shí)大大減少了搭設(shè)、拆除棧橋的建設(shè)成本，降本增效明顯。

在隧道施工中，項(xiàng)目借鑒高鐵施工的成功經(jīng)驗(yàn)，采用單洞四車道山嶺隧道全工序機(jī)械化施工方式，在以左線長(zhǎng)2327米、右線長(zhǎng)2321米的城仔山隧道為首的隧道群推行機(jī)械化施工。

“對(duì)于長(zhǎng)距離大深埋的長(zhǎng)大隧道施工來(lái)說(shuō)，提升安全性的最好選擇是采取機(jī)械換人的方式?！表?xiàng)目鲘門辦事處工程辦主任李曉華介紹，在城仔山隧道施工過(guò)程中，項(xiàng)目全國(guó)首創(chuàng)單洞四車道山嶺隧道全工序機(jī)械化施工技術(shù)，應(yīng)用隧道全結(jié)構(gòu)全尺寸質(zhì)量可視化智能管控系統(tǒng)，共設(shè)置超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、開挖掘進(jìn)等9個(gè)工序作業(yè)線，并在每條作業(yè)線上配套機(jī)械化設(shè)備，如全電腦三臂鑿巖臺(tái)車、懸臂式掘進(jìn)機(jī)、混凝土濕噴機(jī)械手等。項(xiàng)目首次將“一洞九線”全工序大型機(jī)械化配套施工用于隧道施工，實(shí)現(xiàn)了隧道建設(shè)的全流程機(jī)械化。較傳統(tǒng)隧道施工工藝，該技術(shù)可將效率提高約兩倍，符合安全快速、綠色耐久高品質(zhì)建造的隧道施工要求。

這些舉措有效提高了項(xiàng)目的工業(yè)化水平，在高速公路橋梁、隧道工業(yè)化建設(shè)等方面作出了有益探索，并為同類型高速公路橋梁、隧道高質(zhì)量建設(shè)積累了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

項(xiàng)目首次將“一洞九線”全工序大型機(jī)械化配套施工用于隧道施工，實(shí)現(xiàn)了隧道建設(shè)的全流程機(jī)械化。

重器開路 質(zhì)效雙升

在項(xiàng)目邊坡防護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)，幾名工作人員正在操作著兩臺(tái)擁有“長(zhǎng)手臂”的“大家伙”——錨固臺(tái)車、開槽格構(gòu)梁安裝綜合作業(yè)車，精準(zhǔn)劃定邊坡上的每一塊“田字格”。

項(xiàng)目沿線地形起伏多變，邊坡最大高度達(dá)51米，復(fù)雜的地質(zhì)條件對(duì)邊坡防護(hù)施工提出了更高的要求。為此，項(xiàng)目專門針對(duì)邊坡防護(hù)設(shè)備開展技術(shù)攻關(guān)，并全國(guó)首創(chuàng)由一臺(tái)錨固臺(tái)車和一臺(tái)開槽格構(gòu)梁安裝綜合作業(yè)車組成的邊坡錨桿錨索框架格梁裝配化施工成套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)邊坡機(jī)械化施工領(lǐng)域的“零突破”。

在將坡面開挖完成并整平底部平臺(tái)后，具有多功能作業(yè)模塊的綜合作業(yè)車率先“登場(chǎng)”，在坡面上開出一道道垂直交錯(cuò)的槽溝。錨固臺(tái)車緊隨其后，在槽溝交錯(cuò)處迅速鉆孔的同時(shí)，安裝錨桿并在孔內(nèi)注漿，為邊坡搭建“骨架”。隨后，綜合作業(yè)車再次“上場(chǎng)”，通過(guò)機(jī)械臂架的快換接頭接換機(jī)械抓手，進(jìn)行格構(gòu)梁安裝等作業(yè)，如此便完成了單級(jí)坡防護(hù)施工。依次循環(huán)，項(xiàng)目真正實(shí)現(xiàn)了邊坡“開挖一級(jí)，防護(hù)一級(jí)”，在保證施工有序進(jìn)行的同時(shí)有力保障了施工安全。

項(xiàng)目研發(fā)小型預(yù)制構(gòu)件全自動(dòng)化生產(chǎn)線，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

“傳統(tǒng)邊坡防護(hù)施工多以搭設(shè)支架、人工開槽、現(xiàn)澆成型為主，一般需要12人至15人，17米長(zhǎng)的單條縱梁施工就要耗費(fèi)108個(gè)工時(shí)，施工周期長(zhǎng)?！崩顣匀A介紹，自主研發(fā)成套機(jī)械化裝備后，施工現(xiàn)場(chǎng)不再搭設(shè)平臺(tái)支架，整套流程僅需兩名機(jī)械操作手和5名施工人員，大大減少了材料和人員投入，以單條縱梁施工為例，時(shí)間可被壓縮到20.4個(gè)工時(shí)，效率提高了近5倍，大大加快了施工進(jìn)度。同時(shí)，項(xiàng)目還大范圍推廣預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)組裝，解決了傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工中工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、成品外觀質(zhì)量把控難等問題。

除此之外，項(xiàng)目基于先進(jìn)“制造設(shè)備+智能生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)”打造瀝青路面集料設(shè)計(jì)化生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)路面集料100%高標(biāo)準(zhǔn)工廠化自加工和高效化的全線資源配置，使生產(chǎn)效率和工程品質(zhì)大幅提升，為全國(guó)高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目建設(shè)提供“廣東經(jīng)驗(yàn)”。

智能管控 精細(xì)管理

預(yù)制構(gòu)件流水生產(chǎn)線、裝配化施工模式、高精施工設(shè)備……如何讓諸多“齒輪”緊緊咬合協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，還要依托信息化管控模式。

以“建管養(yǎng)一體化”為核心理念，項(xiàng)目研發(fā)基于GIS的建設(shè)管理和運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)一體化平臺(tái)系統(tǒng)，使之在建設(shè)期，以“實(shí)人、實(shí)地、實(shí)時(shí)、實(shí)物”現(xiàn)場(chǎng)工序管理為抓手，并利用平臺(tái)內(nèi)二維碼技術(shù)，細(xì)化各工序管理，控制關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量與工序?qū)拥娜^(guò)程管理。同時(shí)，項(xiàng)目還啟用“數(shù)字簽名”與“電子檔案”，優(yōu)化施工監(jiān)管步驟，提高管理效率和項(xiàng)目智慧管控水平。

如在預(yù)制梁板的生產(chǎn)過(guò)程中，項(xiàng)目制定管理辦法明確關(guān)鍵指標(biāo)、量化考評(píng)指標(biāo)，并利用平臺(tái)對(duì)梁板生產(chǎn)全過(guò)程溯源，從而依據(jù)考評(píng)結(jié)果按質(zhì)支付資金。該做法有效保證了梁板在生產(chǎn)到支付全周期中的質(zhì)量，為打造優(yōu)質(zhì)工程奠定了良好基礎(chǔ)。

在改擴(kuò)建完成后的營(yíng)運(yùn)期及養(yǎng)護(hù)期，項(xiàng)目將基于智慧公路架構(gòu)和高精度底圖，構(gòu)建“智慧感知-智慧管控-智慧應(yīng)急-智慧數(shù)據(jù)資產(chǎn)”的高速建管養(yǎng)一體化平臺(tái)系統(tǒng)，提升深汕西路段整體營(yíng)運(yùn)管理和服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)工程全過(guò)程智慧管理，為項(xiàng)目高質(zhì)高效推進(jìn)加上“保險(xiǎn)栓”，也為打造全新的智能化高速公路改擴(kuò)建工程提供樣本。

信息化管控只是項(xiàng)目通過(guò)創(chuàng)新促進(jìn)工業(yè)化建造的一個(gè)縮影?！巴ㄟ^(guò)系統(tǒng)化集成化的創(chuàng)新，構(gòu)建起高標(biāo)準(zhǔn)、高效率的工業(yè)化建造模式。”邱志雄說(shuō)，“在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，要圍繞工業(yè)化建造模式做標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，再?gòu)脑O(shè)備、場(chǎng)地規(guī)模等方面出發(fā)進(jìn)行配套，這是我們對(duì)未來(lái)探索的新思路?！备鶕?jù)這一思路，項(xiàng)目在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，形成了先工廠化預(yù)制構(gòu)件，再通過(guò)裝配化、機(jī)械化施工，輔以信息化管控的智能化建設(shè)模式。

項(xiàng)目建成通車后，深汕西高速將作為深圳對(duì)東發(fā)展大動(dòng)脈與國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃中“六軸七廊八通道”的重要組成部分，進(jìn)一步完善粵港澳大灣區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)助力深圳建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義先行示范區(qū)和廣東省“一核一帶一區(qū)”區(qū)域發(fā)展新格局的形成具有重要意義。未來(lái)，隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，項(xiàng)目工業(yè)化、智能化的理念將在公路建設(shè)中有更廣泛的體現(xiàn)與應(yīng)用，進(jìn)一步引領(lǐng)公路行業(yè)發(fā)展。