中铁二十三局集团沈白高铁项目部激励职工立足岗位,从“小”做起,围绕设备改进、工艺创新、设计优化等困扰施工生产的重难点问题,挖掘员工“脑黄金”、奉献“金点子”,让“五小”创新热潮如星火点缀,不仅开出了“智慧花”,还结出了降本提速增效的“金果子”。
实用专利:新型隧道开挖台车“一举多得”
长期以来高速铁路隧道相对较宽的断面开挖作业一直延用简易的开挖台架。简易开挖台架两侧作业平台与断面轮廓之间存在较大的空间,平台作业人员存在一定安全风险。且开挖台架相对笨重,移动需要铲车和人工配合,导致施工投入大、效率低、耗时长,影响进度。
如何破解传统隧道开挖台架作业效率低、进度慢这道难题,研制一种新型高效、安全的开挖台车成了中铁二十三局集团沈白高铁项目部技术人员牵肠挂肚的一桩心事,并纳入了技术攻关计划。攻关小组成员经过研究分析标段内隧道的施工特点,查阅相关资料,深入施工现场反复观察施工过程中的每个环节,锲而不舍地刨根究底,从中发现问题开阔思路。经过对主体结构设计、受力分析、行走系统、主骨架材质、构件连接形式、焊接工艺等反复理论推敲,模拟计算分析并不断改进。通过热烈的讨论,严谨的数据分析,团队的集体智慧不断升华。“经过一个多月的反复摸索试验和总结改进,一台由台车主框架、工作平台、行走系统、防护系统、电力操控系统等8部分组成,结构简单、安全稳定、操作便捷、施工效率高的新型隧道大断面开挖台车精彩亮相”项目总工程师张强介绍说。如今台车两侧的工作平台,通过伸缩杆适应性匹配其施工宽度运行自如,无需二次移动,既消除了施工安全隐患,又加快了工程进度。
安全可靠、效率高、加工简单,机械及人工费用节省近一半,“台架”摇身变“台车”,收到了“一举多得”的惊喜。目前已在沈白高铁吉林段TJ-6标长青等5座隧道推广应用,先后获得了国家实用新型专利和中国施工企业管理协会工程建设行业高推广价值专利大赛优胜专利奖。
技术创新:高铁隧道加宽段衬砌施工添工法
因高速铁路的运营需求,隧道内特定位置需要安装永久性的射流风机、转辙机等设备。因此,在高铁隧道建设过程中,增设了风机加宽段、下锚段等大断面、异形断面衬砌等区段。上述区段施工无法使用既有常规断面衬砌台车,因断面变化不统一,若采用匹配断面的衬砌台车则增加投入较大且利用率低,从而成为了困扰工程施工的一道难题。
中铁二十三局集团承建的沈白高铁吉林段TJ-6标东山隧道涉及两处风机加宽段衬砌施工。为此,项目部二分部成立了以分部总工程师孙硕为首的风机加宽段衬砌台车施工工法攻关小组。他们集思广益,在借鉴公路隧道错车段衬砌施工做法的基础上,搜集整理了目前国内铁路、公路、地铁等隧道加宽段及异形衬砌施工工艺。同时,结合既有普通断面衬砌台车的物理性能,对既有普通断面衬砌台车增设零部件、提升使用功能的可行性进行了深入探讨和论证,形成了工法雏形。孙硕又趁热打铁多次带领工程技术人员,深入隧道口反复征求现场施工人员的意见和建议。通过面对面的交流启发、分析求证,不断碰撞出智慧的火花。在反复验算施工过程中零配件的抗变性与稳定性基础上,就增加既有台车的竖向支撑梁、横梁及外弧形模板,改善部分配件连接方式;确定竖向支撑梁与普通断面台车面板连接位置;如何克服施工台架重量、刚度低易变形等诸多难题,进行了数次优化和改进,形成了高铁隧道风机加宽段衬砌施工工法,并在东山隧道进口等工程通过了可行性验证,目前已在沈白高铁吉林段TJ-6标广泛应用。
小点子、大收益。新的衬砌台车一次性可衬砌9米长的风机加宽段,进尺速度快,衬砌混凝土表面无错台,外弧形模板安装拆卸方便。同时还可根据混凝土浇筑高度调整模板,进行混凝土溜槽浇筑和砼振捣,有效提高了工程质量。仅以东山隧道内的两处35米风机加宽段衬砌施工为例,与传统工法相比,节约工程成本约四十余万元。投入少、效率高、易操作、安全可靠、节能环保,为今后同类型隧道大断面或异形断面衬砌施工积累了宝贵经验,提供了破解同类问题的“金钥匙”。该工法荣获了中铁二十三局集团“五小”创新创效成果奖。
合理化建议:改变三通组合优化设计降本增效
“隧道防排水施工使用的三通组合,每套节约成本30%,安装工效提高50%,降本增效成果显著”这是中铁二十三局集团沈白高铁项目部,在隧道防排水施工中,提出的“优化环、纵向盲管三通接头配置”合理化建议被采纳后产生的效应。
“隧道原设计排水盲管系统是由环向φ80mm和纵向φ100mm的透水盲管在矮边墙下方采用三通连接后由φ100mm的隧底横向导水管引至深埋中心水沟”中铁二十三局集团沈白高铁项目部项目总工工程师张强介绍说。
该工艺安装条件极其严格,该三通的下部是由固定长度且带弯曲部分的PVC管组成。隧道施工当围岩破碎时易产生超挖情况,三通系统接头无法与岩面有效贴合而悬空,受混凝土浇筑冲击易造成三通接头错位脱口。由于工艺条件限制,易出现三通连接不牢靠现象,而导致隧道排水系统的引流作用失效,甚至引发冻涨的严重后果,存在运营期冻胀风险。
针对原设计三通组合的工艺隐患,以项目经理为首的技术攻关小组,经过数次现场调查、图纸比对、集中研讨、模拟试验,将原来由三部分组成的三通,优化为变径三通及135°弯头两部分。变径三通、下部连接弯头,与环、纵向透水盲管及横向排水管连接处,按实际盲管的外径尺寸加工,根据开挖深度确定连接管的长度,现场实际取材,实现了有效连接,质量得到了保证。仅用3分钟即可完成整套三通组合的安装,并有效控制了受破碎围岩区段超挖、仰拱混凝土施工等工艺因素的影响。
小智慧解决了大问题。经过赤松隧道施工实践,验证了该工艺成果省时高效、节约成本、质量可靠。目前已在沈白高铁吉林段TJ-6标隧道施工全面推广应用。(杨景霜)