文|招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司 陳曉利 李聰
半個(gè)世紀(jì)以來(lái),招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司始終堅(jiān)持科研為立院之本,特別注重科技創(chuàng)新。依托公司眾多科技平臺(tái),緊緊圍繞道路與巖土工程、橋梁與結(jié)構(gòu)工程、隧道與地下工程、交通與節(jié)能工程、環(huán)境與水保工程、景觀與建筑工程、車輛工程、智能交通工程等,針對(duì)公路建設(shè)各階段面臨的技術(shù)難題,開展相關(guān)理論與方法、材料、試驗(yàn)檢測(cè)手段與裝備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、軟件等的研發(fā)。
針對(duì)我國(guó)公路隧道運(yùn)營(yíng)中車輛運(yùn)行安全隱患較大、交通事故發(fā)生率高、隧道照明設(shè)施規(guī)模、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用逐年攀升、隧道安全與節(jié)能矛盾日益凸顯等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司(簡(jiǎn)稱“招商交科院”)聯(lián)合20余家政產(chǎn)研用單位聯(lián)合攻關(guān),歷時(shí)13年,每年投入科技人員達(dá)400余工程師,以國(guó)內(nèi)12省、2326座高速公路隧道和城市道路隧道照明數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在公路隧道照明理論、實(shí)現(xiàn)方法、標(biāo)準(zhǔn)體系、裝備開發(fā)方面取了系列創(chuàng)新成果。成果在重慶、貴州、山東等13個(gè)省份、57座隧道(總長(zhǎng)181.597公里)得到推廣應(yīng)用,累計(jì)減少初始投資1809.35萬(wàn)元,近三年累計(jì)節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本7223.62萬(wàn)元。同時(shí),項(xiàng)目成果應(yīng)用于上海三思、山西光宇、重慶極光、陜西華夏和重慶星河等企業(yè)隧道照明產(chǎn)品,累計(jì)新增銷售額32.40億元,社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
組圖:隧道智慧照明系統(tǒng)成套技術(shù)研究與裝備開發(fā)項(xiàng)目典型工程應(yīng)用
項(xiàng)目獲國(guó)家專利授權(quán)16項(xiàng)(其中發(fā)明專利10項(xiàng))、出版技術(shù)專著1部,發(fā)表論文21篇,編制地方標(biāo)準(zhǔn)11部,成果納入交通運(yùn)輸部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》《公路隧道照明燈具》和中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道照明質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)程》中,促進(jìn)了行業(yè)進(jìn)步。
無(wú)論是我國(guó)沿海還是內(nèi)陸,工程建設(shè)中均遇到大量的軟弱地基處理問(wèn)題。以粒料樁、水泥攪拌樁、水泥旋噴樁等為代表的復(fù)合地基法,以其成效快、相對(duì)經(jīng)濟(jì)而受到工程界的廣泛青睞。然而,這些傳統(tǒng)的方法成樁質(zhì)量難以保障,承載力和變形難以控制,更是難以滿足濕地、鹽漬土等特殊區(qū)域環(huán)保、耐腐蝕需求,以及高烈度地區(qū)液化地基抗震、超軟土地基處理的需求,極大地制約了其廣泛應(yīng)用。項(xiàng)目遵循“緊扣地基特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、技術(shù)系統(tǒng)實(shí)用”的總體思路,歷經(jīng)12年聯(lián)合攻關(guān),研發(fā)了土工合成材料約束樁,并對(duì)其應(yīng)用于軟弱地基處理的設(shè)計(jì)方法、施工工藝及質(zhì)量控制等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
內(nèi)蒙古海滿一級(jí)公路濕地軟弱地基處理施工及建成后效果圖
北斗衛(wèi)星邊坡三維變形現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)
項(xiàng)目成果已在內(nèi)蒙古、安徽及國(guó)外十余項(xiàng)重大工程中得到成功應(yīng)用,節(jié)省工程造價(jià)17億元以上,并且支撐安徽泗許高速公路等工程獲得“國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)”、交通運(yùn)輸部設(shè)計(jì)質(zhì)量“李春獎(jiǎng)”。此外,相關(guān)成果獲得中國(guó)發(fā)明專利獎(jiǎng)2項(xiàng),并納入交通運(yùn)輸部《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),入選交通運(yùn)輸部科技成果推廣目錄,為我國(guó)軟弱地基處理,尤其是鹽漬軟土、濕地軟土、高烈度地區(qū)液化粉土、深厚超軟土等特殊軟弱地基處理,提供了環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的新技術(shù),對(duì)大力推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步,促進(jìn)我國(guó)工程建設(shè)技術(shù)走出去,意義極其深遠(yuǎn)。
招商交科院成立于1965年,前身為交通部交通科學(xué)研究院重慶分院,是部屬正廳級(jí)事業(yè)單位;2000年,轉(zhuǎn)制進(jìn)入招商局集團(tuán),成為其全資二級(jí)企業(yè)。招商交科院是國(guó)家認(rèn)定的“國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)”、首批“國(guó)家創(chuàng)新型企業(yè)”、國(guó)家級(jí)“創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地”和“國(guó)家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心”的依托建設(shè)單位,是交通行業(yè)重要的智力密集型科技綜合服務(wù)企業(yè)。招商交科院擁有各級(jí)各類從業(yè)資質(zhì)近60項(xiàng),包括“工程勘察綜合類甲級(jí)”“公路行業(yè)設(shè)計(jì)甲級(jí)”“市政行業(yè)(道、橋、隧)專業(yè)設(shè)計(jì)甲級(jí)”等;培育形成了勘察設(shè)計(jì)、試驗(yàn)檢測(cè)、咨詢監(jiān)理、工程施工、產(chǎn)品制造、信息服務(wù)、設(shè)計(jì)施工總承包、PPP等主營(yíng)業(yè)務(wù)類型;投資組建了從事特殊路面材料研制及鋪裝業(yè)務(wù)的智翔公司,從事智慧高速系統(tǒng)集成及智能產(chǎn)品開發(fā)業(yè)務(wù)的華馳公司,從事索纜產(chǎn)品研發(fā)及安裝業(yè)務(wù)的萬(wàn)橋公司,從事工程監(jiān)理業(yè)務(wù)的中宇公司,從事PPP等大型建設(shè)工程管理業(yè)務(wù)的全通公司,從事生態(tài)環(huán)保、景觀建筑技術(shù)開發(fā)及建設(shè)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的招商生態(tài),從事道路監(jiān)測(cè)、路產(chǎn)管理及交通物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)的招商路信,從事機(jī)動(dòng)車輛質(zhì)檢、試驗(yàn)及咨詢業(yè)務(wù)的重慶車檢院等一批飲譽(yù)行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)。
“隧道智慧照明系統(tǒng)成套技術(shù)研究與裝備開發(fā)”創(chuàng)新成果
?揭示了交通流態(tài)、交通組成、隧道斷面、路面狀態(tài)等信息對(duì)照明需求的影響關(guān)系,建立了基于交通流、交通行為與行車安全的公路隧道照明模型,提出了基于停車視距的公路隧道基本段照明亮度需求計(jì)算方法,通過(guò)提升隧道中間段1亮度、降低中間段2亮度,有效減少隧道洞口區(qū)域尾撞事故發(fā)生,達(dá)到了公路隧道照明設(shè)置兼顧安全與節(jié)能要求。
?揭示了隧道斷面、車輛輪廓、燈具位置、火災(zāi)規(guī)模等信息對(duì)光效性能的影響,提出了公路隧道低位照明設(shè)計(jì)方法、實(shí)現(xiàn)了不改變光源特性提升燈具效能30%以上、提高火災(zāi)工況逃生誘導(dǎo)能力、有效減少封道維護(hù)作業(yè);通過(guò)提取照明需求、運(yùn)營(yíng)工況、燈具特征等信息,揭示了不同照明場(chǎng)景對(duì)照明設(shè)計(jì)配線設(shè)計(jì)的影響機(jī)理,提出了LED照明干線布線方法,實(shí)現(xiàn)配線線纜節(jié)約50%以上;通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與策略驅(qū)動(dòng),提出了公路隧道照明全息控制方法,開發(fā)了本地與云端信息交互控制平臺(tái),實(shí)現(xiàn)隧道照明控制節(jié)能30%以上。
?建立了公路隧道LED照明的產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)、驗(yàn)收及運(yùn)營(yíng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系。
?開發(fā)了功能照明與環(huán)境照明相結(jié)合的雙角度模塊化LED隧道燈,以及模塊化、五統(tǒng)一的LED隧道照明產(chǎn)品系列。
招商交科云眼多維多場(chǎng)邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意
招商交科院先后承擔(dān)了包括國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家973計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、世界自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金、交通部科技計(jì)劃及地方科技計(jì)劃等重點(diǎn)科研項(xiàng)目800余項(xiàng),取得重大研究成果670余項(xiàng),其中國(guó)家級(jí)科技成果近50項(xiàng),省部級(jí)科技成果280余項(xiàng)。招商交科院獲得各級(jí)各類科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)近400項(xiàng),包括國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)22項(xiàng),省部級(jí)科技獎(jiǎng)309項(xiàng),地市級(jí)科技獎(jiǎng)60余項(xiàng)。其中,獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)4項(xiàng),國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)7項(xiàng)。2018年,公司共獲得省部級(jí)及以上科技獎(jiǎng)勵(lì)13項(xiàng),有力地支撐了我國(guó)公路工程建設(shè),推動(dòng)了行業(yè)科技進(jìn)步。
國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“西南山區(qū)干線公路路基災(zāi)變過(guò)程控制理論與動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)研究”,針對(duì)山區(qū)公路路基防災(zāi)減災(zāi)的技術(shù)瓶頸,圍繞西南山區(qū)干線公路典型路基災(zāi)變機(jī)理及其過(guò)程動(dòng)態(tài)調(diào)控,開展路基全壽命風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、路基災(zāi)變演化機(jī)理、災(zāi)害體穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法和災(zāi)變監(jiān)控預(yù)測(cè)技術(shù)等研究,建立典型路基全壽命風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估模型、災(zāi)變過(guò)程控制理論和穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法;開發(fā)路基災(zāi)變監(jiān)控技術(shù)、裝備和預(yù)警、預(yù)測(cè)系統(tǒng);構(gòu)建路基災(zāi)變調(diào)控技術(shù)。為持續(xù)提高公路建、養(yǎng)、管水平,減少路基災(zāi)害損失,滿足群眾對(duì)公共服務(wù)安全的需要提供技術(shù)支撐。
上海入城段高架路S26-7標(biāo)高架橋SPMT快速拆除設(shè)計(jì)施工項(xiàng)目
港珠澳大橋火災(zāi)實(shí)驗(yàn)
港珠澳大橋?qū)嵻嚮馂?zāi)實(shí)驗(yàn)
國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“城市典型交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維安全關(guān)鍵技術(shù)研究”,以城市橋梁、隧道、道路和軌道等典型交通基礎(chǔ)設(shè)施為主要對(duì)象,聚焦量大面廣或后果嚴(yán)重的典型災(zāi)/病害與安全風(fēng)險(xiǎn),著眼于風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、防控預(yù)警、快速診斷和改造處治的安全保障全鏈條技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)防控減災(zāi)和診斷處治的核心技術(shù)與重大平臺(tái)裝備的新突破,構(gòu)建我國(guó)“快速、低影響、高可靠”的城市典型交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維安全保障技術(shù)與裝備體系。通過(guò)項(xiàng)目示范與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,顯著提升我國(guó)城市典型交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維安全風(fēng)險(xiǎn)防范能力與應(yīng)急技術(shù)水平。
“軟弱地基土工合成材料約束樁處理技術(shù)及工程應(yīng)用”創(chuàng)新成果
?發(fā)明了2種土工合成材料約束樁。利用土工合成材料(土工織物、土工格柵等)形成環(huán)向約束,創(chuàng)造性地發(fā)明了土工合成材料散體樁和土工合成材料材料輕質(zhì)活性材料樁,有效解決了這類置換樁長(zhǎng)期困擾工程界成樁質(zhì)量難以保障的技術(shù)難題;基于室內(nèi)試驗(yàn),揭示了土工合成材料約束樁的力學(xué)特征及破壞機(jī)理,奠定了設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。
?創(chuàng)建了系統(tǒng)實(shí)用的土工合成材料約束樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)方法?;谀P驮囼?yàn)和數(shù)值分析,揭示了土工合成材料約束樁復(fù)合地基的力學(xué)特征及破壞機(jī)理;建立了土工合成材料約束樁樁體設(shè)計(jì)計(jì)算方法、復(fù)合地基承載力、穩(wěn)定性和沉降設(shè)計(jì)計(jì)算方法;結(jié)合工程實(shí)踐,提出了復(fù)合地基設(shè)計(jì)總體控制思路、材料要求和典型結(jié)構(gòu)型式。
?研發(fā)了土工合成材料約束樁施工裝備及施工質(zhì)量控制技術(shù)。針對(duì)土工合成材料約束樁結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研發(fā)了土工合成材料約束樁施工裝備;創(chuàng)建了工合成材料約束樁軟弱地基處理的施工工藝及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。為高效、高質(zhì)量施工及施工質(zhì)量保障提供了有效的技術(shù)手段。