■文/圖｜詹桃 張力心

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

項目全球首創(chuàng)樁梁一體化智能造橋機，效率提升3倍。

深汕西高速公路改擴建項目（以下簡稱“項目”）由廣東省交通集團有限公司投資建設(shè)，于2019年底正式動工，全線按照雙向八車道高速公路標準實施改擴建，預(yù)計2024年建成通車。深汕西改擴建項目積極貫徹落實“把握高質(zhì)量發(fā)展根本要求，著力推動質(zhì)量變革、效率變革、動力變革”的要求，以創(chuàng)新低碳的技術(shù)為項目提質(zhì)增效。

為打造行業(yè)樣板工程，項目積極研發(fā)推廣“十大全國首創(chuàng)技術(shù)”，以實現(xiàn)智能建造技術(shù)質(zhì)的突破，進而有效促進行業(yè)升級、帶動智能制造裝備迭代，為推動高速公路改擴建高質(zhì)量發(fā)展，探索出了一條以標準化、工廠化、裝配化、機械化、信息化、自動化為核心的智能制造新路徑，為高速公路改擴建項目提供了可借鑒的“廣東樣板”。

流水運轉(zhuǎn) 火力全開

在標準化設(shè)計的基礎(chǔ)上，24小時連續(xù)自動化生產(chǎn)、產(chǎn)能提升5倍……作為“十大全國首創(chuàng)技術(shù)”之一，小型預(yù)制構(gòu)件全自動化生產(chǎn)線的投用讓項目建設(shè)跑出了“加速度”。

項目點多、線長、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608.5萬塊。小型預(yù)制構(gòu)件全自動化生產(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。

“這套自動化生產(chǎn)線一套流程只需9個小時，可滿足70個模具同時運轉(zhuǎn)，每天能完成1.6萬件小型預(yù)制構(gòu)件。”廣東省高速公路有限公司深汕西分公司擴建管理處總工程師邱志雄介紹，該流水線各功能區(qū)通過信息與通訊技術(shù)智能聯(lián)接，再配合機械臂、傳送帶等機械介質(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)線不受場地和天氣影響，可以實現(xiàn)24小時連續(xù)自動化作業(yè)，大大提高了作業(yè)效率，拉滿施工進度條。

除小型預(yù)制構(gòu)件全自動生產(chǎn)線外，項目還全國首創(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、基于大型振動臺無人工振搗技術(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加工生產(chǎn)線、基于“先進制造設(shè)備+智能生產(chǎn)監(jiān)控平臺”的瀝青路面集料設(shè)計化生產(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。

在項目高效推進的同時，流水線化生產(chǎn)也帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。據(jù)了解，小型預(yù)制構(gòu)件全自動化生產(chǎn)線先后帶動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32.5萬立方米；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9630平方米；采用廣東首創(chuàng)中型預(yù)制構(gòu)件的新澤西護欄生產(chǎn)線，已推動6家設(shè)備生產(chǎn)廠家進行技術(shù)升級，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件達11.12萬立方米，涉及預(yù)制梁生產(chǎn)線廠家8家，生產(chǎn)梁片達11233片。

攻堅克難 架橋挖隧

項目沿線所經(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，項目實施技術(shù)難度極高。

為保障施工質(zhì)量，穩(wěn)步推進建設(shè)進度，項目注重創(chuàng)新驅(qū)動，通過智能舉措，全面推進裝配化施工，努力打造“智慧新擴建”品牌。

樁梁一體化智能造橋機在梅隴大橋建設(shè)中的應(yīng)用，就是項目這一理念的生動體現(xiàn)。梅隴大橋全長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，是項目的關(guān)鍵控制性工程之一。

為實現(xiàn)大橋高質(zhì)量建設(shè)，項目自主研發(fā)了樁梁一體化智能造橋機，可以同時提供預(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，實現(xiàn)了樁基礎(chǔ)、橋梁下構(gòu)、梁板架設(shè)等多個工作面協(xié)同作業(yè)。樁梁一體化智能造橋機的研發(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，并且無需修筑施工便道，不占線外用地，避免了對鳥類棲息地植被的破壞，同時大大減少了搭設(shè)、拆除棧橋的建設(shè)成本，降本增效明顯。

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

“對于長距離大深埋的長大隧道施工來說，提升安全性的最好選擇是采取機械換人的方式?！表椖亏嶉T辦事處工程辦主任李曉華介紹，在城仔山隧道施工過程中，項目全國首創(chuàng)單洞四車道山嶺隧道全工序機械化施工技術(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、開挖掘進等9個工序作業(yè)線，并在每條作業(yè)線上配套機械化設(shè)備，如全電腦三臂鑿巖臺車、懸臂式掘進機、混凝土濕噴機械手等。項目首次將“一洞九線”全工序大型機械化配套施工用于隧道施工，實現(xiàn)了隧道建設(shè)的全流程機械化。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。

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

重器開路 質(zhì)效雙升

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

項目沿線地形起伏多變，邊坡最大高度達51米，復(fù)雜的地質(zhì)條件對邊坡防護施工提出了更高的要求。為此，項目專門針對邊坡防護設(shè)備開展技術(shù)攻關(guān)，并全國首創(chuàng)由一臺錨固臺車和一臺開槽格構(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，實現(xiàn)邊坡機械化施工領(lǐng)域的“零突破”。

在將坡面開挖完成并整平底部平臺后，具有多功能作業(yè)模塊的綜合作業(yè)車率先“登場”，在坡面上開出一道道垂直交錯的槽溝。錨固臺車緊隨其后，在槽溝交錯處迅速鉆孔的同時，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”，通過機械臂架的快換接頭接換機械抓手，進行格構(gòu)梁安裝等作業(yè)，如此便完成了單級坡防護施工。依次循環(huán)，項目真正實現(xiàn)了邊坡“開挖一級，防護一級”，在保證施工有序進行的同時有力保障了施工安全。

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

“傳統(tǒng)邊坡防護施工多以搭設(shè)支架、人工開槽、現(xiàn)澆成型為主，一般需要12人至15人，17米長的單條縱梁施工就要耗費108個工時，施工周期長?！崩顣匀A介紹，自主研發(fā)成套機械化裝備后，施工現(xiàn)場不再搭設(shè)平臺支架，整套流程僅需兩名機械操作手和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，時間可被壓縮到20.4個工時，效率提高了近5倍，大大加快了施工進度。同時，項目還大范圍推廣預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場組裝，解決了傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工中工人勞動強度高、成品外觀質(zhì)量把控難等問題。

除此之外，項目基于先進“制造設(shè)備+智能生產(chǎn)監(jiān)控平臺”打造瀝青路面集料設(shè)計化生產(chǎn)線，可實現(xiàn)路面集料100%高標準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，為全國高速公路改擴建項目建設(shè)提供“廣東經(jīng)驗”。

智能管控 精細管理

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，項目研發(fā)基于GIS的建設(shè)管理和運營養(yǎng)護一體化平臺系統(tǒng)，使之在建設(shè)期，以“實人、實地、實時、實物”現(xiàn)場工序管理為抓手，并利用平臺內(nèi)二維碼技術(shù)，細化各工序管理，控制關(guān)鍵質(zhì)量指標，實現(xiàn)計量與工序?qū)拥娜^程管理。同時，項目還啟用“數(shù)字簽名”與“電子檔案”，優(yōu)化施工監(jiān)管步驟，提高管理效率和項目智慧管控水平。

如在預(yù)制梁板的生產(chǎn)過程中，項目制定管理辦法明確關(guān)鍵指標、量化考評指標，并利用平臺對梁板生產(chǎn)全過程溯源，從而依據(jù)考評結(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)。

在改擴建完成后的營運期及養(yǎng)護期，項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)一體化平臺系統(tǒng)，提升深汕西路段整體營運管理和服務(wù)水平，實現(xiàn)工程全過程智慧管理，為項目高質(zhì)高效推進加上“保險栓”，也為打造全新的智能化高速公路改擴建工程提供樣本。

信息化管控只是項目通過創(chuàng)新促進工業(yè)化建造的一個縮影?！巴ㄟ^系統(tǒng)化集成化的創(chuàng)新，構(gòu)建起高標準、高效率的工業(yè)化建造模式?！鼻裰拘壅f，“在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，要圍繞工業(yè)化建造模式做標準化設(shè)計，再從設(shè)備、場地規(guī)模等方面出發(fā)進行配套，這是我們對未來探索的新思路。”根據(jù)這一思路，項目在設(shè)計標準化的基礎(chǔ)上，形成了先工廠化預(yù)制構(gòu)件，再通過裝配化、機械化施工，輔以信息化管控的智能化建設(shè)模式。

項目建成通車后，深汕西高速將作為深圳對東發(fā)展大動脈與國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃中“六軸七廊八通道”的重要組成部分，進一步完善粵港澳大灣區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施，對助力深圳建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(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，隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，項目工業(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，進一步引領(lǐng)公路行業(yè)發(fā)展。