北京建工打造地铁工程“智慧工地”
由北京建工土木公司承建的北京地铁6号线西延4标项目为实现地下暗挖的智能化管理,提高工程施工的质量与效率,全面开展技术创新,自主研发了多项科技成果。
中国建筑新闻网 · 通讯员 刘文飞 2017-02-14 15:02

北京建工打造地铁工程“智慧工地”

混凝土自动喷淋养护系统、井下通信定位管理系统、可重复回填注浆系统……由北京建工土木公司承建的北京地铁6号线西延4标项目为实现地下暗挖的智能化管理,提高工程施工的质量与效率,结合工程实际情况,发挥全员智慧,全面开展技术创新,自主研发了多项科技成果,为工程节省349.2万余元。

温湿度自控助力混凝土“变强”

深入车站暗挖基坑,一排排雾化喷嘴不断向导洞顶部喷射水汽,随着仪器显示的时间为零,进水管阀门关闭,只见许许多多水珠挂满洞壁,这就是项目部自主研发的“地下工程高效节水型混凝土自动喷淋养护系统”。

“开启阀门后,水流就会经干管流入支管,并由雾化喷嘴喷出,对待养护混凝土结构进行养护。此时,时间继电器开始计时,传感器开始检测环境体系的温度和湿度,当时间继电器达到设定工作时间时,关闭信号就会发至自动控制阀,干管阀门便会关闭,停止养护。期间,如果温度高于设定上限或湿度低于设定下限时,继电器就会控制干管阀门开启,重新进行养护,如此往复直至养护结束。”北京建工地铁6号线西延4标段项目经理马晓辉将系统运行的方式娓娓道来。

该系统的一大亮点是可在24V安全电压下自动调节结构养护环境的温、湿度,使混凝土结构养护强度增长速率快,避免了温度应力产生的裂缝,提高了混凝土结构的耐久性,延长了使用寿命。以项目的西黄村车站施工为例,人工混凝土养护需配备专业养护人员6-8名,用水约9000吨。使用该技术后,养护用水量减少约8000吨,人工费节约87.5%,用水费用节约88.8%。

阿拉伯数字透露的“注浆智慧”

在暗挖隧道的导洞墙上,每隔一段距离就能看到标注的阿拉伯数字,这便是“可重复回填注浆系统”留下的标记。在隧道导洞的混凝土浇筑完成后,通过堵头上留有的标记,易于找到导管位置,实现重复注浆。

在地铁暗挖施工中,针对围岩变形或坍塌等问题,需要在隧道开挖后立即施作初期支护结构,再对初期支护内侧进行二次加固,组成复合式的永久性支护结构。受混凝土配比、拌制和浇筑温度等因素的影响,二次加固结构与初期支护结构之间存在空隙和混凝土不密实等现象,采用传统方法存在诸多风险,造成施工成本增加,影响施工质量。

为此,项目团队创新研发了“可重复回填注浆系统”,选用硬塑管或钢管等材质较硬、容易固定且不变形的注浆管,并在注浆系统设置止水环、两道单向止水阀和一个密封堵头,有效提高止水效果和防渗漏效果,具有简易、灵活等特点。同时,在注浆管末端设置单向止回吸盘,实现重复注浆,解决了传统注浆系统无法重复注浆的不足,提升注浆效果。

区间工程采用可重复回填注浆系统后,注浆管预埋数量大大减少,节省了工程成本80万元,而且该系统注浆可重复利用率高,若后期有渗漏水现象可继续使用该注浆导管通道进行注浆,减少堵漏时二次钻孔施工,有效提高了工程质量,提升了经济效益。

“千里眼顺风耳”智能上阵

“身处暗挖井下,眼观千里之外,耳闻万里之遥。”这是工人对项目井下通信定位管理系统的赞誉。在地铁施工管理中,常因无法实时与井下进行通信、对人员和设备位置定位,造成资源闲置浪费。通过多次研究实验,项目部管理人员设计了这种基于WiFi网络的管理系统。

从项目管理人员到地下施工工人,人人手中都持有统一配发的三防(防水、防尘、防震)WiFi手机和定位卡片,在架设的施工现场全覆盖WiFi网络下,可在手机上随时传送语音、图片、视频等数据,实现井上下的实时通信、井下图像数据的采集以及掌握人员与机械设备的实时地理位置。同时,井下安装有先进的无线广播设备,可通过室外公放设备和广播喇叭对井下进行广播。项目部还开发了各种面向管理人员的软件,可结合地图查看井下人员工作情况和工作历时轨迹;使用软件提供的视频、语音和广播功能对井下人员进行实时监督和管理等。从空间上、时间上全面准确掌握井下作业人员和机械设备的动态信息,实现施工组织最优化。

该系统的应用,缩短了各工序间耗时,较以往施工效率提高25%以上;节约了人员费用和设备开支,从运营上节约了成本,使资源利用达到最大化。该系统的开发及使用成本投入约35万元,目前减少管理费支出135万元,节约视频装置、洞内水电气、场地租赁、冬施物资等施工成本96万元,为项目节省成本196万元。真正实现了小投入、大产出,达到创效目的。

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