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宝兰高铁:“盲肠”段的高铁“升级版”

时间:2018-03-07 15:04来源:网络整理 作者:采集侠 点击:
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  每条高铁开通前,俗称“黄医生”的综合检测车都会开上线路,持续对轨道状态、接触网系统、信号系统等进行综合测试,这就是联调联试。它好比一场毕业会考,只有成绩全部合格的线路才能拿到“毕业证”,按期开通运营。尤其是宝兰高铁要穿越的宝(鸡)天(水)线区段,是老一辈铁路人所熟知的陇海铁路“盲肠”段。

  在3月下旬开始、6月7日结束的这场会考中,宝兰高铁不仅顺利拿到“毕业证”,而且“考”出了令人瞩目的高分。统计数据显示,全线动车累计上线检测里程达48771公里,重联动车组完成上、下行线时速200公里、230公里、250公里、275公里速度级测试,并跑出了时速278公里的宝兰高铁新纪录,平均TQI值保持在1.8至1.9之间。

  “TQI中文意为轨道不平顺指数,这个值越低,说明线路平顺度越高,质量越好。”据中国铁道科学研究院的技术人员介绍,“根据国家颁布的标准,高铁TQI值在7.0以内为合格,而按照业内共识,TQI值在3.0以下属于优秀,宝兰高铁TQI值在1.8至1.9之间,在全路同标准高铁中位居前列。”

  “TQI是高铁建设质量的最终体现,决定其大小的主要因素为路基沉降控制精度和轨道板制造质量。”兰新铁路甘青有限公司副总经理王效有说,“宝兰高铁TQI值处于1.8至1.9之间,这要归功于多项措施,其中最为关键的是成功研发并应用线下工程沉降观测信息化预警管理系统,严把原材料入口关,认真开展第三方检测。”

  沉降观测、控制是保证无砟轨道线路高平顺性、高稳定性的关键工作,这是一个难度很高的技术活。作为我国在西部湿陷性黄土山区修建的第一条高等级铁路客运专线,宝兰高铁的沉降控制工作更是难上加难。“湿陷性黄土的典型特征是遇水下沉,承载力小,就好比土地上洒下水后,人踩上去会留下深深的脚印。如果在上面建东西会往下沉,甚至塌下去。”甘青公司工程部副部长王华光介绍,在湿陷性黄土地质中修建高铁,极易出现沉降变形,施工难度很大,对沉降控制精度有很高要求。

  为了破解这个独家地质难题,甘青公司和西兰客运专线陕西有限责任公司咬住技术创新不放松,组织相关科研院所和施工单位成立科技攻关小组,开展高速铁路线下工程沉降观测与评估信息化管理技术研究,在全路率先研发投用了线下工程沉降观测信息化预警管理系统。

  依托互联网+沉降观测技术,这套系统实现数据自动采集传输、自动处理、自动反馈,规避了人为干预数据采集和处理过程,保证了数据真实性和处理反馈及时性。在施工现场,观测人员拿出专用手机,用拇指轻轻一点,电子水准仪的观测数据便通过蓝牙自动上传、存储并生成沉降变化曲线图。施工、监理人员和甘青公司、西兰客专陕西公司的技术以及管理人员打开手机APP和电脑,均能实时查询、分析沉降变化,掌握沉降规律,预估后续沉降趋势,从而对症下药,提高施工精度。

  采访期间,每当问及这套系统时,现场施工人员无不竖起大拇指。中国铁建十四局集团宝兰高铁甘肃段项目部工程部副部长栗政国说,他们承建的宝兰高铁13标段位于兰州市榆中县和兰州高新开发区境内,线路长度25公里,地质全部为砂质黄土,标段内7座隧道地基全为湿陷性黄土,厚度近30米,施工中容易塌方、下沉,施工难度大。“在仔细研究了沉降变化曲线图后,我们优化施工方案,采用‘自进式无排土无振动挤密器’工艺实现无振动施工,攻克软弱地质这个难关,很好地满足了设计要求的沉降值。”栗政国说。

  自2015年1月新系统在宝兰高铁“上岗”以来,全线共布设842个观测段、9128个观测断面、27226个观测点,累计记录观测数据182.8万组。依靠这些数据,全线建立了客观真实、及时准确的观测数据库,实现了沉降观测的可靠可控,让特殊地质的施工难题迎刃而解,质量隐患“无处藏身”。相关施工单位根据观测结果对路基、桥梁、隧道等15段共计27处沉降出现异常的工点及时采取设计补强措施,使线路沉降得到有效控制和防治。这套系统不仅为宝兰高铁无砟轨道基础工程施工和运营后线路平稳性奠定了基础,而且也为类似地质条件的高铁建设积累了数据和经验。

  在高铁建设领域,无砟轨道表面混凝土在浇筑一段时间后会因日晒、水侵而出现细小的裂纹,这被认为是正常现象。但在宝兰高铁,这种细小的裂纹却很难见到。其中的奥秘就藏在实验室和混凝土拌和站里。

  当2万多个观测点上的水准仪紧紧“盯”住地下的沉降变化情况时,配置在全线实验室和混凝土拌和站的质量管理系统也在24小时运行,将不符合设计标准的水泥、砂子、钢筋等原材料拒之门外。这是甘青公司和西兰客专陕西公司借助互联网+技术建立的原材料把关体系,它们对保证线路质量尤其是无砟轨道质量同样功不可没。

  原材料是工程质量的源头。为了把好原材料入口关,宝兰高铁推广应用了工地试验室和混凝土拌和站信息化管理系统,全线试验室128台数据采集设备和62座拌和站内的124台搅拌机全部实现信息化管理,信息系统安装率100%。

  工地试验室承担着施工现场绝大部分原材料进场检测工作。试验室信息化管理系统自动采集原始数据,通过互联网将数据上传至管理平台数据库。数据库具有不可更改性,有效遏制了试验工作中“假数据”的现象,保证了进场原材料质量。当实时上传的试验数据不合格时,系统会自动向建设、施工和监理单位管理人员发出信息报警,建设单位根据报警信息督促参建单位将不合格材料清场,并上传清场影像资料至信息化管理平台,以便质量追溯。

  混凝土是生成轨道板的重要原材料。与实验室信息化管理系统的功能类似,混凝土拌和站信息化管理系统也十分智能:它能够在混凝土生产过程中实时采集、上传并分析材料用量和搅拌时间等数据;当采集数据与理论值出现偏差时,会根据严重程度分别向建设、监理和施工单位管理人员报警,督促管理人员将生产的不合格混凝土用于临时工程或报废处理。

  “自动采集数据、超标自动报警、数据不可更改”等特点,让实验室和混凝土拌和站信息化管理系统犹如铁面无私的卫士,忠诚捍卫着宝兰高铁的各项设计标准。面对这两个“卫士”,各施工单位在质量问题上不敢有丝毫马虎。中国中铁隧道集团宝兰高铁14标项目部党工委书记杜正彩介绍,和以往相比,宝兰高铁施工使用的材料在质量、温度、配料比例等方面的要求更加严格,“骨料配料误差不超过±2%,粉料、水、外加剂配料误差不超过±1%,冬季施工期混凝土温度不能低于5摄氏度。”为确保工程质量,项目部投资600万元建设了一座标准化拌和站,“水泥是最高标号的,砂料是从临洮购进的洮河砂,每立方米方的成本高达180元。”杜正彩说。

(责任编辑:dre)
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