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《科技动态》2025年第3期

说明
日期:2025年6月19日
点击数:99

 

(石家庄铁道大学科技处、图书馆合办)

目  录

  1. 我校再获2024年度河北省科学技术奖一等奖
  2. 国内首个!蜀道集团四川公路院设计工程斩获桥梁界“诺贝尔奖”
  3. 中铁二十二局斩获5项工程建设科学技术奖
  4. “极端条件下高精度静力触探技术研发及工程应用”达到国际领先水平
  5. “深厚覆盖层基础处理智能振冲控制关键技术及应用”达到国际领先水平
  6. 铁五院明挖长距离下穿复杂铁路站场关键技术达到国际领先水平
  7. 中铁十四局两项架梁工法技术分别达国际、国内领先水平
  8. 中铁二十一局集团五公司成功完成两项科技成果登记
  9. 国家铁路局发布《铁路悬索桥设计规范》
  10. 中铁二十三局在复杂地质隧道建设领域实现新突破
  11. 铁建“智”造闪耀世界舞台
  12. 解码汕头湾海底隧道世界级工程的中国智慧
  13. 中铁十九局华东公司桥梁施工工艺工装创新成果显著
  14. 破解“小、散、虚” 上海交通大学“三路并进”推进有组织科研
  15. 北京科技大学:系统改革推动科技成果跃上“生产线”

1. 我校再获2024年度河北省科学技术奖一等奖

4月21日,河北省召开2024年度科学技术奖励大会。省委书记倪岳峰出席会议,省长王正谱主持。会议对促进我省科学技术进步和经济社会发展作出突出贡献的科学技术人员和组织给予奖励。我校共获得2024年度河北省科学技术奖6项(含参与2项),其中作为第一单位获得一等奖1项、二等奖3项。副校长郝如江在主会场参加会议。

杜彦良院士主持完成项目“复杂环境长大隧道隐蔽缺陷精准检测智能识别关键技术与装备及应用”荣获河北省科学技术进步奖一等奖。该项目聚焦铁路、地铁、公路等严苛环境长大隧道结构隐蔽病害精准检测与智能识别关键难题,攻克了隧道结构隐蔽病害复杂演化机理、检监测一体化智能感知、高效综合评估与智能预测等一系列关键理论与共性技术难题。

信息学院高志伟教授主持完成项目“高铁列控系统电磁干扰仿真与防护关键技术及应用”,张云佐教授主持完成项目“开放场景下轻量化监控视频敏感信息快速浓缩关键技术及应用”,土木学院刘庆宽教授参与完成项目“桥梁超长索缆结构风致振动与控制及其应用”(我校为第一单位)分别荣获河北省科学技术进步奖二等奖。

河北省科学技术奖是代表科技创新能力和综合科研实力在河北省内水平的重要标志。截至2024年度,我校已连续九年将河北省科学技术奖一等奖的殊荣收入囊中,彰显了学校在科研领域的深厚底蕴与持续领先地位。本年度我校获奖率接近50%,这不仅是对我校科研团队辛勤耕耘的高度认可,更是对未来科研探索的激励与鞭策。近年来,学校扎实推进有组织科研,高度重视培育和引导科研团队累积成果,以高质量创新推动科技与产业融合。未来,学校将继续深耕河北,强化特色,探索协同创新,持续输出科技动能。

石家庄铁道大学

2. 国内首个!蜀道集团四川公路院设计工程斩获桥梁界“诺贝尔奖”

近日,2025年国际桥梁大会(IBC)奖项评审结果揭晓,蜀道集团旗下四川省公路规划勘察设计研究院有限公司(以下简称“四川公路院”)设计的“宜宾市岷江大桥加固改造工程”荣获阿巴・利希滕斯坦奖。这一荣誉不仅是国内首个,更是该奖项设立以来首次花落北美地区之外,实现重大突破。同时,这也是四川公路院继2019年合江长江一桥获乔治・理查德森奖、雅康高速泸定大渡河兴康大桥获古斯塔夫・林德撒尔奖后,第3次捧回的IBC大奖。

国际桥梁大会(IBC)是由美国宾夕法尼亚州西部工程师协会主办的国际桥梁学术会议,在世界桥梁界享有极高声誉与影响力。该大会奖项设立于1988年,每年评选一次,共设有7项大奖,且每项每次仅授予一个工程项目。国内的港珠澳大桥、合江长江一桥等著名桥梁工程都曾在此斩获殊荣。其中,阿巴・利希滕斯坦奖自2012年设立,专门表彰在历史悠久桥梁的修复重建中,展现卓越美学价值与创新理念的杰出工程。此次宜宾市岷江大桥获奖,标志着中国桥梁工程在国际舞台上获得更高认可。

始建于1973年的宜宾市岷江大桥,是宜宾首座公路桥梁,也是我国20世纪70年代混凝土拱桥的典型代表,承载着宜宾人民的集体记忆,然而,随着经济发展和交通量剧增,大桥长期超负荷服役。

面对桥梁构件承载力不足、拆除重建工序复杂、施工场地受限且风险高等难题,四川公路院研发出一系列关键加固技术:采用轻型钢混组合桥面板,既减轻桥面恒载,又拓宽桥面;保留并加固主拱圈,使其成为施工纵向通道,同时提升承载能力;创新采用拆除与重建交叉施工流程,科学调整拱上结构重量,确保施工及运营阶段拱圈安全。

2023年9月12日,完成加固改造的岷江大桥全面恢复双向通行,通行能力提升50%,承载能力完全符合现行行业规范标准。此次获奖,不仅是对宜宾市岷江大桥历史与工程价值的高度认可,更是对四川公路院桥梁加固改造技术实力的权威肯定。未来,四川公路院将深入提炼大跨径混凝土拱桥加固改造成套技术,积极推广应用,为提升行业技术水平、推动绿色交通发展持续发力。

【延伸拓展】乔治・理查德森奖是IBC设立最早、影响最大的奖项,旨在表彰近期在世界桥梁工程设计、施工、科研方面取得杰出成就的工程项目;古斯塔夫・林德撒尔奖则颁发给在与环境和谐、美学以及社会参与方面有突出成就的桥梁;亚瑟・海顿奖用于奖励在桥梁工程中展现桥梁艺术的景观创新桥梁;阿巴・利希滕斯坦奖聚焦于历史桥梁修复,专门表彰在这一领域展现出卓越艺术性和创新性的项目;尤金・菲戈奖颁发给桥梁的投资者和设计者;铁路桥奖用于表彰近期在铁路桥梁工程上取得杰出成就的桥梁;超级工程奖则是对最近在特大桥项目设计和建造上取得杰出成就桥梁的嘉奖。

中国公路网

3. 中铁二十二局斩获5项工程建设科学技术奖

近日,中国施工企业管理协会2025年工程建设行业科技工作会议在成都召开,部署2025年中施企协科技工作并为2024年度荣获科学技术奖的项目颁发了奖牌及荣誉证书,中铁二十二局集团公司及所属相关单位申报的科技创新成果一举斩获5项奖项,其中“极复杂岩溶区高速铁路隧道安全建造关键技术”成果荣获工程建设科学技术进步一等奖。

中国施工企业管理协会工程建设科学技术奖,作为工程建设领域极具权威性与影响力的奖项,是经国家科学技术部和国家科学技术奖励工作办公室批准,旨在奖励工程建设行业内对科技创新作出突出贡献的组织、个人以及在国际、国内具有领先水平的科技创新成果。

极复杂岩溶区高速铁路隧道安全建造关键技术(一等奖)

该成果由集团公司联合中铁二院、北京交通大学等多家单位共同完成,研究成果以沪昆高铁(贵州段)岩溶隧道等工程项目为依托,开展了极复杂岩溶区高速铁路隧道安全建造关键技术研究,建立了极复杂岩溶区高速铁路隧道选址的避灾减灾技术,研发了瞬变电磁与核磁共振相组合的超前探水方法,有效提高了极复杂岩溶区隧道建设风险的防控能力;研发了高压富水岩溶隧道分水降压技术,开发了富水充填溶腔隧道上堵下排注浆技术,建立了基于多节头自胀式锚杆的岩溶角砾岩大断面隧道支护体系,实现了高压富水及岩溶角砾岩地层等复杂岩溶隧道安全快速施工;提出了隧道穿越大型溶洞稳定性判定及分类处治方法,形成了高铁隧道穿越大型溶洞的成套技术体系。

敏感城区盾构异形钢环补偿法侧向始发关键技术研究(三等奖)

该成果依托北京地铁昌平线南延工程,针对敏感城区富水粉土地层空间狭小盾构无法正线始发难题,研发了受限场地盾构侧向始发斜切掌子面应力平衡补偿施工方法,开发了异形钢套筒成套装备,解决了富水粉土地层狭小空间盾构始发难题,降低了施工对周边环境的影响;研发了物理力学性能指标与掌子面加固土体相似的填充材料,解决了盾构机侧向始发不均衡切削技术难题;提出了盾构侧向始发信息化施工技术,建立了自动实时监控平台,实现了盾构始发过程实时监控。

敏感城区复杂地层微振爆破及变形控制技术研究(三等奖)

该成果依托青岛地铁1号线和4号线工程,对爆破振动基本理论进行试验总结,并分析了爆破振动的影响因素。创造性地提出了软弱富水砂层“地表注浆+洞内帷幕注浆+地表疏干降水+大管棚+超前注浆导管”相结合的综合加固技术;通过正交仿真试验,对不同地层环境中爆破长度、钻孔深度、装药量对临近桥桩的动力影响规律和影响机制进行了研究,确定了最佳合理爆破施工长度、单孔深度及单孔装药量;基于明挖段爆破施工对既有结构的振动影响研究,提出了“上部机械开挖+下部台阶爆破+桥桩附近静态破碎”动静结合、分区控制的明挖基坑爆破动态控制技术。

地铁盾构近距离下穿公路隧道、铁路双层叠落区施工控制技术与应用(技术发明三等奖)

该成果依托长春地铁6号线盾构施工下穿公路隧道、既有铁路双层叠落区敏感构筑物项目,面对盾构施工敏感风险源的施工难题,通过采用理论分析、预测模型搭建与训练和现场验证相结合的方法,研究形成了地铁盾构近距离穿越双层叠落区段敏感结构变形控制关键技术。该成果授权发明专利5项,授权实用新型专利3项,登记软件著作权3件,省部级工法1项,发表论文8篇。

大跨度连续梁拱双块式无砟轨道施工及配套建造技术(三等奖)

该成果以广清城际北延线项目北江特大桥等工程为依托,针对无砟轨道与大跨度桥梁变形协调技术难题,创建了无砟轨道施工线形“半预压非抬升”及长轨精调线形“温度因素影响梁体高程的半反值进行轨道抬升”预设理念,研发了长轨预精调施工关键技术,揭示了CPⅢ成果变化和不同顺坡长度对长轨预精调的影响规律,总结形成了大跨连续梁拱桥无砟轨道施工技术,推动了双块式无砟轨道施工向智能化、信息化、精益化施工升级。

中国铁道建筑报

4. “极端条件下高精度静力触探技术研发及工程应用”达到国际领先水平

近日,由中国岩石力学与工程学会组织的“极端条件下高精度静力触探技术研发及工程应用”科技成果评价会在北京召开。

评价委员会由中国科学院院士何满潮教授担任主任委员,中机国际工程设计研究院有限责任公司的全国勘察设计大师张炜担任副主任委员。会议由学会代理秘书长杨军教授主持,副秘书长张芳副教授参加会议。

安徽建筑大学党委常委、副校长蔡国军教授代表项目完成单位领导致辞,并代表项目组作成果汇报。项目由安徽建筑大学、中国矿业大学、东南大学与中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司等单位共同完成,项目针对特殊环境测试装备、贯入力学响应机理、数据智能解译算法等技术瓶颈,开展了孔压静力触探技术的理论体系构建、装备迭代开发与数据智能解译研究。建立了考虑极端条件的静力触探小孔扩张解析理论,研发了相应的多尺度模拟方法及可视化试验技术;研发了非常规重力环境的模拟系统及相关的静力触探探头,研制了考虑极端温度影响的静力触探测试及其贯入装备,在长江水下环境孔压静力触探贯入深度创造了世界纪录;提出了静力触探多源数据融合算法及其配套的智能化数据解译方法,建立了参数多元分布模型和可靠度评价方法,解决了极端条件下参数多变和多源数据融合的难题。项目取得了一系列创新性成果,在港珠澳大桥岛隧工程、越南海上风电工程等国内外重要工程中应用,有效提高了我国特殊环境极端条件下高精度静力触探测试技术水平,支撑了国家重大基础设施建设及“三深”国家战略发展。

评价委员会专家听取了项目组的汇报,审阅了相关资料,经质询讨论和评议,评价委员会认为,该项目总体上达到国际领先水平。

评价委员会主任何院士强调指出成果评价区别于鉴定:成果评价中的专家与项目组目标一致,二者共同进一步聚焦问题,挖掘先进性,提炼核心创新点,凝炼成果,并指出成果的提升空间。

中国岩石力学与工程学会

5. “深厚覆盖层基础处理智能振冲控制关键技术及应用”达到国际领先水平

2025年3月21日,由中国岩石力学与工程学会组织的“深厚覆盖层基础处理智能振冲控制关键技术及应用”科技成果评价会在北京召开。

评价委员会由中国科学院何满潮院士担任主任,中国科学院陈祖煜院士担任副主任。代理秘书长杨军教授主持会议。

中国华能集团有限公司水电领域首席专家、泸定分公司工程部主任陈涛代表项目组作成果汇报。该项目由中国华能集团有限公司牵头,联合中电建振冲建设工程股份有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司、成都中大华瑞科技有限公司、清华大学组建研发团队。针对振冲工艺过程人工控制波动性大、控制参数不联动、成桩质量及复合地基质量评价滞后等难题,依托硬梁包水电站首部枢纽基础处理工程进行了深入研究。通过理论分析、数值模拟、试验研究与监测反馈等综合手段,在智能振冲成桩及控制理论、成套施工装备、质量评价体系和智能振冲标准体系等方面取得了一系列创新性成果。授权发明专利13项、软件著作权3项,发表论文8篇,发布企业标准4部。创新成果的应用有效提高了施工过程控制的准确性、可靠性,为高海拔地区国家战略水电工程的实施提供了技术储备,推动了行业技术进步,具有良好的推广应用价值。

评价委员会听取了项目组的汇报,审阅了相关资料,协助项目组进一步聚焦问题,挖掘先进性,提炼核心创新点和创新成果,经质询讨论和评议,评价委员会一致认为,该项目研究成果总体上达到国际领先水平。

中国岩石力学与工程学会

6. 铁五院明挖长距离下穿复杂铁路站场关键技术达到国际领先水平

铁五院技术团队首创了支撑桩+逆做系梁的铁路线路加固系统,结合L型系梁+钢构支座的高低错台处理及便梁紧固装置等措施,降低加固系统横向振幅55%~60%,显著提升了铁路安全。研发了“分区加固、放坡开挖、垂直回填”为核心的明挖长距离下穿施工方法及大跨度多股道D便梁施工技术,解决了场地受限、工效和流水作业要求高、繁忙铁路站场施工等难题。基于物联网技术构建了全过程智能监测系统,揭示了振动荷载、降雨入渗等环境下的结构响应规律,保障了下穿结构的施工及运营安全。

相关研究成果具有较高的创造性和实用性,成功达到国际领先水平,应用于安康城区环城干道江北段下穿安康东站等项目中,首次实现了明挖下穿13股道大范围安全施工。采用此技术成果下穿复杂铁路可有效降低工程投资,缩短施工工期,提高工程质量。

中国铁建

7. 中铁十四局两项架梁工法技术分别达国际、国内领先水平

近日,中国铁建在济南组织召开工法关键技术评审会,由中铁十四局五公司参与研发的“简支箱梁单双线共用运架成套装备架梁施工技术”,被专家组认定为国际领先水平;同时“高铁箱梁运架设备原地调头施工技术”在评审会上被认定为国内领先水平。

目前,两项技术已在该公司雄忻高铁项目全面应用,施工效率大幅提升,施工成本显著降低,施工安全进一步得到保障。

在当前铁路建设快速发展的背景下,高效、经济且适应复杂工况的施工技术成为推动行业进步的关键因素。特别是随着单双线铁路交替、小曲线等复杂线路建设需求的不断增长,传统施工技术与设备的局限性日益凸显。

铁路建设中常面临单双线过渡频繁、施工衔接不便以及小曲线半径对架桥机和运梁车提出严苛挑战等难题。为此,该公司“刘元宝劳模创新工作室”针对高铁项目箱梁架设单双线共用技术进行了深入研发。

在架桥机研发方面,该公司创新性地采用了单主梁、三文腿结构形式,使架桥机能在单双线结构间快速转换,一台设备即可替代传统的两台设备,大幅简化了施工流程。同时,通过不断试验与优化,成功研发出架桥机一步过孔技术,将过孔时间从传统40分钟缩短至20分钟,显著提升了施工效率。

在运梁车研发上,该公司采用整体箱型结构设计,同样具备单双线结构快速转换功能。主梁的拉杆螺栓设计实现了快速安拆,极大提高了设备的通用性和灵活性。同时,专门研发了适用于不同型号、吨位运架设备的原地调头装置,成功解决了施工场地受限导致的运架设备调头困难问题。

该公司现已申请架梁领域专利25项。其中,公开发明专利7项、授权实用新型专利13项、软件著作权5项;形成工法2项,不仅展现了该公司的技术创新能力,更为行业技术进步提供了宝贵经验。

中国铁建

8. 中铁二十一局集团五公司成功完成两项科技成果登记

2025年4月23日,中铁二十一局集团五公司两项发明专利技术成功完成重庆市科技成果登记,分别名为“一种声发射探头固定装置及固定方法”和“用于混凝土螺纹桩复合地基模型试验的后成桩组件及方法”。

一种声发射探头固定装置及固定方法:该技术由该公司与重庆大学联合研发,依托重庆地铁十号项目回填土区隧道工程施工,将声发射探头快速有效的固定于试验岩体上,有效提高了试验效率和声发射数据采集精确度。

用于混凝土螺纹桩复合地基模型试验的后成桩组件及方法:该技术由该公司与集团公司和铁鹰检测公司联合研发,依托该公司在建铁路项目螺纹桩复合地基施工,该技术可以实现了螺纹桩的后成桩工艺,解决了现有试验对螺纹桩的特性和桩-土接触面刚度数据获取精度问题。同时本技术将传感器直接安装于桩体内部,有效提高了对螺纹桩监测数据的准确性。

中国铁建

9. 国家铁路局发布《铁路悬索桥设计规范》

国家铁路局近日正式对外发布铁路行业标准公告,铁路行业工程建设标准《铁路悬索桥设计规范》TB 10096-2025顺利完成制定工作,这标志着我国铁路工程建设尤其是悬索桥领域发展有了更先进的标准体系。

近年来,伴随我国铁路建设的高速发展,铁路悬索桥数量持续增加。五峰山长江特大桥建成投运,不仅解决了悬索桥容易晃动的世界级难题,更成为世界上运行速度最快、运行荷载最大、跨度最大的公铁两用悬索桥;丽香铁路金沙江特大桥正式通车,不仅成为我国首座山区铁路悬索桥,还创下三项世界纪录……一批深水、大跨、特殊地质条件、复杂结构形式的铁路悬索桥建成投运,标志着我国铁路悬索桥建造技术取得历史性突破,达到世界先进水平,为制定铁路悬索桥技术标准积累了丰富经验。

据了解,本次标准制定统一了铁路悬索桥主要设计技术参数,明确了铁路悬索桥结构计算原则与方法,以及铁路悬索桥结构设计原则与构造要求,提出了铁路悬索桥抗风抗震设计的基本原则。同时,本次标准制定还规定了铁路悬索桥的耐久性设计总体要求,明确了施工监控、加劲梁施工高程偏差、索夹螺杆轴力检测等关键技术指标,提出了铁路悬索桥施工和养护维修的总体要求。

科技日报

10. 中铁二十三局在复杂地质隧道建设领域实现新突破

近日,中国铁道学会2024年度科学技术奖揭晓,三公司牵头完成的《攀西地区‘三高’复杂环境特长隧道群安全建造技术及应用》项目荣获科技进步二等奖,标志着公司在复杂地质隧道建造领域实现新突破。

作为西部陆海新通道战略要冲,攀西地区具有高海拔(平均超3000米)、高地应力(最大水平主应力32兆帕)、高地震烈度(Ⅷ度)的“三高”特性,长期被视作隧道建设禁区。依托成昆复线攀西段工程,技术团队历时7年攻关,首创“三维地质建模-智能预警-协同支护”技术体系,攻克岩爆、突涌水、围岩大变形等12项技术难题,实现施工周期缩短23%、安全事故率下降95%,并创下单月掘进428米的复杂山区施工纪录。

施工过程中,项目创新成果丰硕:研发昔格达地层立体交叉隧道下穿施工成套技术,建立信息化监管平台和沉降控制体系;攻克水平缓倾岩层大变形岩爆共生难题,揭示高地应力环境岩体变形规律,开发新型支护结构与爆破控制技术;首创小断面高地温隧道高压通风系统及运输组织方案。相关成果获国家发明专利15项、软件著作权2项,形成省级工法8项,经济效益达2775万元。经权威鉴定,整体达国际先进水平,其中下穿建筑物施工技术居国际领先。

在“科技强企”战略引领下,200余名技术人员扎根大凉山腹地,深耕复杂地质环境下的技术攻关,成功攻克12千米特长隧道通风、8处断裂带穿越等重大技术难题,以创新实践推动行业技术进步。未来,三公司将继续深化数字建造与绿色施工技术创新,积极探索智能化、绿色化施工新模式,为交通强国建设贡献力量。

中国铁建

11. 铁建“智”造闪耀世界舞台

近日,第50届日内瓦国际发明展在瑞士举行。此次展会,中国铁建一举实现获奖类型大满贯,囊括特别发明大奖,金、银、铜奖共5项,奖项数量与含金量创历史新高。其中,由中铁十九局选送的“智能网联无人驾驶矿用运输车”项目荣获特别发明大奖和金奖,“绿色、智能、高效的工程爆破系统”与“BIM信息集成平台”项目分获铜奖;由中铁十二局选送的“转体连续梁自动精调系统及装备”项目荣获银奖。

“智能网联无人驾驶矿用运输车”项目通过深度融合AI、大数据和云计算,构建了覆盖自动构图、智能调度、感知决策、自主导航、精准驾控和自动装卸的完整技术生态链,一举攻克了矿山施工领域高原重载并复杂金属矿坑内卡车运输安全风险极高的作业难题,高效提升了采剥运输的安全性和经济性,大幅推动矿山行业向无人化、智慧化和绿色化迈进的步伐。据悉,无人矿卡已在多个标志性项目中实现规模化应用,包括全球首个海拔5000米无人驾驶运营项目玉龙铜矿、亚洲规模最大的单体铁矿太钢袁家村铁矿,以及中国储量最大的铅锌矿火烧云铅锌矿,累计安全运营里程已超过数十万公里。

中铁十九局选送的“绿色、智能、高效的工程爆破系统”项目,创建了基于Elman神经网络的数据分析智能爆破优化系统,构建矿岩分离深度预测模型,大幅提高矿岩分类生产效率。同时,通过毫秒延迟挤压爆破、AI模型优化及环保降尘技术措施,实现矿采爆破的高效、精准与环保。“BIM信息集成平台”项目,以数字孪生、机器视觉和AI大模型集成构建了针对城市轨道交通项目覆盖全生命周期的数字化管理平台。

中铁十二局选送的“转体连续梁自动精调系统及装备”项目,聚焦大跨度、不平衡转体等复杂工况下的桥梁施工核心技术难题,深度融合智能传感、实时数据分析和自适应控制算法,实现了桥梁转体全过程的动态监测与毫米级精准调控。系统通过实时采集桥梁姿态参数并优化调整指令,将转体误差锁定在5毫米内,突破传统人工施工效率低、风险高的行业瓶颈。

据悉,日内瓦国际发明展(瑞士)是全球规模最大、创办历史最悠久的顶级科技盛会,与纽伦堡国际发明展(德国)、匹兹堡国际发明展(美国)和巴黎国际发明展(法国)并称四大国际发明展。第50届日内瓦国际发明展共吸引了全球约40个国家及地区的发明家、高校、企业和科研机构1050余个项目参展。中国大陆地区携200余项参展,共获得特别发明大奖3项(获奖比例1%)、77项金奖(含24项评审团特别嘉许金奖)、96项银奖和55项铜奖。

未来,中国铁建将持续加大科研投入,全面落实中央企业科技创新大会精神,提升科技创新整体效能,以科技创新引领传统产业转型升级、战新产业发展壮大,大力推动数字技术与产业实体深度融合,为全球基建行业智能化转型与可持续发展贡献中国智慧。

中国铁道建筑报

12. 解码汕头湾海底隧道世界级工程的中国智慧

近日,在广东汕头湾海底68米深处,随着“永平号”盾构机破岩而出,由中铁十四局承建的世界首座设计时速350公里单洞双线高铁海底隧道——汕汕高铁汕头湾海底隧道成功贯通。

自2020年以来,这条9781米长的隧道让全体建设者费尽心血,绞尽脑汁,而毫厘之间,也承载着无数匠心与智慧。

该隧道由矿山法和盾构法从两端同步施工,攻克了诸多世界级难题:高烈度地震、密集活动断层、海域超高水压、高腐蚀海水、极复杂地层……在隧道建设史上,它们任何一项单独出现都会令建设者头疼不已,面对这些“拦路虎”的叠加,建设团队又是如何将其一一驯服的?

欲知山中事,需问砍柴人。

2.36米“极限挑战”:破解致命的“F9魔咒”

“隧道共穿越17条断层破碎带,其中矿山段穿越14条,每一条都是老大难,但编号为F9的断层最要命。”中铁十四局汕汕铁路项目分管负责人刘建勋介绍,假设海底岩体是一块饼干,断层好比饼干断裂后产生的裂隙,破碎带就如同裂隙中间的碎屑、灰尘等混合物,而建设者面临的难题,则是如何在这个饼干中打洞。

“F9洞顶弱风化岩厚度仅2.36米,爆破作业如同‘刀尖上跳舞’。洞内裂隙水与洞外海水存在一定的水力联系,爆破后顶部的围岩裂隙极易形成透水通道,发生涌水事故……”

工区经理王加忠回忆,看到地质报告后,同事们都说这不是“诊断证明”,而是“病危通知书”。“断层上方是汕头湾主航道,一旦爆破失误,隧道开了‘天窗’,就是货真价实的灭顶之灾。”

对付断层破碎带,业界常用的手段是通过注入水泥浆将破碎带填充满,但该隧道地处深海,最深可达98.5米,在这种条件下注浆,技术方案根本无从参考。

为确保施工安全,他们通过建模分析、现场勘察和专家论证,最终确定了“海上注浆+洞内注浆+双层初支”的建设方案。“我们先后开展海上注浆和洞内注浆来全方位封堵裂隙,提高围岩完整性,给软弱地层‘补钙’,再用高精度控制爆破技术进行开挖,搭设双层钢拱架作为隧道的支撑骨骼,‘小步勤挪’减少对围岩的扰动。”中铁十四局汕汕铁路项目副总工程师都培龙介绍,“这也开创了铁路隧道高精度超高压百米级海面注浆的先例。”

长度为139米的F9活动断层,不到隧道全长的2%,但建设者足足鏖战了19个月才成功销号,不少建设者纷纷表示:“吃过F9的苦,其他的都不叫苦。”

近12000个小时“极限服役”:“钢铁巨龙”上演海底穿越

盾构法施工虽只有1695米,但开挖直径达14.57米的“永平号”盾构机需穿越上软下硬地层和全断面极硬岩。中铁十四局汕汕铁路项目总工程师安夫顺介绍,超大直径盾构施工面对如此复杂的工况,国内还没有成熟经验可借鉴。

2021年3月,首次创新应用刀间距为90毫米常压刀盘设计的“永平号”始发出征,但出发没多久就磕了“牙”。上软下硬地层基岩突起起伏不定,极易造成刀具受力不均,若冲击力突然增大,刀头可能掉落。

适度用力是关键。项目团队通过改用前置刀筒设计,减少岩层掘进冲击导致刀具后退的频率,还利用刀具监测系统等智能装置,实时了解刀具磨损情况,实现精准换刀。

而后,项目团队面对全断面硬岩又打了一场长达3年的拉锯战。

“这种地层强度高达200兆帕,堪比钢板。盾构机掘进困难,更不敢硬推,速度最慢的时候一个月仅掘进6米。”项目盾构机机长田春回忆说。

困难面前想办法。建设团队邀请院士专家现场指导,联合内部专家攻关,研发出三刃刀具取代传统的两刃刀具,提高破岩效率。“盾构机依靠刀具‘嚼碎’岩石,刀刃轨迹越多,就会更加‘伶牙俐齿’。”安夫顺介绍,他们还精细分析掘进数据、刀盘异响等情况,及时发现“零号”病刀进行更换,保证有效掘进时间。

最终,建设团队利用复杂地质环境海底隧道精准掘进成套技术和施工经验,超前实施“地层爆破+海上注浆”等专项施工方案,平稳驾驶“极限服役”近12000个小时的“永平号”盾构机完成海底穿越,更换刀具1392把,啃下了这块硬骨头。

9781米“极限防护”:匠心打造品质工程。

修建海底高铁隧道为何如此困难?其中的“老大难问题”在于抗震、抗腐蚀。据统计,海洋地震约占全球地震的85%。自有仪器记录以来,我国近邻海地区共发生7级以上地震48次。汕头湾地处八度地震带,对海底隧道提出了更高要求,高腐蚀的海水环境,也时刻考验着隧道的防护能力。

在该隧道建设中,建设者创新研发了一些新工艺新技术破解难题。他们研发了一种减震接头,在每两片隧道的管片接缝位置,加一个“弹簧”,降低可能发生的地震和活动断层对高铁运行存在的影响。还在隧道和岩层之间增加柔性隔震层,既能抵抗海水压力又能吸收地震能量,达到“以柔克刚”的效果。面对海水高腐蚀性考验,工程师们大胆创新,通过反复调整混凝土配合比、首创冰水低温拌和工艺,研制出新型抗裂材料,在铁路领域首次破解了高强度混凝土隧道浇筑难养护、极易开裂的难题。

该隧道的贯通,创造了多项深海隧道建设纪录:世界已贯通最大开挖直径铁路海底隧道,国内穿越活动断层最多的铁路海底隧道,国内开通水压最大的海底隧道……每一项纪录的背后,都有说不完的“困难集合”和智慧方案。

阳春三月,汕头湾碧波荡漾、船流如织,殊不知水下早已“旧貌换新颜”。五年来,建设者用智慧和汗水,将这条“水下天堑”变为安全坚固的“深海通途”。未来,通车后的汕头湾海底隧道还将成为连接汕头与汕尾的“黄金走廊”,联通东南沿海高铁大通道,为东部沿海地区高质量发展注入新的生机与活力。

中国铁建

13. 中铁十九局华东公司桥梁施工工艺工装创新成果显著

在桥梁支承垫石施工领域,普遍采用木模板搭配PVC管预留孔的传统方式,这种方法存在诸多弊端:木模板固定质量差异大、刚度低,在施工过程中极易出现变形、漏浆、涨模等状况,导致垫石尺寸偏差大,外观质量难以达到理想标准。同时,PVC管与钢筋网片固定不够牢固,混凝土浇筑时产生的冲击力会使管道偏移、倾斜,造成预留孔位置偏差过大,无法满足梁体架设的严格要求。

中铁十九局华东公司康渝项目大胆创新,采用易拼装塑钢模板+预埋孔精确定位装置的全新工艺。其中,塑钢定型模板在转角处通过直接三角铁和扭力扳手连接,这种连接方式通过优化安装流程,既显著简化了操作难度,又有效提升了施工效率。同时引入预埋孔精确成孔定位装置,该定位装置分为定位盘与成孔装置两部分。定位盘采用角铁加工成可限位的井字框,其依据预埋孔相对位置关系进行设计,与模板的相对位置由定位杆确定,从而实现对预埋孔的精准定位。这一技术突破成功攻克了长期困扰桥梁垫石施工中预埋孔定位难的问题,为提升工程整体质量提供了强有力的技术保障。

“桥梁支撑垫石易拼装塑钢模板+预埋孔精确定位装置”有效解决了传统木模板+PVC管施工垫石时尺寸偏差大、不美观、预留孔道易偏移倾斜等问题。该工装加工简便、安装方便、效果显著、经济实用,具备良好的推广价值。

中国铁建

14. 破解“小、散、虚” 上海交通大学“三路并进”推进有组织科研

上海交通大学以国家战略需求为导向、以前沿科技发展为引领、以学校学科优势为基础,充分发挥创新资源聚集、基础研究深厚、交叉平台广布的优势,通过集成攻关、基础研究和成果转化“三路并进”,前瞻布局与系统谋划基础研究的“集中区”,建设全球科技创新高地的“自由区”,探索产学研深度融合的科技创新“融合区”,依托“三区”模式创新推进有组织的科研体系探索,着力破解科研组织“小、散、虚”的问题,逐渐形成具有交大特色的有组织科研组织模式。

集中力量办大事 解决国家重大战略需求

上海交通大学实施“大海洋”“大健康”“大信息”“大零号湾”四大行动计划,构建“科学-工程-产业”的全链条、系统化的科研发展格局。

在大海洋领域,学校建成教育部首批集成攻关大平台“深海重载作业装备”,获批上海市新型研发机构“上海长兴海洋实验室”,相关国家重大科技基础设施落地可研方案获批。学校与山东省共建海洋智能装备演进中心,与三亚市共建崖州湾深海科技研究院,推进深海试验场(基地)实体化建设。

在大健康领域,学校依托转化医学国家重大科技基础设施(上海)与临床医学资源优势,推动基础医学与药物、医疗器械研发、临床及转化应用等研究领域深度融合。

在大信息领域,加大对基础软件、核心元器件等领域的科研攻关力度,积极探索“人工智能+”复合研究方向,不断提升关键核心技术创新能力。学校瞄准国家和区域发展重大战略需求,重点开展基础与应用基础研究,成立人工智能学院,聚焦人工智能前沿技术研究与人才培养,打造新型“政产学研”合作范式,构建“学院-产教融合平台-工业创新研究院”三位一体协同体系。

在大零号湾行动计划方面,聚焦上海市先导产业、未来产业,携手行业领军企业,在“大零号湾”建设了一批面向高水平科技自立自强的新型研发平台,在区域内打造产业创新高地;依托科技成果转化改革试点契机,完成成果转化七大改革任务,充分释放科技成果转化活力。

聚焦世界科技前沿 打造新型科技创新平台

上海交通大学在相关前沿领域集聚优势资源,给予科研人员长期稳定支持和充分探索空间,鼓励长期深耕基础研究,加快培育国际领军人才和团队,努力实现“从0到1”的原创性突破。学校获批上海市“基础研究特区”,依托张江高等研究院、李政道研究所、自然科学研究院和安泰行业研究院等平台,开展了一系列相关研究工作。学校聚焦分子科学领域的世界科学前沿,建设了变革性分子前沿科学中心。为强化理、工、生命、医学等前沿领域的交叉科研和青年人才培养,学校成立了自然科学研究院;在安泰经济与管理学院成立行业研究院,推动学者们从多个学科角度着手研究行业现状和未来趋势。此外,学校还通过设立以“交大2030”计划为代表的校内科研基金,鼓励科学家自主申报科研项目,支持学者开展问题导向的科研活动。

建立“产教融合区” 与产业深度融合

上海交通大学探索实践企业“出题”、高校“揭榜挂帅”的产学研融合的基础研究模式。通过与企业共建校企联合研发平台,推动中长期前沿研究和“卡脖子”技术攻关,与国家电力投资集团有限公司共建智慧能源创新学院,与宁德时代共建溥渊未来技术学院,与华为共建共推鸿蒙操作系统,将人才链、创新链、产业链有机贯通起来形成企业与高校相互增益的正循环。

新华网

15. 北京科技大学:系统改革推动科技成果跃上“生产线”

发展氢能是面向国家重大战略需求、破解全球“碳中和”问题的重要途径。如何实现高效稳定、低成本制氢,是摆在科研人员面前的一道难题。

北京科技大学前沿交叉科学技术研究院张跃院士团队发挥蓄积20余年的纳米技术优势,聚焦绿色制氢领域关键技术装备和产品创制研发,实现了碱性电解水制氢装备关键性能指标突破。如今,在学校倾力支持下,该技术完成了从实验室基础研发到工业化规模生产的全链条技术攻关,并以最快速度实现产业化。

“在国家层面试点改革的辐射带动下,北科大通过‘减、增、放’系统改革,健全‘转思维、变方式、强服务’工作体系,持续修订完善科技奖励、转化收入分配、成果作价入股等一揽子政策,打破思想束缚和机制制约,进一步解决教师‘不会转’‘不想转’‘不敢转’的问题,变‘顺手做’为‘我要干’。”日前,北京科技大学副校长张卫冬在接受科技日报记者采访时说,职务科技成果赋权改革和资产单列管理为高校成果转化松绑赋能,学校科技成果转化实现量质齐升。2024年,北京科技大学产学研合作合同额达26.5亿元,连续两年增幅超过50%,成果转化金额增幅高达79%。

张卫冬所说的“减、增、放”政策体系改革,“减”指减少横向科研项目管理费收取比例,“增”即增加科研人员科技成果转化收益比例,“放”则是将转化自主权放至科研团队。

创新需求与优势供给有机结合

张跃院士团队学术骨干康卓教授介绍,催化电极组件是绿氢装备碱性电解槽的功能核心,研发低成本、高活性、长寿命的催化电极材料并投入市场实现迭代发展,不仅可以系统解决规模化电解水制氢应用中的共性问题,也是我国氢能发展驶入快车道的必经之路。

为抢抓这一发展机遇,科研团队不断破解稳态、亚稳态、完全失稳反应条件下的科学前沿、应用基础与工程技术难题,并与中国宝武钢铁集团有限公司等头部企业开展合作,让科研成果加快转化为现实生产力。

最终,该技术通过公开挂牌交易方式找到了既有科技实力又有市场资源的合作方,并作价1200万元实现了科技成果转化。2024年12月,新公司在广东注册成立,按照学校政策,科技成果所占股权的80%由科研团队持有。

“我们通过政策体系优化,切实赋予科研团队更多的成果转化自主权,帮助、服务科研团队找到最合适的转化方式。”张卫冬表示,在国家深化职务科技成果赋权改革的利好政策背景下,学校出台了《北京科技大学科技成果作价投资管理办法(试行)》等一系列制度,通过制度建设,畅通渠道、打消疑虑、激发活力,让科技成果真正实现创新价值。

这只是“政策搭台、成果出彩”的一个缩影。近年来,北京科技大学将企业科技创新需求和学校优势创新资源有机融合,一批优秀成果加速从“实验室”跃上“生产线”。在新材料、智能制造、钢铁冶金等领域,该校通过作价投资等途径培育24家科技型企业,总估值达到30亿元。

概念验证助力前沿技术加速落地

高水平研究型大学是基础研究的主力军和重大科技突破的策源地,但在从实验室到应用场的成果转化过程中,高校缺乏概念验证、中试、熟化的应用场景。于是,北京科技大学将目光投向概念验证中心,只有牢牢抓住这个关键环节,才能降低转化风险,为科研人员开展科技成果转化强信心、增底气。

“我们专门成立了学校的概念验证中心,实施了首批概念验证项目,围绕新材料、智能制造等规划布局八大概念验证分平台,并已投入建设。”张卫冬介绍,截至目前,学校已拥有189个概念验证合作伙伴和包含110项的概念验证项目库,并出台《北京科技大学科技成果概念验证合作伙伴管理办法》,为科技成果走好“最初一公里”提供坚实保障。

全固态电池由于其高能量密度和高安全性被视为下一代动力电池的尖端技术。“概念验证中心创造条件让我们与企业合作,共同对硫化物固态电解质的综合性能、产率和环保指标进行验证。如果可行,我们将尽快推动转化落地。”首批概念验证项目负责人、北京科技大学新材料技术研究院教授李平带来了最新进展。

北京科技大学还在不断探索形成以概念验证平台为主体、企业合作伙伴为辅助的创新体系。一方面发挥主体的优势,平台验证具有共性需求的项目;另一方面探索辅助的作用,企业验证特殊性强、专用程度高的项目,验证成功后优先在合作伙伴企业转化或共同向第三方转化落地。

“北京科技大学将全面贯彻落实党的二十大和全国科技大会、全国教育大会精神,锚定成果转化关键难点堵点,持续深化体制机制改革,着力打造从成果产出、成果熟化、成果保护到成果转化的全链条一体化管理模式,让真正有作为、有贡献的科研人员‘名利双收’,让真正有潜力、有价值的科技成果转得出、转得好。”张卫冬表示,下一步,学校将继续推进科技成果转化体制机制改革创新,形成科技创新深层次、全链条、宽领域赋能产业创新特色模式,以科技创新与产业创新的深度融合,助力新质生产力发展。

科技日报

 

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责任编辑:李乐诗  谢宝义

审    校:王  辉  李占华

电    话:35275   35310

 

《科技动态》2025年第2期

说明
日期:2025年4月01日
点击数:1854

 

(石家庄铁道大学科技处、图书馆合办)

目  录

  1. 解读今年政府工作报告中的铁路看点
  2. 西南交通大学-中铁十四局盾构前沿技术研究院在南京揭牌成立
  3. 广州海心桥荣获2025年德国设计奖
  4. 铁四院新增18项中国铁道学会科学技术奖
  5. 探秘杭州富阳科技馆的“智慧建造”密码
  6. 上海院“上铁智慧”接入DeepSeek
  7. 以“智”领航  构筑智慧交通新范式
  8. 团体标准《公路隧道施工自动化监控量测技术规范》通过评审
  9. 国家铁路局发布《铁路工程卫星定位测量规范》
  10. 世界首个嵌入式设置沉井基础填芯完成
  11. 世界最大直径高铁盾构机“领航号”掘进突破5000米
  12. 厦金大桥:巨型哑铃型承台施工获关键突破
  13. 世界首条时速350公里单洞双线高铁海底隧道成功贯通
  14. 全球最大土压双护盾掘进机下线
  15. “高空移动造桥机”助力高铁建设高效安全
  16. 智隧慧眼隧道扫描仪——智能建造引领未来
  17. 隧道上新“装” 养护更智能
  18. AI“黑科技”上岗  让隐患无处遁形 

1. 解读今年政府工作报告中的铁路看点

3月5日上午,第十四届全国人民代表大会第三次会议在北京人民大会堂开幕。今年的政府工作报告中,高质量共建“一带一路”、推进高水平科技自立自强等多处内容都与铁路息息相关。

报告在回顾2024年工作时提到,高质量共建“一带一路”成效显著,一批重大工程、民生项目稳步实施;统筹城乡区域协调发展,优化经济布局;持续加强生态环境保护,提升绿色低碳发展水平。

2024年,铁路服务保障国家重大战略有力有效,中吉乌铁路项目正式启动,中老铁路、雅万高铁、匈塞铁路塞尔维亚境内贝诺段安全平稳运营,中欧班列累计开行量突破10万列。老少边和脱贫地区完成铁路基建投资4342亿元,占基建总投资的76.1%。铁路部门全力开好公益性“慢火车”“乡村振兴列车”和“土特产”专列。

报告中还提到,过境免签境内停留时间延长至240小时,入境旅游持续升温。今年春运是过境免签政策全面放宽优化后的首个春运,全国铁路累计发送旅客5.13亿人次,客运发送量创春运同期历史新高。

报告部署了2025年政府重点工作任务。在“推进高水平科技自立自强”部分提到,充分发挥新型举国体制优势,强化关键核心技术攻关和前沿性、颠覆性技术研发;在“有效激发各类经营主体活力”部分提到,坚持和落实“两个毫不动摇”,高质量完成国有企业改革深化提升行动,实施国有经济布局优化和结构调整指引,加快建立国有企业履行战略使命评价制度。

报告就推动高质量共建“一带一路”走深走实部署工作任务:统筹推进重大标志性工程和“小而美”民生项目建设,形成一批示范性合作成果;保障中欧班列稳定畅通运行,加快西部陆海新通道建设。

值得关注的是,今年政府工作报告提到了“银发经济”等一些热词,提出“积极应对人口老龄化,完善发展养老事业和养老产业政策机制,大力发展银发经济”。

当前,我国老年群体旅游需求巨大,银发旅游列车既能为老年人带来新的旅游方式,也能更好促进和繁荣全国旅游市场。铁路部门将充分发挥行业优势和旅游列车产品的独特作用,用好当前良好的政策环境,坚持以市场需求为导向,紧密结合各地资源禀赋特点,用三年时间打造银发旅游列车发展新格局,努力实现品质化、规模化、品牌化目标。

中国国家铁路集团有限公司

2. 西南交通大学-中铁十四局盾构前沿技术研究院在南京揭牌成立

3月9日上午,“西南交通大学-中铁十四局盾构前沿技术研究院成立大会暨学术交流会”在南京举办。国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士钱七虎和中国工程院院士梁文灏、卢春房、王明洋及多位行业专家参加揭牌仪式。

此次会议由西南交通大学、中铁十四局和南京市浦口区人民政府共同举办。中国铁路上海局集团、江苏省铁路集团,浦口区政府及相关部门,西南交通大学、中国矿业大学、中国人民解放军陆军工程大学,中国铁建总部、铁四院等单位代表,中铁十四局有关部门、大盾构产业链相关单位共计60余人参加会议。

据了解,中铁十四局与西南交通大学从2004年在南京长江隧道首次携手合作,已在重难点工程科技攻关、盾构智能掘进等领域取得重要突破。此次成立的盾构前沿技术研究院,由何川院士担任院长,周长进担任执行院长,将聚焦盾构前沿技术领域,强化资源整合,提升创新服务能力,建立起“基础研究-成果转化-产业孵化”全链条机制,在南京打造世界级盾构技术“策源地”,为盾构行业的科技进步注入强劲动力。

学术交流会期间,钱七虎院士、何川院士分别以《盾构TBM工程若干挑战问题的学习与思考》《盾构隧道前沿技术与最新进展》为题作主题报告,围绕行业战略视角、前沿技术规划等方面同与会人员共话中国盾构技术未来发展。卢春房院士主持交流会。

盾构技术是“国之重器”,是推动现代隧道工程高质量发展的重要引擎。当前,我国正加速迈向“交通强国”新征程,轨道交通、水下隧道等大型和超级盾构隧道工程急需突破盾构技术“卡脖子”难题,面临大断面、长距离、高水压、复杂地质盾构施工技术等新挑战,特种盾构及特种盾构施工技术逐渐涌现,盾构施工技术在迈向少人化、无人化、智能化、绿色化等过程中还亟需加快新理论、新技术、新工艺的开发与创新。

目前,中铁十四局大盾构已完成21次穿长江、6次穿黄河、11次穿海、多次穿越城市核心区,掘进总里程超150公里,拥有丰富的施工实践经验和技术积累,西南交通大学在土木工程、机械工程等领域的深厚学术积淀,双方的合作,将加快培育地下空间开发新质生产力,为我国隧道与地下工程的高质量发展提供强有力的科技支撑。

未来,研究院拟建成“三中心一部一平台”的组织架构,聚焦盾构前沿技术、新材料、新结构、新工艺与高端装备等领域,开展盾构隧道交叉领域的基础理论与应用研究,打造隧道工程交叉创新团队,力争三年内形成一批国际领先的自主知识产权成果,五年内打造百亿级产业集群,引领行业向智能化、绿色化、高效化方向迈进。

中国铁建

3. 广州海心桥荣获2025年德国设计奖

近日,德国设计奖组委会公布了2025年度获奖名单。由中铁广州局施工的广州海心桥荣获城市空间及基础设施类优胜奖。

海心桥是广州第一条跨珠江人行桥,位于广州珠江新城CBD核心区,北接二沙岛艺术公园,南连广州塔,全长488米,主拱拱跨198米,桥面最大宽度为15米,是目前世界上最大跨度、最大宽度的斜拱曲梁人行桥。桥形设计植根岭南文化,造型概念来自“琴鸣绢舞·岭南花舟”,在现代造型中融入岭南文化意象,通过现代、抽象的语言传承了传统与地域的文化元素。该桥具有主梁结构呈曲型、拱肋横向侧斜、桥梁跨度大三大特点,具有梁拱制作安装精度高、线形控制要求严、运输吊装风险大、施工水域及周边区域环境复杂四大难点。

自建成以来,该桥先后获得2022年国际桥协IABSE“杰出人行桥”入围奖、2022亚洲照明设计最高奖项“亚洲之光”奖、2023“世界人行桥奖”唯一金奖、2023年WAN世界建筑新闻奖唯一银奖(金奖空缺)等国际奖项。

德国设计奖(German Design Award)是当代设计行业的先导者,在全球范围内具有很强的竞争力和影响力,颁发给在德国及全球设计领域具有开创性意义的设计作品,是推动设计风向的重要奖项,由德国品牌与设计委员会发起。

中国中铁

4. 铁四院新增18项中国铁道学会科学技术奖

近日,2024年度中国铁道学会科学技术奖奖励结果正式公布,铁四院18项成果受表彰,其中特等奖1项、一等奖10项、二等奖5项、三等奖2项,一等奖及以上成果首次实现获奖数量的两位数突破,位居行业前列。成果充分展现了铁四院在隧道、桥梁、轨道、路基、四电等多专业的技术领先优势,进一步彰显了企业科技实力和行业影响力。

部分获奖成果展示

隧道支护结构设计总安全系数法与工程应用

矿山法是世界上山岭隧道最常用的建造方法,如何量化判别支护结构的安全性是隧道科学设计、安全建造亟待突破的瓶颈难题。本项目创立了隧道支护结构设计总安全系数法,为支护结构设计由工程类比向量化分析转变奠定了理论基础;创建了基于总安全系数法的隧道支护体系精细化设计技术,实现了隧道支护体系的多要素协同优化和科学设计;创新了基于总安全系数法的隧道安全快速施工关键技术,解决了隧道安全快速施工的关键技术难题。成果突破了隧道支护结构长期依赖工程类比法的设计瓶颈,取得了隧道设计理论的重大突破,成功应用于张吉怀铁路、宜兴高铁、甬舟铁路、胶州湾第二海底隧道等工程,有力推动我国由隧道大国向隧道强国迈进。

京沪高铁无砟轨道服役状态智能感知与安全运维关键技术

为保障京沪高铁列车的安全运营,项目组系统开展了京沪高铁无砟轨道服役状态智能感知与安全运维关键技术研究,创新了基于视觉测量的无砟轨道层间变形非接触式高精度测量系统,研发了无砟轨道层间离缝快速移动检测装备,实现了轨道结构毫米级变形的智能识别,为京沪高铁无砟轨道服役状态智能感知提供了技术保障。项目成果在京沪高铁全面应用,并推广至其他高速铁路线路中,带动了我国铁路基础设施安全运维技术进步。

高速铁路大跨桥梁铺设无砟轨道关键技术与应用

2019年之前,时速350公里无砟轨道桥梁最大跨度为180米,更大跨度桥上均只能铺设有砟轨道。在大跨桥上铺设无砟轨道面临的突出难题有:刚性无砟轨道与柔性桥梁结构变形耦合机理不明、桥轨结构间静动态变形协同性不足、动态变形条件下轨道线形高精度控制不易等突出难题。面向无砟轨道大跨度桥梁建设需求,本项目创建了大跨度桥上铺设无砟轨道设计理论及结构体系,研发了大跨度桥上无砟轨道高精度铺设成套技术,构建了大跨桥梁-轨道设计与验收变形控制技术标准,创新了全寿命周期桥-轨一体化智能监测体系,将时速350公里无砟轨桥梁跨度由180米提升至400米级,项目核心成果达到国际领先水平。成果已推广应用于40余座大跨无砟轨道桥梁,在我国高速铁路史上具有重大意义。

长三角增建铁路软土地基处理施工影响分析及控制关键技术与应用

该项目紧密结合“交通强国、铁路先行”国家大政方针,依托增建铁路重大工程建设项目,在科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、中国铁路上海局集团有限公司科研项目等资助下,经过近十年的产学研联合攻关和应用实践,开发了考虑地基处理施工影响的软土本构模型和施工影响仿真技术、提出了高灵敏软土地基处理施工影响的评估方法和施工触变识别判据、研发了增建铁路软土地基处理施工的全过程控制关键技术及预警平台,形成了覆盖分析理论、评估方法、控制技术等各环节的长三角增建铁路软土地基处理施工影响分析及控制关键技术。研究成果在上海、宁波、镇江等城市的10多项增建铁路工程中成功应用,为长三角深厚软土地区增建铁路建设提供了强有力的技术支撑。

铁路轨道精密检修成套技术与装备智能化

项目组针对我国铁路轨道服役期面临的结构参数测快难、状态维修方案糙、装备智能程度低等问题,依托多项国家铁路工程项目,历经十余年,在轨道结构服役状态检测和维修方面发明了轨道结构全断面三维快速精密检测技术,创新了高精度空间信息约束的轨道结构精细维修方案设计,研制了兼顾精度和效率的智能化轨道检修成套装备,形成以移动精密工程测量为基础的铁路轨道精密高效检修成套技术体系和智能装备,为轨道结构安全检修提供了新模式。

站城融合铁路客站智能化关键技术及应用

为解决高铁枢纽车站站城服务割裂、应急无法协同的难题,建立了站城互联共享机制和融合协同管理新模式,创建了基于多源感知数据的智能客站物联网融合接入技术,提出了站城融合铁路客站空间运行性态泛在感知系统的部署、感知及传输方案,攻克了站城融合立体网络空间结构环境复杂、运行性态难以精确感知和评估等问题,项目成果直接应用于郑州、广州、上海等多个铁路局集团的铁路站房工程建设,创新了现代站城融合铁路客站全生命周期的智能化设计及建设标准,全面提高管理效率、提升运营效益、改善旅客出行体验、支撑应急协调联动,大幅提升了站城融合铁路客站智能化水平。

高速铁路接触网振动疲劳特征及关键技术与应用

针对我国高铁大量双弓高速运行环境下,接触网关键零部件疲劳失效机理不明、检测手段少等难题,揭示了接触网受电弓耦合振动的频域组成和接触网关键零部件疲劳失效的机理,提出了接触网关键零部件寿命预测和归算方法,研制了可供开展常规和快速老化试验、大频率高幅值耦合加载的吊弦疲劳振动试验机,建立了接触网系统精度与疲劳状态评估标准体系,提出了确保高铁接触网系统耐疲劳性能的主要技术参数优化、改进装备零部件设计选型、优化工艺工法和完备修程修制等关键技术措施。项目成果应用于武广高铁、广深港高铁等接触网三级修工程中,有效缓解吊弦、电连接等关键接触网零部件疲劳故障趋势,提升接触网悬挂系统整体安全性和可靠性。

中国铁道学会科学技术奖设立于2002年,是中国铁道行业最具影响力的科技奖项,旨在奖励铁道行业科技活动中做出突出贡献的单位和个人。截至目前,铁四院累计获中国铁道学会科学技术奖210项。在以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的新征程上,铁四院将持续强化科技创新引领,培育发展新质生产力,为加快建设交通强国贡献更多四院智慧和四院力量。

中铁第四勘察设计院

5. 探秘杭州富阳科技馆的“智慧建造”密码

在杭州市富阳区拥江发展的核心地带,一座形似“折扇”、外立面清雅厚重的建筑正拔地而起。作为秦望“城市眼”总体规划的点睛之笔,富阳科技馆以“以竹为骨、折纸成扇”为设计理念,融合现代建筑科技与艺术美学,即将成为杭州拥江发展的新地标。这座总建筑面积超1.5万平方米的科技馆,不仅是展示航空航天科技的窗口,更以“智慧建造”技术刷新行业标杆,为城市品质升级注入新动能。

BIM技术破局:数字化建造破解“不可能”

面对复杂的空间结构——30根人字柱与11榀主桁架交织的扇形屋盖、58米超大跨度悬挑、超3000吨钢结构总量,传统施工方法束手无策。中铁十四局建设团队依托BIM全流程数字化管理,从方案设计到施工实现“精准制导”。

项目团队通过参数化深化设计,运用3D动画演示提前预演施工场景,优化11榀桁架交汇节点的空间排布,解决657处各专业间碰撞问题;通过虚拟预拼装的方法,在地面完成钢构件“数字化试装”,将高空对接误差控制在2毫米内;并采用动画模拟施工,以可视化交底指导“外围吊装+高空焊接+整体卸载”方案,替代滑移法、顶升法等传统方式,成功攻克狭小场地下的超危大吊装难题。

“BIM技术智造平台如同项目的‘智慧大脑’,让每一步施工都有据可依。”项目总工程师杨乐杰表示。

精益求精:智能科技雕琢“清水素颜”

为呈现科技馆清水混凝土外墙“自然天成”的清雅质感,项目团队以“毫米级匠心”融合多项智能建造技术,将传统工艺推向数字化新高度。针对清水饰面混凝土构件、螺旋曲面构件精度严苛等难题,创新应用三大“黑科技”。

技术人员依托BIM模型自动解析异形构件数据,生成“量体裁衣”式模板料单,自动化裁切机切割误差严格控制在0.5毫米以内,破解异形清水混凝土构件施工难题;通过三维激光扫描生成构件“数字孪生体”,配合无人机高空巡查,实时比对施工数据,确保螺旋曲面线条如丝绸般流畅;运用搭载5G传输的智能测量机器人,实现“一人一机一日”完成全楼三维坐标采集,效率提升至传统方法的3倍以上,为后续工序抢出黄金时间。

“这些技术让混凝土‘素颜’也能展现高级质感。”杨乐杰介绍,团队还创新采用数字化定位盘、数字化异形龙骨等工具,使复杂节点施工精度达行业领先水平。在智能建造体系加持下,近万平方米清水混凝土墙面平整度误差小于1毫米,预留孔洞一次成型率达100%,打造出“会呼吸的艺术品”。

攻坚克难:挑战国内罕见异型结构

作为国内少见的超大跨度异型空间钢结构工程,项目施工面临两大核心挑战:富阳科技馆项目混凝土工程为饰面清水混凝土,主要为清水混凝土墙柱、片墙、下挂梁、局部板和“天眼”异型结构,设计参数和施工标准要求极高,面对这个巨大的挑战,项目团队通过小样试制、首件验收、工艺样板层层筛选,最终实现预留孔洞一次成型,墙体平整度达高级别标准。在进入钢结构主体施工阶段,屋盖钢结构有30根高度不一的人字柱与11榀主桁架构成扇形空间体系,最大跨度58米,单榀长度超200米,同时面临着钢结构吊装安全等难题,项目团队积极应对、迎难而上,最终采用“外围吊装+地面预拼+高空焊接+整体卸载”方案,并引入AI安全监控系统,成功攻克了传统滑移法无法实施的难题,保障了施工安全与精度。目前,项目已完成屋盖主桁架整体卸载,现阶段正在进行铝板幕墙、光伏采光顶、精制钢龙骨幕墙的先行段样板施工。

2025年竣工后,富阳科技馆将成为市民探索科技的“沉浸式课堂”。其流线型钢屋盖与清水混凝土外墙,既呼应杭州山水意境,又彰显现代工业美学。作为“绿色建造”范本,项目更通过光伏发电、雨水回收等技术,实现节能率超30%。

“这座科技馆不仅是一座建筑,更是城市与未来对话的桥梁。”项目负责人薛东海表示。随着各类型幕墙施工进度的加快,这座融合科技与艺术的建筑地标正逐步从蓝图变为现实,成为杭州拥江发展的又一璀璨明珠。

中国铁建

6. 上海院“上铁智慧”接入DeepSeek

近日,上海院基于本地化部署的DeepSeek R1大模型,自主研发“上铁智慧”大模型,积极拥抱人工智能新浪潮。

“上铁智慧”大模型具备精准、高效的智能问答功能,研发团队结合多种应用场景,持续优化升级模型功能,通过对海量行业知识和内部管理经验的学习归纳,该模型能够快速响应常规咨询,帮助业务人员提升工作效率,支持管理人员作出科学高效的决策。研发团队积极借助DeepSeek性能优势,围绕规划设计、建设实施、运营维管等业务全生命周期的核心需求,自主研发“上铁智慧”大模型并完成基础功能验证。

作为上海市首批“模塑申城”行业应用示范基地企业,上海院紧抓人工智能技术革新机遇,基于铁路勘察设计领域的丰富经验知识,深入挖掘人工智能在铁路及相关领域的应用潜能。此次“上铁智慧”大模型的自主研发,有助于提升企业数字化管理能力,提供可落地、可推广的大模型应用范式。

“上铁智慧”大模型的研发应用,是上海院积极响应落实“人工智能+”行动的重要举措。上海院研发团队将持续优化升级“上铁智慧”大模型,进一步深化行业知识理解,拓展智能问答边界,探索多场景应用,通过产学研协作创新,联合高校、科研机构、企业和行业协会等,共同推进人工智能在交通、建筑等领域的落地应用,为推动行业数智化转型注入新活力,助推行业加快迈向智能化发展新时代。

中国铁建

7. 以“智”领航  构筑智慧交通新范式

在中国铁建全产业链向新、向智发展的崭新蓝图上,铁建交运在各地投资建设和运营管理的轨道交通、高速公路、市政管廊、生态环保等项目正焕发着智慧化发展新活力。

清晨6点的智慧化地铁站内,“一键开关站”技术仅用200秒点亮整个站厅;昼夜运行的智慧管廊综合管理平台,时时监测着7726台设备的安全运转;夜间的智慧化检修库内,智能检测机器人正对列车进行毫米级扫描……

这些充满科技感的场景,正是铁建交运深入贯彻中国铁建“1235”科技创新、“1245”数字化转型中长期发展战略,以科技创新驱动智慧交通发展的生动实践。近年来,铁建交运以数智科技破解“赛道密码”,以科技创新激发创效潜能,以“运营+”开拓发展空间,构筑智慧交通新范式。

立潮头,构建智慧运营新生态

在铁建交运智慧化车辆控制中心,大屏幕上时刻跳动着涵盖9大类、1500余个监测指标的实时数据。“这套智慧运维系统是我们研发的第二代系统”,铁建交运运营管理部(科技创新与数字化部)总经理王彦波介绍,“通过融合5G通信、物联网、大数据分析等技术应用,我们构建了‘状态感知-数据管控-自动诊断-业务闭环-持续进化’的智慧运营生态体系,使设备故障预警准确率达超95%,应急处置效率提升20%”。

这是铁建交运科技创新成果的一个缩影。近年来,铁建交运坚持“产学研用”深度融合,联合北京交通大学、天津大学、天津交通科学研究院等高校和科研院所联合开展科技创新,主导研发城市轨道交通智能运维系统、高速公路视频上云数据检测系统、智慧管廊综合管理平台等智慧化管理平台,构建“智慧调度”“智慧设备”“智慧服务”三大功能体系。通过智慧化运维系统的运用,铁建交运所运营的5条轨道交通线路和高速公路、市政管廊等项目已连续安全运营5000多天,年节约用工成本数万小时。

“智慧化不是简单的技术堆砌,而是要通过系统思维重构运营管理模式。”铁建交运党委书记、董事长王宜柱表示,铁建交运正以“全生命周期管理”理念为指引,打造覆盖投资建设、运营管理、风险管控的全链条数字化平台,以科技创新全面提升运营管理效率和安全管理水平。

强根基,锻造经济效益增长新优势

科技创新成果要体现出实实在在的经济效益,就要真正提高科研成果转化效率。铁建交运以精细化理念开展技术创新,构建“技术研发-中试孵化-产业应用”全链条转化体系,有效破解科技成果“实验室开花不结果”的痛点。

在铁建交运智慧化车辆检修库内,技术研发团队正围绕“受电弓碳滑板磨耗优化”课题展开研究,“别小看受电弓碳滑板这个不起眼的部件,单一条线路每年的采购成本就超过200万元”,团队带头人——检修分中心主任郑传海一边展示实验数据,一边介绍,通过6个月、180人时的精准调试,他们使受电弓碳滑板磨耗率从5.64毫米/万公里降至1.3毫米/万公里,使用寿命延长近4倍,年消耗量减少76.9%。

这是铁建交运以科技创新提升经济效益的缩影,该项创新成果能够快速转化为经济效益,正是得益于铁建交运上下贯通的科技创新机制,“从科研立项到将成果应用于实践,我们仅用了6个月时间,过程中公司为我们提供了开放的平台和高效的支持”,郑传海说。

经过实践与探索,铁建交运建立起“揭榜挂帅”机制与“赛马制”考核相结合的创新管理模式,激发科研人员创新活力。他们充分利用大数据、AI技术,组织开展电客车牵引制动关键系统国产化替代、无类别主动障碍物探测系统、地铁车站环控系统节能模式研究等20余项课题研究,先后获得天津市智慧交通创新创意大赛一等奖,天津市首届绿色交通案例成果二等奖、三等奖,“华彩杯”首届绿色交通案例成果二等奖等,逐步形成了可复制推广的先进典型案例和“智慧经验”,以创新驱动赢得发展主动权。

谋长远,抢占“运营+”发展新高地

在“投资-建设-运营”的全产业链条上,运营既是前期投入的价值兑现者,更是市场需求的直接响应者。铁建交运深刻把握“终端牵引前端、运营反哺全程”的产业规律,以“投建营”模式推动“运营+”业务拓展,打造多元化发展空间。

已开通运营三周年的天津地铁6号线二期,是正在建设的天津地铁8号线的先期开通路段,两条线路均由铁建交运采取“投建营”一体化模式投资建设运营。投资建设初期,铁建交运就以“最科技”为定位设计智慧化服务体系。他们参与研发了一键开关站技术,将原本需要4人合力、耗时25分钟的繁琐开站流程大幅简化,仅需1-2人,短短200秒内便能轻松搞定,工作效率提升8倍之多。

实践中积累的成功运营经验为拓展“运营+”发展空间提供了有力支撑。在项目投资建设和运营管理过程中,铁建交运发挥运营经验优势,超前谋划、提前介入,探索“运营+”经营空间。在横向上,他们聚焦“五新赛道”,在拓展新能源、新基建上下功夫,探索“运营+新能源开发”模式,规划利用轨道交通车辆段屋顶场地,计划引入光伏系能源设施,优化交通能源管理系统,拓展经济收益范围。在纵向上,他们向运营产业链上下游延伸,以“运营+资源开发”模式,探索利用运营项目沿线土地空间资源,以及研究咨询、维保维养、人才培养等智力资源,拓宽经营范围;以“运营+多元服务”模式,大力开发商业设施、广告点位等商业资源,扩大非票收入,延伸产业价值链条。

以智慧创效、以科技革新、以创新提质,铁建交运正以科技创新打造智慧化运营“铁建方案”,开拓“运营+”发展空间,让科技创新这个“核心变量”成为推动企业高质量发展的“最大增量”,为企业高质量发展赋能。

中国铁道建筑报

8. 团体标准《公路隧道施工自动化监控量测技术规范》通过评审

2025年3月18日,中国岩石力学与工程学会在重庆组织专家召开团体标准《公路隧道施工自动化监控量测技术规范》(报批稿)评审会。标准化技术委员会副主任委员郭熙灵教高担任评审专家组组长,标准化技术委员会副主任委员宋胜武研究员,标准化技术委员会顾问秘书长黄理兴研究员,三峡大学原党委书记李建林教授等担任委员。招商局重庆交通科研设计院有限公司隧道与地下工程研究院院长丁浩研究员、院长助理李科研究员,重庆大学钟祖良教授等标准主、参编单位代表共20多人参加了会议。

标准化技术委员会顾问秘书长黄理兴研究员主持会议。会前,评审专家审阅了《公路隧道施工自动化监控量测技术规范》(报批稿)。会上,听取了编制组对标准编制说明和标准主要内容的汇报,查阅了标准编制过程的工作文件等相关材料,按照“利益公正、程序合法、内容合理、编写规范”的工作原则,并对报批稿及其附件进行了审查。经质询与讨论,专家组一致认为,本标准具备规范编制的基本要素,整体结构合理,适用范围明确,内容完整,技术条款具有先进性和可操作性,符合团体标准管理规定。经专家组无记名投票,一致同意《公路隧道施工自动化监控量测技术规范》(报批稿)通过评审,建议标准编制组尽快修改完善后报学会常务理事会批准后发布。

本标准由招商局重庆交通科研设计院有限公司隧道与地下工程研究院院长丁浩研究员牵头主编,编写组收集了国内外有关公路隧道施工自动化监控量测的相关资料,认真总结了我国公路隧道施工自动化监控量测成功经验,在广泛征求同行意见的基础上编制而成,反映了我国目前在公路隧道施工自动化监控量测领域的最新研究成果,将在我国公路隧道施工监控量测的自动化进程中产生重要推动作用。

中国岩石力学与工程学会

9. 国家铁路局发布《铁路工程卫星定位测量规范》

近日,国家铁路局发布铁路行业标准公告,完成铁路工程建设标准《铁路工程卫星定位测量规范》TB 10054-2025的编制工作。

近年来,随着北斗卫星导航系统全面建成应用,全球卫星导航与位置服务能力快速发展,为交通运输、测绘地理信息、水文监测等领域提供高精度定位服务。自上世纪90年代,卫星定位测量技术在铁路工程建设推广应用。其凭借精度高、速度快、全天候、操作简便的技术优势,成为建立平面控制网的首选方法,卫星定位高程测量、变形监测也形成了丰富应用成果。

为更好利用卫星定位测量技术,进一步规范和统一铁路工程卫星定位测量工作,提高铁路工程测量水平,国家铁路局组织标准制定工作。

据介绍,新版标准坚持创新驱动、科学规范、技术先进的原则,系统总结北斗等卫星定位测量技术应用成果及实践经验,明确了北斗技术应用要求,新增了卫星定位高程测量、实时动态定位测量(RTK)、变形监测、连续运行基准站网建设等技术要求,优化了控制网等级分级与精度要求。

例如,标准明确了铁路工程卫星定位测量坐标系统、高程系统和时间基准,新增铁路卫星定位连续运行基准站网建设相关技术要求,为大范围、高精度、全周期应用卫星定位技术奠定基础。

据介绍,本次制修订由铁一院、北京交大、铁科院、中铁设计等单位承担。公众可登录国家铁路局政府网站主页《标准规范》栏目查询相关信息。

中国铁路网

10. 世界首个嵌入式设置沉井基础填芯完成

近日,在西堠门公铁两用大桥4号主塔施工现场,随着最后一立方米混凝土浇筑完成,新建甬(宁波)舟(山)铁路西堠门公铁两用大桥建设取得重大突破——世界首个嵌入式设置沉井基础填芯施工完成,至此西堠门公铁两用大桥设置沉井基础全面收官,正式转入承台及塔身主体结构施工阶段。

由中国中铁旗下中铁上投牵头投资,中铁大桥院参与勘察设计,中铁四局参建的西堠门公铁两用大桥,是浙江省甬舟铁路和甬舟高速公路复线跨越西堠门水道的共用跨海桥梁,连接舟山金塘岛和册子岛,桥梁全长3118米,主跨1488米,是世界在建跨度最大的斜拉悬索协作体系桥梁。该桥具有首次在跨海高速铁路桥梁上采用斜拉悬索协作体系、首次应用空间变幅缆索体系、世界首个嵌入式设置沉井基础等三项“世界首创”和“世界最大跨度公铁两用大桥”“世界最宽公铁两用大桥”“世界最高公铁两用大桥主塔”“世界最大规模岩锚”“世界最大直径桥梁钻孔桩基础”等五项“世界之最”。

大桥金塘侧主塔基础采用嵌入式设置沉井形式,为双壁圆筒式钢沉井结构,直径58米,高37米,总重达1万余吨,平面面积2600平方米,钢沉井平面共分为16个周边井筒、4个核心井筒及69个壁舱。本次填芯范围为4个核心井筒,设计总方量为60000立方米。

甬舟铁路建成后,将填补舟山市不通铁路的空白,对于完善铁路网布局,推动沿线旅游业发展,实现宁波舟山一体化、同城化发展,加快舟山及宁波融入“一带一路”和长江经济带等具有重要意义。

中国中铁

11. 世界最大直径高铁盾构机“领航号”掘进突破5000米

从中国铁路上海局集团有限公司获悉,当日,世界最大直径高铁盾构机——崇太长江隧道“领航号”掘进至第2500环,突破5000米大关,距离江心仅剩660米。

崇太长江隧道是上海至南京至合肥高铁控制性工程之一,连接上海市崇明区和江苏省太仓市,隧道全长14.25千米,其中盾构段长13.2千米,采取单洞双线设计,独头掘进11.3255千米,是全球独头掘进距离最长的隧道;设计时速350公里,为世界行车速度最高的水下隧道;隧道深入长江水下89米,是长江最深的江底隧道。

崇太长江隧道崇明区3号井至太仓市2号井盾构段采用“领航号”盾构机掘进施工,该盾构机长148米,总重约4000吨,刀盘直径15.4米,计划由北向南独头掘进11.3255千米,是目前世界最大直径高铁盾构机。该盾构机搭载了世界“最强大脑”,集智能感知、智能掘进、智能拼装等九大智能建造技术成果于一身,具有超长可靠服役能力、敏锐的感知能力、智能决策控制能力和加速奔跑能力,拥有“独立思考、智能分析、自主判断”的能力,实现“有人值守、无人操作”智能化施工。

据悉,上海至南京至合肥高铁是沪渝蓉高铁的东段线路、国家“八纵八横”高速铁路网沿江高铁通道的重要组成部分,承担沿江通道主要路网客流、沿海及京沪通道部分直通上海客流的运输。该项目建成后,在上海大都市圈、南京都市圈和合肥都市圈间建起一条快速新通道,对于打造“轨道上的长三角”、优化沿长江地区铁路网布局、服务长江经济带高质量发展、推动长三角一体化高质量发展等具有重要意义。

中国新闻网

12. 厦金大桥:巨型哑铃型承台施工获关键突破

福建省重点工程——厦金大桥(厦门段)项目刘五店航道桥东主塔右幅承台首层混凝土24日顺利浇筑,为后续主塔结构施工奠定了坚实基础。

厦金大桥(厦门段)项目刘五店航道桥东主塔右幅承台首层混凝土顺利浇筑。中交一公局集团供图

厦金大桥(厦门段)项目全长约19.62公里,其中,刘五店航道桥全长1948米,索塔高178.1米,主跨长928米,是福建省内最大跨径桥梁,也是福建省第一座离岸式海中悬索桥。

该项目承建方中交一公局集团介绍说,刘五店航道桥东锚碇、东主塔,为海上全离岸施工。大桥“门”字造型,寓意“一桥连两门,厦金一家亲”,采用钢壳+混凝土组合结构。主塔承台为哑铃型结构,其圆形部分直径达39米,整体厚度7米,分3层进行浇筑,本次浇筑的首层右幅混凝土方量达1667立方米。

据介绍,该项目为海上全离岸施工,桥址区域风大浪高、水深流急,水文环境复杂且船舶通行频繁。为抵御海水侵蚀,保障桥梁结构长久稳固,项目团队选用C45高强度海工混凝土,其优异的抗氯离子渗透和耐腐蚀能力,可有效提高桥梁在复杂海洋气候下的使用耐久性。

同时,项目引入智能化温控系统,24小时实时监测混凝土内部温度变化情况,并配合循环冷却水管进行精准调控,将内外温差严格控制在25℃以内。

此外,通过反复试验优化混凝土配比、采用原材料降温和冷却水管等降温措施,有效攻克大体积混凝土温控防裂技术难题,确保承台浇筑的进度和质量。

厦金大桥(厦门段)是国家公路网规划中高速公路联络线的重要组成部分,项目建成后,将成为厦门本岛联系翔安机场最便捷的通道,有效缓解翔安进出岛通道及新机场片区交通压力,极大提升厦门本岛到翔安机场的通行效率。

中国桥梁网

13. 世界首条时速350公里单洞双线高铁海底隧道成功贯通

3月26日,在汕头湾海底68米深处,随着开挖直径达14.57米的“永平号”盾构机刀盘破岩而出,标志着由中铁十四局承建的世界首座时速350公里单洞双线高铁海底隧道——汕汕高铁汕头湾海底隧道成功贯通。

汕汕高铁起自汕头站,终至汕尾站,正线全长162公里,设计时速350公里。汕头湾海底隧道是全线重难点控制性工程,全长9781米,洞身穿越17处断层破碎带,建设过程中要克服近百米超高水压、高氯盐侵蚀、多断层构造、地层软硬不均、极硬岩等世界级施工难题,同时采用矿山法和盾构法施工,相向推进。

矿山段穿越的F9活动断层是整条隧道关键性“卡脖子工序”,该断层位于运输繁忙的汕头湾主航道正下方,裂隙发育密集,岩层风化严重,洞顶距弱风化覆盖层最薄处仅有2.36米,极易造成坍塌涌水事故。项目团队先克服近百米级超高水压开展海上注浆和洞内注浆来封堵裂隙,提高围岩完整性,再用高精度控制爆破技术进行开挖,历时19个月成功贯通。

盾构段需要穿越298米的上软下硬地层、500多米的全断面极硬岩,该项目创新采用刀间距为90毫米的常压刀盘,加密布设刀具,掘进过程中创新研发出三刃刀具,全面提高破岩效率,还配套了刀具监测系统,通过数据监测了解刀具的磨损情况,实现精准换刀,最终鏖战1400多天实现贯通。

中国铁道建筑报

14. 全球最大土压双护盾掘进机下线

3月26日,由铁建重工、中铁十八局等单位联合打造的全球最大土压平衡-双护盾隧道掘进机“强基号”在湖南长沙顺利下线,未来将用于扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程南段隧洞施工。

“强基号”最大开挖直径达12.68米,整机长107米,总重量3500吨,是一台超大直径双护盾隧道掘进机,主要承担扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程南段12.28公里输水隧洞的掘进任务。

扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程是国内城市排涝规模、洞径和埋深最大的深层隧洞排水系统工程,也是特大型城市深隧排涝项目的首次实践。该工程主要任务为防洪排涝,兼顾改善水生态环境。工程总体呈Y型布局,主要包括南北线和西线两部分,按照“统一规划、分线立项、分步建设、同步建成”的原则一体推进。

针对隧洞软硬不均、软硬交替等复杂地层情况,“强基号”采用“土压盾构-双护盾隧道掘进机”共存双模设计,创造性解决了复杂地层掘进难题,提升了隧道掘进机整体施工效率;同时,搭载智能掘进系统与超前地质预报系统,进一步提高掘进机的智能化和自动化水平。

据中铁十八局扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程南段施工负责人吕二超介绍,该工程穿越软岩地层、断层及富水岩层,需要攻克超大基坑开挖、软岩地层大断面隧洞开挖等技术难题,“强基号”的顺利下线,为后续隧洞的地下全断面掘进施工创造了有利条件。

中国铁道建筑报

15. “高空移动造桥机”助力高铁建设高效安全

一桥飞架,贯通南北。在交通工程建设中,桥梁以其举重若轻的姿态,承载着人类跨越山河的梦想。随着新工艺的广泛应用,施工效率与工程质量同步提升,铸就了连接南北的坚实纽带。

3月12日,中铁十四局潍宿高铁安丘汶河特大桥第一孔40米简支梁开始浇筑,这是潍宿高铁山东段全线率先完成的首孔现浇梁,也是该公司对智能管理化移动模架的首次应用。

潍宿高铁起自济青高铁潍坊北站,向南经宿迁市,接徐宿淮盐铁路,是一条以路网功能为主、兼顾城际功能的高铁骨干线路,也是国家“八纵八横”高铁网京沪高铁辅助通道重要组成部分。

据项目负责人介绍,他们承建的标段内包含5座特大桥,其中安丘汶河特大桥5至15号墩位于河道内,因受水流、泄洪等多方面因素影响,设计梁体跨度为40米,无法采用常规的方法进行预制箱梁架设。此外,若采用传统的支架搭设施工法,工期管控和成本管理均难以达到预期目标。为解决这一难题,他们经过多次实地考察和技术调研,并进行专家论证,最终采用移动模架法进行施工。

移动模架法施工是一种现代化的桥梁施工技术,其核心组件包括主梁、支腿、横梁、模板和定位系统,被称为“高空移动造桥机”。这些组件可以根据工程需求灵活调整大小和形状,适应不同的施工高度和角度,并能在不同位置和高度间移动,避免了尺寸不匹配的问题,且能够大幅减少支架搭设的时间和成本。

为把移动模架施工效益最大化,项目部同时引入了智能管理系统,该系统集成了生产进度管理、信息化管理、应力压力监测、倾角监测、数据监测和视频监控六大核心功能。通过实时采集应力、挠度、运行数据、倾角等信息,并结合视频监控和环境检测数据,系统能够进行全面的数据分析。这些数据通过数据存储、分析、巡检保养、进度管理和系统对接模块进行处理,最终接入项目部智控中心管理平台,实现大数据的可视化展示。

此外,智控中心管理平台能够实时展示移动模架设备的数字孪生动作、工作参数、视频画面和统计分析数据,并提供多种应用场景的切换功能。这不仅为施工作业提供了更高性能的保障,还通过智能化的管理手段,进一步优化了施工流程,提升了工程的整体效率和质量。

以安丘汶河特大桥第一孔40米简支梁为例,相较于传统的支架法施工,应用移动模架仅需要15天就可完成一榀梁浇筑,施工效率提升一倍,预计在汛期到来之前完成所有泄洪区内的梁体施工,全面保障汶河度汛安全。

与此同时,在潍宿高铁安丘渠河特大桥跨青云大街鱼腹梁施工现场,另一组移动模架即将进场,项目部利用移动模架形状可自由组合的特点进行拼装鱼腹造型,能够有效解决“卡脖子”难题。

此次移动模架的成功应用,不仅为潍宿高铁施工提供了高效、灵活的解决方案,还为同类型桥梁工程积累了宝贵经验。接下来,移动模架法将应用于类似的特大桥施工中,特别是在地形复杂、环境特殊或设计要求独特的项目中,为施工过程提供全方位的技术支持,全力护航工程优质高效安全推进。

中国铁建

16. 智隧慧眼隧道扫描仪——智能建造引领未来

中铁十九局与成都天佑智隧科技有限公司在2024年初联袂推出专为隧道施工领域量身打造的智能化设备——智隧慧眼·隧道扫描仪(TK-SET),并依托中铁十九局在全集团开展的“隧道施工掌子面管理”专项劳动竞赛活动,结合中铁十九局“精细化管理”专项行动,在全局近80个作业面全面推广应用,旨在提高隧道施工光爆管控及智能建造技术水平。

该设备融合高清摄像与激光技术,结合智隧APP与云平台,实现智能化数据采集、分析及成果输出。智隧APP协同隧道扫描仪,能独立完成隧道一线作业,摆脱对电脑的依赖,实时指导施工。通过云平台,工程师能够在任意终端全面掌握施工情况,实现对多项目的宏观把控。

一个测站的数据不仅能分析超欠挖、厚度、方量、平整度等,还能生成地质模型,进行地质素描和围岩分级,为优化爆破和短距离地质预报提供有力支持。设备内置的激光技术能快速定位掌子面欠挖与初支侵限位置,简化缺陷处理。

据中铁十九局第一期“隧道施工掌子面管理”专项劳动竞赛活动2024年2月至2025年1月的连续统计数据显示,自智隧慧眼·隧道扫描仪(TK-SET)2024年投入应用以来,中铁十九局2024年度隧道初支喷射混凝土平均超耗率较2023年度整体降低了约30%。这一成效彰显了其在精细化管理、成本控制及资源配置优化上的显著成效与巨大潜力。

中国铁建

17. 隧道上新“装” 养护更智能

在隧道的深处,有这样一位默默无闻的“战士”。它不仅能够对隧道衬砌进行精准的加温、保温和加湿、保湿,还能实现养护区域内衬砌温度和湿度的智能控制,显著提高隧道衬砌混凝土的强度和表面致密性,让隧道的每一次呼吸都更加安全、稳固。它就是由铁五院自主研发的隧道衬砌智能养护台车。

2025年《政府工作报告》强调“因地制宜发展新质生产力,加快建设现代化产业体系,推动科技创新和产业创新融合发展,大力推进新型工业化”。

加快培育和发展战新产业,是中央企业贯彻落实党中央决策部署的重要政治责任,也是企业顺应行业形势转型升级,持续塑造竞争新优势和增长新动能的必然选择。根据中国铁建年度系列会议精神和战新产业推进会部署,铁五院积极融入中国铁建“1+9+N”科技创新体系建设,聚焦“巩固升级规划设计咨询主业、培育壮大战略性新兴产业”两大方向,加快开辟新基建、新装备、新材料、新服务“四新赛道”,研发了一系列智能建造工装设备,隧道衬砌智能养护台车就是其中之一。

技术创新,为隧道安全稳固保驾护航

以前,我国铁路隧道衬砌混凝土养护主要采用自然养护,基本不采取养护措施,个别特殊环境则采取喷淋水方式。但由于隧道施工中混凝土浇筑过程控制不力以及缺乏有效养护,导致建成隧道出现大量混凝土强度不足、衬砌开裂病害等问题,进而掉渣掉块,严重危及铁路运营安全。

这一情况引起了铁五院研发团队的重视:如果能够研发一台养护台车,为混凝土提供适宜的硬化条件,肯定能显著提高隧道衬砌质量。

隧道衬砌智能养护台车就这样应运而生。

它的整体结构设计为门架形式,确保了设备的稳定性和操作的便捷性。主结构采用无骨架模块化设计理念,轻便而稳定,能够实现快速拼装。外拱的弧形设计,型材焊接结构,与主结构之上部支撑采用螺栓连接。

如今,智能养护台车正在隧道中以每分钟10米的速度稳定运行,步伐坚定而精确。在它的呵护下,养护温度可达6摄氏度,而雾化系统则将湿度维持在90%以上,确保混凝土的每一寸“肌肤”都能得到充分的滋养。单线装备以55千瓦的功率,双线装备以60千瓦的功率,为隧道的安全和稳固保驾护航。

绿色智能,实现经济与环保双赢效果

铁五院研发团队一直致力于实现经济与环保的双赢,隧道衬砌智能养护台车从研发之初就秉承绿色发展理念。

智能养护台车外拱的前后两端,有软质气囊密封系统将养护区域紧紧拥抱,隔绝了外界的干扰,为加热区域创造了一个密封的温室。在这个独立的空间里,温度可以自由调控,蒸汽输送管路根据密封空间内的温度变化规律及流动性巧妙布置,确保每一寸混凝土都得到均匀的养护。加热系统采用定制的工业级蒸汽发生装置,温度调控范围广、节能环保。

气囊密封系统则采用多层软质气囊密封材料,快速充放气,提供良好的密封保温效果。雾化系统由超声波雾化主机、水箱、管路组成,能够适应复杂水源情况,智能调节温湿度。智能温湿度控制系统作为核心部分,实现养护区域内温度、湿度的智能控制与调节,掌握着整个养护过程的节奏。

定制的工业级蒸汽发生装置,还能实现智能控温。通过精密的控制器,能在低温时自动补偿,到达温度设定值时自动停止,确保每一份能量都不被浪费。这些智能化的操作,不仅实现了节能环保,更为隧道养护行业树立了新的标杆。

广泛应用,隧道衬砌养护“主力军”

智能养护台车问世之后,以其低能耗、高效率、安全可靠、自动化程度高等特点,成为隧道养护行业的明星产品。它通过该套施工装备及其工艺的实际应用,满足了对隧道衬砌的全封闭包裹式养护,实现二次衬砌浇筑完成后及时得到有效养护。

截至目前,铁五院已销售180余台(套),广泛应用于京张、银西、郑万等国家重点高铁建设,目前正在高原铁路等在建项目现场应用。台车累计应用于60余条隧道建设施工,服务里程逾600公里,特别是在高寒、高海拔地区,已成为隧道衬砌养护的“主力军”,为铁路工程的质量建设提供了坚实的支持,并取得了显著的经济效益。

当前,铁五院依托自身技术优势和产业基础,聚焦智能建造装备板块,研发了移动造桥机、无砟轨道一体机、隧道成套工装等一系列成套技术装备应用,打造新的利润增长点,科研成果转化效率不断提高,市场竞争力进一步增强。未来,铁五院将面向转化、面向主业、面向市场,着力打通科学技术化、技术产品化、产品产业化“最后一公里”,朝着勘察设计智能化及智慧运维、智能建造的方向大步迈进。

中国铁道建筑报

18. AI“黑科技”上岗  让隐患无处遁形

“嘟嘟嘟,为了您的安全,请正确佩戴安全帽。”近日,在中铁十四局成渝中线项目磨盘山隧道施工现场,一台拥有360度旋转“脑袋”和智能识别“大眼睛”的AI巡检机器人正穿梭于防水板台车与逃生通道之间。

该机器人采用轻量化、轻巧化设计,单日巡检里程超10公里,隐患识别响应时间缩短至3秒,通过融合AI智能分析,高度集成了网络传输基站、应急救援电话、人员定位基站、瓦斯监测、视频监控系统和一键报警系统等应急装置,作业过程中不妨碍正常施工及工程车辆通行,具有较强的空间适应能力,弥补了现有技术无法持续对掌子面施工情况进行监控和预警的不足,实现了隧道安全管控“一站式”保障。

走进该项目的钢构件场智能建造中心,只见自动化流水生产线进行着关键工序的智能化无人作业。用电功率大、负荷高是该生产线的一大特点,在传统用电场景中,电路故障、过载、短路等问题时有发生,安全风险管控压力极大。如今,建设团队引入智能安全用电系统,融合AI技术将“危险电”转化成了“安全电”,有效隔离电线路与机械线路,实现全天候实时监控线路电压、负载、温度,当设备存在漏电或短路时在云端实现即时预警,可根据移动端报警提示,及时对线路进行抢修,保障现场安全用电。

“智慧安监不是冷冰冰的监控,而是有温度的守护。”项目负责人孙鑫广介绍,自开工建设以来,项目部积极将信息化、数字化、智能化的现代管理方式与传统管理手段相结合,打造智能安防体系,启用AI智能识别模块,结合摄像头实时监控与智能预警功能,捕捉并预警人员是否穿戴安全帽、反光马甲、场内吸烟的异常状况,一旦发现违章作业,立即触发智能语音警示并自动抓拍记录存档,使得违章行为有明确证据留存,便于奖惩分明,有利于提升工人的安全意识与自觉性。仅今年复工复产后的近2个月,这套智能安防体系累计纠正违章作业95次,安全隐患整改效率提升20%。

AI技术的应用推动现场管理效率大幅提升,有效降低安全隐患。目前,该项目正积极拓展智慧装备应用场景,研发远程操控、隧道智能逃生导航等新功能,争取为复杂地质条件下的隧道施工安全管控提供创新样板,切实推动工程建设安全管理向“数智化”转型升级。

中国铁道建筑报

 

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责任编辑:李乐诗  谢宝义  

审    校:王  辉  李占华

电    话:35275   35310

《科技动态》2024年第8期

说明
日期:2024年11月04日
点击数:4480

 

(石家庄铁道大学科技处、图书馆合办)

目  录

  1. 国内首套兆瓦级液态空气储能电站联合调试一次成功

  2. 高铁技术树起国际标杆 支撑铁路高质量发展

  3. 攻坚!创新!国之重器再爆新装备

  4. 长三角诸多“世界之桥”创造多个世界第一

  5. 中铁建大桥局入围国际隧协“超越工程奖”

  6. 中铁十四局一项科技成果达到国际先进水平

  7. 中铁二十局牵头研究课题荣获中国钢结构协会科技进步一等奖

  8. 铁四院9项工程荣膺第二十届詹天佑奖

  9. 中国铁建大桥局5项工程斩获詹天佑大奖

  10. 中铁十六局斩获两项詹天佑大奖

  11. 中国土木东非公司荣获第二届工程建设企业施工工法大赛一等奖

  12. 中铁十八局四公司获省级工法一项

  13. “奋进号”TBM成功创造单机掘进世界最长纪录

  14. 科技赋能智慧建造 跑出施工“加速度”

  15. 穿黄隧道智能化建造推动我国盾构施工技术创新发展

  16. “智”造装配式桥梁 “数”立新建造标杆

  17. 世界最大吨位非对称曲线斜拉桥成功转体

 1. 国内首套兆瓦级液态空气储能电站联合调试一次成功

9月30日,由我校与河北建投集团联合承接的河北省科技厅2023年首批“揭榜挂帅”项目——国内首套兆瓦级液态空气储能电站,继电站一次受电成功、膨胀发电系统首次并网发电后,再迎重大里程碑意义节点——联合调试一次成功,实现从理论设计到实际应用的精彩跨越。此次调试成功,验证液态空气储能技术的可行性与稳定性,为后续大规模商业化应用奠定了坚实基础。

液态空气储能项目由我校机械工程学院折晓会团队负责提供科研理论研究和技术支持,河北建投集团负责科研成果的应用转化实践探索,进行工程化构建、产业推广以及项目投资,双方共同推动液态空气储能技术的示范应用和产业化推广。经过项目团队不懈努力,项目近一个月连续突破重大里程碑节点:9月3日,电站一次受电成功;9月23日,膨胀发电循环并网发电成功;9月30日,空气液化与膨胀发电循环联调成功。

面对液态空气储能产业化的国际技术难题,项目团队精准定位蓄冷系统温度梯度大、能量品质衰减快,深冷低温换热设备疲劳应力大,空气净化设备能耗高,压缩热利用不充分等关键技术难点,充分发挥人才、专业技术优势,自主研发关键核心设备与集成工艺系统,首次提出并验证了蓄冷温跃层调控技术、分级换热抗疲劳技术、超低能耗空气纯化技术、系统热电分储联供技术等,实现电站主设备国产化率100%。同时,自主开发的国内首套液态空气储能控制系统通过了设备单体调试、系统联合调试的实践检验。这一系列创新技术的成功应用,不仅解决了液态空气储能系统在实际运行中的诸多难题,也为我国大规模长时储能技术产业化发展作了有益探索。

石家庄铁道大学

2. 高铁技术树起国际标杆 支撑铁路高质量发展

新时代十余年,铁路科技创新成果丰硕、捷报频传。

从“铁路密布,高铁飞驰”“复兴号高速列车迈出从追赶到领跑的关键一步”,到“我国自主创新的一个成功范例就是高铁”,再到“高铁技术树起国际标杆”……对铁路科技创新成果,习近平总书记多次给予高度评价。

嘱托植于心,期望践于行!

党的十八大以来,中国国家铁路集团有限公司深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要论述和对铁路工作的重要指示批示精神,充分发挥新型举国体制优势和行业领军企业作用,走出一条具有中国特色的铁路自主创新之路,铁路总体技术水平迈入世界先进行列,高速、高原、高寒、重载铁路技术达到世界领先水平,为勇当服务和支撑中国式现代化的“火车头”提供有力科技支撑。

当好“大链长”,构建协同高效的铁路创新组织体系,高铁自主创新领跑世界

6月24日,全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会在人民大会堂举行,复兴号高速列车项目荣获2023年度国家科学技术进步奖特等奖。习近平总书记出席大会并发表重要讲话,点赞中国高铁。

奋楫者先,创新者强。

复兴号采用的254项重要标准中,中国标准占84%。由此开始,我国建立了完整的中国高速列车技术标准体系。

从2013年12月中国标准动车组研制项目启动,到2017年9月复兴号高速列车在京沪高铁以时速350公里投入运营,再到CR450动车组样车正在紧锣密鼓研制……一路走来,中国高铁何以领跑世界?

答案清晰坚定——

充分发挥新型举国体制优势和行业领军企业作用,集中力量办大事!

国铁集团自觉当好铁路大产业链创新链“链长”,牵头组建铁路科技创新联盟,促进了铁路创新链、产业链、资金链、人才链深度融合,牢牢把握铁路科技创新主动权。

看机车车辆——成功研制具有完全自主知识产权的涵盖不同速度等级、不同动力方式、不同编组形式、适应各种运用环境的复兴号系列化动车组,主要性能指标达到世界领先水平。

看通信信号——成功研发涵盖时速200-350公里不同速度等级和运行要求的高铁列车运行控制技术,构建了列控系统技术体系和装备体系。

看牵引供电——在高速接触网设计、系统调试等核心技术上实现重大突破,为世界最大的高铁网提供了强大的电力供应保障。

创新“一子落”,发展“满盘活”。

目前,CR450科技创新工程正扎实推进,更高速度、更加安全、更加环保、更加智能的新一代动车组加速驶来。

面向主战场,扎实开展核心技术攻关和产业化应用,铁路科技创新成果丰硕

东海之滨,复兴号智能动车组仅用10多秒就驶过福厦高铁安海湾跨海大桥主桥。作为全线最后一座合龙的跨海大桥,如何实现“时速350公里高铁列车跨海不减速”?

科学抗风防腐、积极应用新技术新材料……面对复杂的自然环境和造桥工艺等世界级难题,铁路建设者开展多项科技攻关,确保我国首条设计时速350公里的跨海高铁如期建成通车。

党的十八大以来,适应我国地质及气候条件复杂多样的特点,国铁集团扎实推进铁路工程设计建造关键技术自主攻关和产业化应用。我国成为世界上唯一能在各种气候环境和复杂艰险地质条件下建设和运营高铁的国家。

沪苏通长江公铁大桥实现多项“世界首创”,世界上结构最复杂、埋深最大的地下高铁隧道京张高铁八达岭隧道顺利贯通……中国铁路成功掌握世界级大跨度铁路桥梁建造技术和复杂地质条件下长大隧道工程建造技术。

创新驱动,让发展有了新动能。

国铁集团坚持全路一张网和调度集中统一指挥,全面掌握复杂路网条件下长距离运行的铁路运营管理成套技术,建立了适应国情路情、具有世界先进水平的铁路运营管理体系。

安全保障更有力——构建人防、物防、技防“三位一体”高可靠安全保障体系,科技保安全能力显著提升。

运输组织更高效——精准实施“一季一图”“一日一图”;成功研发列车调度指挥系统,在沪杭高铁实现3分钟列车追踪间隔运行。

运输服务更精准——打造全球访问量和交易规模最大的12306新一代票务系统,推进铁路货运95306电子商务系统整体升级,全力服务群众出行和国计民生。

扩大“朋友圈”,加快推动国际铁路技术交流与合作,助力世界铁路发展

“太酷了!它就像闪电一样快!”一列银红涂装、配有印尼国宝级动物“科莫多龙”纹理的高速动车组载着旅客驶出雅加达哈利姆站,一路从零加速到时速350公里。随着雅万高铁开通运营,中国高铁“出海”迎来里程碑时刻。

雅万高铁是中印尼共建“一带一路”合作的“金字招牌”,是中国高铁首次全系统、全要素、全产业链在海外落地。

党的十八大以来,坚持自力更生、开放合作,中国铁路科技自立自强捷报频传,创新成果惠及世界。

强化国际交流合作,国铁集团积极承担和参与世界高铁大会等重要国际活动。2023年11月,国铁集团成功举办第十六届中国国际现代化铁路技术装备展暨世界铁路合作发展论坛,向世界充分展示中国铁路科技创新成就。

七十五载波澜壮阔,新时代再谱新篇。

站在新的历史起点,国铁集团将锚定科技强国建设目标,踔厉奋发、守正创新,不断提升铁路科技自立自强能力,加快发展铁路新质生产力,奋力推动铁路高质量发展、率先实现铁路现代化取得新成效,为服务和支撑中国式现代化作出更大贡献。

人民铁道报

3. 攻坚!创新!国之重器再爆新装备

10月5日,由中铁十五局地下工程有限公司参与研发的大直径泥水平衡盾构机“新征程号”成功下线,该设备将服务于全国首座全程浅埋超大直径泥水盾构隧道和全国首座三线高铁交叉施工隧道——沪渝蓉高铁宝山隧道建设。

“新征程号”设计研发聚焦“动作智能化、数据智能化”,以“精准、高效、安全”为目标导向,集径向钻孔、埋管、注浆于一体,同时具有钻孔注浆自动化控制、钻机三维建模、钻孔注浆精准定位等十大功能的新设备。系统通过三维扫描仪+视觉处理技术,构建隧道管片三维轮廓,识别定位注浆孔。同时配备120度内任意旋转的两个机械臂,依托钻机空间运动模型,实现三维空间内灵活转动和定位,自动控制钻机自由度动作,从而达到精准钻孔、埋管、注浆的目标要求。

“新征程号”采用的“智能化钻孔注浆一体化设备”是目前国内首次应用于高铁隧道内的智能化设备,与传统人工注浆相比,节约人工成本近1倍,能将传统钻孔时长由20分钟/个缩短至5分钟/个,大幅提高施工工效。此外,该设备的使用还能有效解决因人工操作误差而导致的角度偏差、深度偏差,确保盾构施工标准统一,使得注浆更为饱满和充实,确保洞内加固质量,保证施工安全。

作为新设备,它的设计使用将从缩减人工成本、提升注浆工效、保障安全施工等方面提升项目安全生产质量,后期经过加工改造可重复使用在其他类型盾构机设备中,为项目降本增效创造巨大空间。

中国铁建

4. 长三角诸多“世界之桥”创造多个世界第一

崇启公铁长江大桥,世界在建最大跨度双塔双索面公铁两用无砟轨道斜拉桥;

张靖皋长江大桥,世界在建最大跨度悬索桥;

G3铜陵长江公铁大桥,世界首座双层斜拉—悬索协作体系桥……

这些长江上在建的桥,都在长三角,任何一座都是世界级的工程。

崇明又建一座跨江大桥

从高空俯瞰,崇启公铁长江大桥十多个桥墩已经破水而出,宛如横跨长江的一串串珠。这座在建的世界最大跨度双塔双索面公铁两用无砟轨道斜拉桥,日前已完成了整体进度一半以上。

崇启公铁长江大桥是上海至南京至合肥高铁的控制性节点工程,全长4.09公里,横跨长江入海口北支航道,上层为双向6车道、时速100公里的一级公路,下层为时速350公里的双线高速铁路+时速250公里的双线城际铁路。预计2026年底,大桥主体结构施工完成。

崇明是长江的尽头和入海口,万里长江由此汇入中国东海。

在崇启公铁长江大桥之前,崇明还有两座长江大桥。一座是2009年通车的上海长江大桥,北起上海市崇明岛,上跨长江口水道,南至长兴岛。另一座是G40崇启长江大桥,2011年通车,北起南通市启东,上跨长江水道,南至崇明,是上海—西安高速公路的重要组成部分之一、长三角高速公路网规划的城际通道,也是上海第一条直通苏北地区的高速公路。一到节假日,这座桥必然拥堵,而崇启公铁长江大桥建成后,将有望分流改善交通。

创造多个“世界首座”

据不完全统计,当前长三角地区共有8个长江大桥工程在如火如荼地进行当中。

国家发改委发布的《长江干线过江通道布局规划(2020—2035年)》(以下简称《规划》)提出,到2025年,基本形成规模适度、资源节约的长江干线过江通道系统,建成过江通道180座左右。到2035年,要建成过江通道240座左右。

而中铁大桥局数据显示,截至目前,长江干线和支线已建、在建桥梁超过了200座。

其中,长三角地区是长江大桥的拥有大户,而且创造了多个“世界首座”“世界第一”,实现了诸多桥梁原创技术的突破与应用。如大家熟知的世界首座双连拱六线铁路大桥——南京大胜关长江大桥、世界首座跨度超千米高速铁路悬索桥——五峰山长江大桥、世界首座跨度超千米公铁两用斜拉桥——沪苏通长江公铁大桥等。

在不断的建设中,长江大桥长度越来越大,难度也越来越大:20世纪60年代修建的南京长江大桥主跨为160米,90年代修建的安徽芜湖长江大桥主跨为312米,如今,正在建设的江苏张靖皋长江大桥主跨达到惊人的2300米。

灵活创造的“中国智慧”

张靖皋长江大桥连接张家港、靖江和如皋三地,跨江段全长约7.9公里,其中南航道桥跨度2300米,是世界最大跨度悬索桥,也是中国桥梁突破2000米跨径大关的“开篇之作”。

张靖皋长江大桥方案经过了多次修改,最早在《规划》中,这座大桥甚至并不存在,而是两个名为“张靖过江通道”和“张皋过江通道”的方案。而据中交公路规划设计院有限公司大桥事业部副总经理王仁贵透露,决定建造张靖皋长江大桥后,最初的设计方案也有多个,为了完成这一世界上跨度最大的在建桥梁,创造了跨度、索塔高度、锚碇体积等6个世界第一,是一项世界级超级工程。

灵活创造,是“基建狂魔”能迅速制胜的原因之一。正如《规划》中提出,在规划实施过程中,根据区域经济社会发展、优化利用通道资源等要求,可针对部分过江通道功能适当调整。

有时候,不造桥也是一种创新。安徽省安庆市迎江区新洲乡规划建设一座安庆新洲长江大桥,区发改委在研究建设成本和地方财政压力后,选择放弃短期实施桥梁工程,选择投入2.5倍运力的渡船,在解决人民出行需求的基础上,继续研究项目方案,适时启动桥梁项目。

一座座长江大桥的修建,给出了江岸百姓出行的最优解,而长江通道资源的稳步提升,不仅缓解交通拥堵,提升出行体验,更有力促进了长三角一体化。

桥梁网

5. 中铁建大桥局入围国际隧协“超越工程奖”

近日,全球隧道行业“奥斯卡”奖——国际隧协“ITA隧道奖”入围名单公布,其中,广州工程指挥部广州地铁18号线番禺沙溪站至石榴岗站段获“超越工程奖”提名。

国际隧道与地下空间协会(ITA)成立于1974年,是隧道与地下工程专业的国际性学术组织,也是世界上最具影响力的学术组织之一。2024年度ITA大奖共设7个奖项,展示了全球最具代表性的地下工程项目和隧道工程中的创新技术与工法,全球共评选出24项入围提名(入围项目21个,入围人员3人),其中中国共有5项。

公司承建广州地铁18和22号线工程1站3区间的施工任务,线路全长约10公里。其中,番禺沙溪站至石榴岗站段是全线最长区间隧道,全长4.76公里,穿越地层主要为强、中风化泥质粉砂岩地层,盾构始发井地下水与珠江水联通,潮汐作用下水头变化频繁,对施工技术要求极高。同时,盾构沿线下穿河道、高架桥、20余栋建(构)筑物,施工风险较大。

针对上述难题,项目团队提出了考虑潮汐作用的始发井加固、刀盘防结泥饼、盾构隧道上浮控制等技术,实现了土压平衡盾构在富水复杂地层中长距离高效掘进,保障了施工安全及城市重要水系、湿地的生态环境安全。实现长距离穿越珠江后航道(水道宽约480米),创下了全线第一个月进度400米、500米记录,单月完成563.2米同地层全线记录,以及2347.2米不换刀、4000米盾尾不漏浆的记录。

在工程建设过程中,项目团队先后攻克了复合地质条件下的连墙成槽、软弱富水地层矩形顶管机施工、复杂环境条件下超深超宽地铁车站建造、软弱地层大直径盾构下穿江河施工控制、上软下硬及全断面硬岩地层大直径盾构施工建造、近距离下穿建构筑物掘进控制等复杂技术难题,荣获第十五届广东省“土木工程詹天佑故乡杯奖”、广东省“建设工程优质奖”和“建设工程金匠奖”,形成各项专利11项、省级工法2项,发表论文13篇、科研报告数十篇,赢得了社会及业主单位高度赞誉。

据悉,广州地铁18号线属市域快线,全长92.1公里,设计时速160公里,为当时世界最快地铁线路。线路起于南沙区万顷沙枢纽和明珠湾起步区,连接广州天河、海珠、番禺、南沙等区,实现了南沙新区至广州东站30分钟的时空目标,进一步促进了南沙新区、南沙自贸区发展,贯通了粤港澳大湾区南北向的交通大动脉。

 

近日,在中国钢结构协会组织召开的科技成果评价会上,由中铁十四局参与研发的“高性能装配式钢结构体系创新与智能建造关键技术”科技成果,被专家组认定为国际领先水平。

在现代建筑工程领域中,钢结构技术以其高效、经济和环保的特点成为未来发展的重点。在大空间、大跨度的建筑设计中,钢结构更是因其出色的跨越能力和承载能力而被广泛采用。

盛世国际文体项目为城市大型体育场馆,室内场馆单体总建筑面积约13.8万平方米,整体造型行如流水,钢结构形式多样,总用钢量约2.3万吨,框架钢结构约2万吨,具有高差大、跨度大、曲率大、重量重等特点,存在钢混结构复杂节点、高建钢厚板焊接质量、结构变形监测、空气潮湿环境防腐等技术难点。

中铁十四局联合多所院校团队积极开展科技攻关,通过BIM技术和结构计算软件,解决了传统施工步骤模拟难、数值模拟误差大等问题;研发“竖向同步滑移”工艺,避免顶升倾覆风险,解决了有限空间内钢箱梁安装难题;通过分类分级分块、全程健康监测安装方法,保证了提升精度和平衡,为顺利施工提供了技术支持。

研究过程中,项目团形成授权专利5项、实用新型专利22项、省部级工法3篇、学术论文5篇、专著1项,中施企协工程建设质量管理小组活动一、二等奖各1项,中施企协第五届工程建设行业BIM大赛三等奖1项。针该科技成果具有技术先进、实用指导性强、降本增效等显著优势。目前,该研究成果已在沈白高铁通化西站项目全面应用,有效解决了钢网架施工难题,展现了强大的技术转移和应用能力。

中国铁建

7. 中铁二十局牵头研究课题荣获中国钢结构协会科技进步一等奖

近日,我国钢结构行业最具权威性的5A级全国性社会组织——中国钢结构协会公布了2024年度中国钢结构协会科学技术进步奖评审结果,由中铁二十局长安重工公司牵头研究的“特殊环境下大跨径悬索钢桥施工与控制关键技术研究及应用”课题荣获科学技术进步奖一等奖。

中国钢结构协会科学技术进步奖是经国家科学技术部批准的,中国钢结构协会具有影响力、业内关注度高的奖项之一,旨在表彰相关单位对研发钢结构领域新产品、新工艺、新材料、新设备或促进钢结构技术进步作出的显著贡献。

本次获奖的课题主要依托重庆长寿经开区大桥等悬索桥项目展开研究。2021年6月25日,中铁长安重工公司参建的重庆长寿经开区大桥建成通车。大桥主跨739米,双向六车道,是重庆市交通枢纽骨架路网“四纵线”中的重点工程,也是重庆市重要客货运通道。

通过本课题的研究,将形成一套特殊环境下大跨径悬索钢桥建造关键技术,创新性提出了一种钢桥梁悬空施工机构及施工方法,实现钢桥梁复杂空间姿态下的精确定位。通过研发一种全方位桥梁安装调整设备,可带动待调整钢梁实现偏距、里程和高程的调整,提升了建造精度和功效。

该研究成果已在重庆长寿经开区大桥等项目中成功应用,已取得国家发明专利6项、实用新型专利21项,发表论文17篇,著作1部,软著1部,标准2部,经济、社会、环境效益显著,推广应用前景广阔。

中铁长安重工公司将以此次获奖为契机,不断提升技术创新能力,在钢结构领域持续深耕,以更高的标准、更严的要求打造更多优质工程,为推动中国钢结构行业的发展贡献力量。

中国铁建

8. 铁四院9项工程荣膺第二十届詹天佑奖

10月22日,在中国土木工程学会主办的第二十届中国土木工程詹天佑奖颁奖⼤会上,由铁四院设计、监理、咨询的9项工程荣获第二十届中国土木工程詹天佑奖。至此,铁四院“中国土木工程詹天佑奖”增至38项。

其中,汉十铁路崔家营汉江特大桥、昌赣客专赣州赣江特大桥、商丘至合肥至杭州铁路、武汉三阳路越江通道工程四个项目由铁四院主申报。

詹天佑奖是专门为纪念中国近代铁路工程专家詹天佑而命名的全国性奖项,旨在表彰奖励科技创新与新技术应用成绩显著的土木工程建设项目,是中国土木工程领域科技创新的最高奖项。

由铁四院设计的汉十铁路崔家营汉江特大桥全长13公里,是武汉至十堰铁路的控制性工程,项目设计时速350公里,是目前世界上最大跨度的连续刚构拱组合桥,具有结构刚度大、动力性能好、徐变变形小、工程投资省等优点。大桥攻克了高速铁路大跨度混凝土桥梁高平顺性、高动力性能以及徐变变形控制的难题,研发了“拱肋低位拼装、大节段垂直提升”的施工工法,创新了超大体量、超长悬臂混凝土梁施工技术,成功将我国高速铁路混凝土梁跨度由200米提升到300米,为大跨高速铁路桥梁工程提供了开创性的范例。2021年,大桥荣获“国际桥梁大会IBC铁路桥奖章”,大幅提升了中国高速铁路桥梁的国际竞争力。

由铁四院设计的昌赣客专赣州赣江特大桥全长2.156公里,是世界首座跨度200米以上时速350公里无砟轨道斜拉桥。该桥主桥为半漂浮体系柔性桥,主跨长300米,主塔采用曲线人字型桥塔,塔底以上索塔全高120.6米,首次在柔性斜拉桥上铺设无砟轨道,以其结构复杂、技术难度大,被业内誉为“千里赣江第一桥”。该桥通过技术创新,构建了无砟轨道斜拉桥合理梁型,提出了大跨度斜拉桥变形控制标准,首创无砟轨道铺设高精度控制方法,突破了在大跨度斜拉桥上铺设无砟轨道并通行时速350公里高速列车的技术瓶颈,在我国高速铁路史上具有里程碑意义。

由铁四院设计的新建商丘至合肥至杭州铁路是我国“八纵八横”高铁骨干网京港(台)、京沪通道的重要组成部分,是华东第二高速通道,设计时速350公里,线路纵贯豫浙皖三省,全长794.86公里。项目建设突破了复杂环境基础设施350公里/时通行的关键技术,解决了大跨度桥上铺设无砟轨道350公里/时通行的世界级难题;研制了泡沫轻质土路基建造技术,攻克了临近既有高铁施工限速通行的难题,创建了高铁防护棚洞技术,国际上首次应用于高铁下穿800千伏~1000千伏特高压群,成果由国铁集团、国家电网联合发文在全国推广。

由铁四院设计的武汉三阳路越江通道工程穿越长江,是连接汉口与武昌的复合交通纽带。隧道主线长4650米,设计行车时速60公里,双向6车道。作为世界上首例公轨合建超大直径盾构法隧道,三阳路越江通道工程是城市道路隧道与地铁7号线隧道共用的穿越长江的通道工程,二者上下重叠布置,减少项目用地面积约16万平方米,节约工程投资约8亿元;同时,该项目对公轨合建总体布置进行了一系列创新,设置了公铁共用疏散通道、地铁层分段排烟和体内废水泵房,从而使得隧道断面利用率高达95%。项目创新成果获湖北省技术发明一等奖在内的各类科技奖十余项,工程获全国优质工程奖以及中勘协优秀设计一等奖。

中铁第四勘察设计院 

9. 中国铁建大桥局5项工程斩获詹天佑大奖

10月22日,第二十届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会在江苏苏州召开,中国铁建大桥局新建福平铁路平潭海峡公铁两用大桥、新建浩吉铁路工程、新建商丘至合肥至杭州铁路、重庆市轨道交通环线工程、芜湖长江公路二桥工程获评第二十届中国土木工程詹天佑奖,此届获奖数量、获奖占比均达历届最高,获奖数量在全系统内排名第五,至此,中国铁建大桥局“中国土木工程詹天佑奖”增至22项。

中国土木工程詹天佑奖是我国土木工程领域科技创新最高荣誉奖,该奖由中国土木工程学会、詹天佑土木工程科技发展基金会联合设立,其主要目的是推动土木工程建设领域的科技创新活动,促进土木工程建设的科技进步,进一步激励土木工程界的科技与创新意识,因此,该奖又被称为建筑业的“科技创新工程奖”。

中国铁建大桥局参建的新建福平铁路平潭海峡公铁两用大桥横跨福建平潭海峡,全长16.3公里,是世界最长、我国首座公铁两用跨海大桥,大桥下层设计为时速200公里的双线Ⅰ级铁路,上层设计为时速100公里的双向6车道高速公路。针对桥址风大(台风)、水深、浪高、流急及海底倾斜裸岩、孤石、夹层等复杂气象、水文、地质条件难题,建设团队研究出复杂海洋深水作业平台、大倾斜裸岩大直径钻孔桩等施工技术以及强波流力钢吊箱围堰安装等一套复杂海洋环境公铁两用特大桥建造关键技术,该技术成功入选2022年行业年度十大技术创新,并荣获鲁班奖(国家优质工程金奖)等奖项。

中国铁建大桥局施工的新建浩吉铁路三门峡黄河公铁两用大桥主桥梁部为连续钢桁梁,桥梁全长5663.754米,主桥长1142.5米,采用顶推法施工,在建时是世界钢桁梁连续顶推长度最长(1142.5米)、顶推重量最重(43000吨)的连续钢桁梁大桥。建设过程中,研发了钢桁梁长联、多点、同步顶推技术,形成了墩旁无落地支架钢桁梁顶推技术、钢桁梁机械联合快速拼装技术和高墩、超宽墩移动模架安装提升技术3项国内首创技术。以及大直径超长变径钻孔桩施工、深水大尺寸双壁钢围堰精确定位下沉控制、多点连续顶推同步控制、多跨钢梁顶推纠偏控制、高强螺栓施拧质量控制等多项创新技术,有效保证了铁路重载桥梁技术质量。

中国铁建大桥局参建的新建商丘至合肥至杭州铁路是我国“八纵八横”高铁骨干网京港(台)、京沪通道的重要组成部分,是华东第二高速通道,设计时速350公里,线路纵贯豫浙皖三省,全长794.86公里。中国铁建大桥局参建线路全长27.452公里,项目建设突破了复杂环境基础设施350公里/时通行的关键技术,其中太湖山隧道是全线最长、地质条件最复杂、开挖工法最多的隧道,围绕隧道施工开展的科技攻关,项目先后获得多项国家专利发明;施工中创新采用五级沉淀并添加混凝剂的污水处理工艺,为全线亮点工艺。该线的建成通车,使杭州至商丘由11个小时缩短至4个小时左右。

重庆轨道交通环线全长约50.88公里,是集连接铁路、公路、水运、空运多位一体的轨道交通线路,也是当今世界上封闭成环运营里程最长、车辆型式最新、跨江难度最大、换乘数量最多、衔接能力最强的超级轨道交通工程。中国铁建大桥局承建的重庆鹅公岩轨道大桥,位于鹅公岩长江大桥(公路桥)上游约45米处,是南岸区和九龙坡区的重要连接通道。主跨600米,在建时为世界最大跨度自锚式悬索桥。该桥采用了“先斜拉、后悬索”的体系转换施工方法,在国内尚属首例。形成的大跨度自锚式悬索桥先斜拉后悬索施工关键技术,获2022年工程建设十大新技术,并成功入选交通运输重大科技创新成果库。

中国铁建大桥局参建的芜湖长江公路二桥工程是徐州至福州高速公路的跨江通道,起点位于芜湖市无为县,终于繁昌县,于2017年12月建成通车,主桥全长1622米。项目对于进一步完善安徽省高速公路网和过江桥梁布局,加强江南、江北之间的联系都具有十分重要的意义。

中铁建大桥局

10. 中铁十六局斩获两项詹天佑大奖

10月22日,在中国土木工程学会主办的第二十届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会上,中铁十六局集团有限公司参建的昌赣客专赣州赣江特大桥、广州市轨道交通9号线两项工程荣获第二十届中国土木工程詹天佑奖。至此,中铁十六局已荣获中国土木工程詹天佑奖25项。

中铁十六局五公司承建的昌赣客专赣州赣江特大桥全长2.156km,是我国首座设计时速350公里大跨度高速铁路斜拉桥。该桥主桥为半漂浮体系柔性桥,主跨长300m,主塔采用曲线人字型桥塔,塔底以上索塔全高120.6m,具有“水深、桩长、塔高、大跨”的特点,以其结构复杂、技术难度大,被业内誉为“千里赣江第一桥”。

大桥在设计施工中创造出5项世界第一,实现了高速铁路大跨度斜拉桥在结构上的重大创新,突破了高铁桥梁大跨度跨越江河的速度极限。全面采用标准化、信息化、智能化和绿色建造相关技术,成为了我国现代智能铁路桥梁建设的典型代表,先后荣获“全国建筑业创新技术应用示范工程”“全国绿色建造暨绿色施工示范工程”,研究总结的“高铁大跨桥梁无砟轨道变形防控理论级控制关键技术”获2022年度江西省科学技术进步奖一等奖。

广州市轨道交通9号线工程起于高增站,途经白云区和花都区,贯穿花都汽车产业基地、广州北站片区、广州空港经济区,止于飞鹅岭站,线路全长20.1km,约呈“几字”东西走向,全线共设11座车站,为世界首条在浅埋岩溶强烈发育地质条件下修建的地铁工程。其中,集团轨道公司承建两站两区间,即花都广场站、马鞍山公园站、花都广场站-马鞍山公园站、马鞍山公园站-清布站盾构区间。

花都广场站-马鞍山公园站区间作为全线最难、地质最复杂区间,先后穿越富水砂层、全断面硬岩、上软下硬地层及岩溶发育区,建设期间多次获优秀工法奖,形成4项国家发明专利、2项实用新型专利,对后续类似工程建设具有指导性意义。项目通车运营后,极大改善了广州市北部地区的公共交通条件,加强了花都区和中心城区间的联系,对于完善城市综合交通体系、支撑广州市城市空间布局调整和社会经济持续快速发展具有重要意义。

中国铁建

11. 中国土木东非公司荣获第二届工程建设企业施工工法大赛一等奖

近日,中国施工企业管理协会公布了第二届工程建设企业数字化、工业化、绿色低碳施工工法大赛获奖名单。其中,中国土木东非公司马古富力大桥项目的“水中承台吊箱底板一体式柔性止水施工工法”凭借其创新性及出色的绿色环保施工效果荣获一等工法奖。

马古富力大桥项目坐落于非洲最大的淡水湖维多利亚湖畔,该湖不仅是当地居民的主要饮用水源,也是重要的渔业资源宝库。因此,对维多利亚湖生态环境的保护至关重要。为保护非洲“母亲湖”,马古富力大桥项目团队自主研发了水中承台吊箱底板一体式柔性止水施工工法。经过科学的有限元模型分析、精确的受力计算及反复的现场止水试验,项目团队创新设计了一体式柔性止水施工工艺。该施工工艺不仅简化了施工流程、缩短了工期、降低了成本,显著减少了施工过程中对水源的污染,实现了工程质量提升、环境保护和降本增效的目标。2023年央视纪录片《共同的建造》和2024年中非合作论坛纪录片《万里为邻》均介绍了该项目水中承台吊箱底板一体式柔性止水施工工法。

经过4年多的持续施工,目前马古富力大桥项目主桥正在合拢最后阶段,预计将于2024年年底竣工通车,建成后将成为非洲最长的矮塔斜拉桥,有助于减少当地贫困,促进地区经济发展。

下一步,东非公司将继续秉承绿色创新、绿色建造的发展理念,不断提升自主研发能力、完善创新机制,对标世界一流国际工程企业,实施价值创造行动,推动公司向高质量可持续发展迈进。

中国铁建

12. 中铁十八局四公司获省级工法一项

2024年山东省住房和城乡建设厅下发了《关于组织开展2024年度山东省工程建设工法评价工作的通知》。这次评审活动申报工法数量为823项,评审通过工法566项,其中典型工法26项,中铁十八局第四工程有限公司编制的工法《基于智能化设备大面积土方填挖平整施工工法》名列26项典型工法中。

针对土方作业施工中施工效率低、施工成本高、安全风险大等问题,本工法采用无人机+智能传感器(激光雷达)的技术对施工地形数据进行采集,自动生成施工区域点位数据,并自动划分填方挖方区域;通过在施工场景中增加GNSS定位基站,在推土机、平地机、压路机设备中增加GNSS接收器、控制器、传感器等智能终端形成智能推、平、压系统,使施工中推土机和平地机可以自动调节铲刀高度精准找平,使压实过程中压力传感器可以自动检测压实度。该施工技术的应用不但提高了施工效率、降低了施工成本,而且为智能技术在施工方面的应用起到了明确的指引作用,具有深远的社会意义。

中铁十八局

13. “奋进号”TBM成功创造单机掘进世界最长纪录

近日,中铁十六局集团有限公司承建的XE输水Ⅷ标大型引水隧洞项目顺利实现全线贯通,标志着“奋进号”TBM历经6年多艰难穿越,成功创造了单机掘进26.521公里的世界最长新纪录。

该隧洞全长34.751公里,分为三段不连续的TBM掘进段和四段不连续的人工钻爆法开挖段。2018年7月4日,“奋进号”TBM完成组装及调试准备,正式开启首段掘进。面对超长距离掘进、超多转场次数、超远步进距离、超高难度施工、超高标准设备维保等诸多挑战,项目团队驾驶着“奋进号”这条长达175米的“钢铁巨龙”,以“短跑速度”完成了“马拉松”赛程的世界级挑战。

攻硬克软,戈壁滩上的“穿山甲”

该项目TBM掘进段合计长度26.521公里,人工开挖段合计长度8.23公里,隧洞围岩主要为片麻岩、花岗岩,全线Ⅱ、Ⅲ类围岩占比高达75.4%,三级以上破碎围岩高达86.8%,硬度高、耐磨耗,部分地段围岩抗压强度达180MPa,TBM将直接与坚固围岩“硬碰硬”,施工战线长、任务重、难度大,设备转场次数多,安全风险极高,对项目施工管理、关键配套设备及配置都提出了更为严峻的挑战。

2019年10月,TBM遇到断裂带突然卡机。经过对围岩的提取,发现前方遇到断层角砾岩和碎裂岩结合体,夹杂断层泥,结构极为松散,对“吃硬不吃软”的TBM来说是致命危险。

项目团队在大量查阅同类型工程案例后,组织图纸会审、现场勘查,部署详尽的地表探测方案,初步制定了“加固-清理-注浆-再加固”的施工方案。为验证其可行性,团队充分依托集团公司院士专家工作站科研基地作用,组织外部专家及参建各方共同研讨解决方案,以“化学灌浆、双管棚超前支护、换填混凝土”等综合措施对围岩进行加固,使破碎围岩不再对刀盘形成挤压。

在加强超前支护的基础上,“奋进号”TBM成功克服了不良地质造成的制约,从最初的单次掘进30厘米,再到70厘米、1米、3米、5米……一步一步走、一米一米推,历经5个月探索,逐步挪出了长达200余米的破碎断裂带。项目团队研究形成《风化蚀变带TBM脱困工法》荣获中国铁建先进工法,为后续施工提供了重要参考。

在TBM第三段施工中,项目团队依托前两段施工积累的宝贵经验,顺利穿越了抗压强度达180MPa的高硬围岩,成功化解了频繁穿越破碎断层带的难题,月均掘进进尺446米,最高月进尺达771米。

同时,项目团队大胆采用新工艺、新工法,不断优化混凝土配合比,通过改进原有劳务用工方式、增加激励等方式,大幅度提升TBM作业效率,将最消耗时长的撑靴混凝土换填由原先平均12小时大幅降低至4小时,成功创造了日进尺40.8米的最快施工纪录。

三进三出,“强筋壮骨”内外兼修

“奋进号”TBM刀盘直径7.83米,整机总长175米,重1500吨,是十六局集团公司针对工程建设需求联合开发研制。相对于传统TBM而言,“奋进号”“特别猛”,它的“钢牙铁齿”可以轻松咬碎抗压强度高达200Mpa的岩石,施工效率可达到普通钻爆法的3至5倍;但它又“特别慢”,由于对地质条件适应性差、维保要求高,在不适合的地质条件下可能寸步难行。

“机器是有感情的,你对它好,它就会用高效率来回报你。”项目常务副经理肖海辉说。

为提高TBM掘进速度,项目团队紧紧抓牢TBM设备“完好率”和掘进“利用率”,规范施工操作,有效开展维修保养,成立专业维保工班每天对TBM设备进行4个小时的强制维保,保证了设备运行状态,延长了主要易损件使用周期,提升了综合使用效率。

掘进过程中,项目部和工区两级技术部门实时对TBM掘进情况进行动态监测,对TBM工时利用率动态分析优化。工区TBM技术工程师随机跟班进行技术保障,24小时全天候“候诊”,坚持日汇总日分析,项目部周汇总周分析,上下联动,为TBM保持良好状态上了“双保险”。通过现场值班、综合调度、优化工序衔接等措施多管齐下,“奋进号”TBM在完成第二段贯通时,设备完好率仍高达92%、使用效率达到了48%。

在三次大型转场期间,“奋进号”TBM穿越已经开挖完成的人工钻爆段,空推步进距离达6.7公里,在业界极为罕见。为了让TBM以最好的状态迈上“新征程”,项目团队在第三段始发前,为TBM更换了全新的刀盘,并对设备主轴承内外密封圈、外耐磨带进行了换新,主推油缸、撑紧油缸等进行了返厂维修,为设备钻岩增强“抓地力”的撑靴装备了全新的防滑钉,让TBM“身强体健”,在钻岩过程中动作更为稳健。

创新驱动,打造TBM“第二引擎”

“如何管理好使用好TBM,发挥它的最大效率?”“如何避免TBM高配置、高成本、低效率、低效益?”这是项目经理张立龙时常自省的问题。

建设过程中,项目部充分发挥院士专家工作站科研基地、劳模创新工作室、北京交通大学“产学研”联合攻关等优势,全面开展了针对TBM刀具磨损规律、掘进参数分布规律、高效掘进技术、破碎围岩段卡机脱困方法等方面的探索及科研攻关,摸索完善出一套成熟的长大隧洞施工经验,过程中开展的系列课题研究开创了业界先河,在同类施工领域填补了世界空白。

长达8.23公里的人工钻爆段多为Ⅳ、Ⅴ类围岩,围岩破碎且存有多条断层,特别是科沙哈拉活断层长度约220米,围岩自稳能力差,收敛变形严重。项目团队采用预留核心土法施工,减少开挖对围岩的扰动,安全稳定地通过大断层段。

在仰拱施工中,项目团队通过采用滑膜加垫块的方式,成功解决了多种台面需要不同台车的施工困境,将仰拱衬砌施工由原计划的180天缩短至90天,实现了科研创新“小支点”撬动项目整体推进“大成果”。

作为集团首个水利TBM工程,该项目建设过程中锻造培养了一批精通TBM设备机、电、液维修的技术队伍,充分彰显TBM施工的智能化、信息化、高效化,为中国铁建开展高原铁路建设先行先试、科研立项采集了丰富数据、积累了宝贵经验。

项目团队“零距离”打造的院士专家工作站科研基地,成为集团公司唯一一个A类新技术开发资助项目,在SCI、EI核心期刊发表论文4篇,已授权发明专利8项,累计完成10余项TBM适应性改造。项目团队先后获得业主大小嘉奖10余项,荣获中国铁建“工人先锋号”,集团公司“第二批示范党支部”、第六届“央企脊梁·员工榜样”团队等诸多荣誉。

中国铁建

14. 科技赋能智慧建造 跑出施工“加速度”

在中国铁建“大干一百天”的强劲号角下,中铁城建横沥岛2021NJY-12地块项目迅速响应,凭借BIM技术的深度应用,不仅大幅提升了施工效率,更确保了工程质量与安全,以智能建造赋能项目高效优质推进。

在横沥岛2021NJY-12地块项目的施工现场,BIM技术不仅是一项技术工具,更是项目高效推进的“智慧引擎”。该项目将BIM技术应用与6、7号楼的装配式结构、深化排版紧密结合,通过三维场地布置、管线碰撞检测等手段,实现了施工方案的全面优化。该项目团队采用逆向思维,从顶部向下逐层优化梁高、管线走向及结构布置,这一创新方法在确保功能需求的前提下,找到了最优解,避免返工,大大提高了施工效率。

在地下室梁道建筑面净高的优化设计中,项目团队首先对现有净高进行全面测量与评估,并深入分析了影响净高的关键因素。随后,他们从使用需求出发,确定最小净高要求,并采用逆向设计思路,逐层优化梁高、管线布置。团队通过结构计算与优化,合理降低梁高;采用综合管廊、管线桥架等方式,集中布置管线,减少空间占用;利用BIM技术进行三维建模,精确模拟不同设计方案的净高效果,经过与设计方沟通讨论,最终选择出最优方案。这一系列措施不仅提高了净高利用率,更为后续施工奠定了坚实基础。

在BIM技术安装工程优化排布方面,项目团队利用BIM软件创建了地下室的三维信息模型,包括建筑结构、机电设备、给排水系统等所有安装对象。通过碰撞检测与协调,成功识别并解决了各安装专业之间的空间冲突,在满足净高要求的同时,确保管线布置的合理性和高效性。在优化排布过程中,团队充分利用BIM技术,合理安排施工顺序和操作空间,对管线走向和设备位置进行了精细调整,从而实现了安装工程的优化排布。优化后的方案不仅提高了施工效率,更降低了安全风险。

据该项目技术负责人马雪涛介绍,得益于BIM技术的深度应用,横沥岛2021NJY-12地块项目在大干过程中,成功缩短了工期约17天,顺利实现了业主下达的节点目标。

此外,项目团队还积极探索其他技术创新,如单面支模穿墙螺杆加固装置、多源固废协同处置的原位固化技术等,为施工大干保驾护航。这些创新技术的应用,不仅解决了复杂的技术难题,更实现了降本增效的目标,为项目快速推进注入了强大动力。

接下来,他们将继续以“大干一百天”为契机,精心组织、铆足干劲,以冲刺姿态打好施工建设的百日攻坚战,通过技术创新和科学管理,不断推动智慧建造向更高水平迈进,确保高质量完成年度目标任务。

中国铁建

15. 穿黄隧道智能化建造推动我国盾构施工技术创新发展

近日,国家最高科学技术进步奖获得者、中国工程院院士钱七虎等9名院士和10余名行业专家齐聚泉城,参加济南黄岗路穿黄隧道工程专家咨询会,为工程建设“精准把脉”。专家组认定中铁十四局承建的该隧道,为目前世界最大直径水下盾构隧道,隧道建造过程高度智能化、机械化、绿色化,对推动我国水下交通隧道建设具有里程碑意义,将推动我国盾构隧道技术往前迈出一大步。

济南黄岗路穿黄隧道是继济泺路黄河隧道、济泺路穿黄北延隧道后,中铁十四局在济南承建的一条特大直径穿黄隧道。隧道全长5755米,其中盾构段长3290米,盾构机开挖直径17.5米,开挖断面面积达240平方米,比半个标准篮球场还要大。该隧道“山河号”盾构机已于今年9月1日开始掘进施工。这种特大断面对隧道的施工建造、管片预制及成型质量控制、安全下穿悬河等都提出了新的挑战,也代表着当前我国盾构隧道向着更大直径、更长距离、更高水压、更大埋深迈进。

该隧道是万里黄河之下第一条采用单洞双层设计的隧道。钱七虎介绍,特大隧道的建设在节约空间资源等方面已形成独特优势,尤其是对于岸线资源比较紧缺的地方,一条隧道既节约成本,也实现内部空间的充分利用。

技术创新是引领盾构隧道智能建造的关键因素。中铁十四局充分发挥大盾构核心技术优势,联合相关单位量身打造“山河号”盾构机,并为机器配备了超前地质预报、地层界面识别、气体环境监测、刀具磨损检测装置、同步注浆检测和辅助决策支撑系统等“五官一脑”智能化装备系统,就像安装了火眼金睛、听波聪耳和钢牙神经等,总装达到世界先进水平。在掘进期间,项目建设团队将围绕穿越悬河大堤沉降控制、特大断面管片上浮控制、海量废弃浆绿色高效处理等关键技术开展科研攻关,为隧道顺利建设提供坚强技术保障。

目前,随着我国已掌握大盾构施工关键技术,通过地下空间开发技术打造世界级超级隧道群迈出新的步伐,涵盖水下隧道勘察设计、盾构施工和大型装备制造等全产业链,将为解决城市发展空间受限难题提供一整套解决方案。

中铁十四局党委书记、董事长周长进表示,早在2019年,该企业就成立了“院士专家工作站”,并邀请钱七虎担任特邀指导院士,通过多年努力,专家咨询体系日益完善,院士专家团队为重大方案、重大课题“把关号脉”,为推进隧道强国建设、树立中国大盾构品牌汇智聚力、蓄势赋能,创新成果成功应用在济南黄河隧道群、青岛胶州湾第二海底隧道、深江铁路珠江口隧道等跨海、越江、过河、开山、穿城等重大项目,为中国大直径盾构隧道智能化、绿色化建造做出了突出贡献。

中国铁建

16. “智”造装配式桥梁 “数”立新建造标杆

近日,山东省住房和城乡建设厅公布2024年度山东省工程建设工法,中铁十四局深汕西高速改扩建项目公路桥梁装配式墩梁一体拼装施工工法获山东省优秀工法、山东省工程建设典型工法。

该项目研制的墩梁一体化架桥机长110米,总重284吨,采用双主梁、四支腿、两天车结构形式,配备墩柱支撑牛腿、墩柱翻转支架、盖梁挡浆抱箍、盖梁安装支架、智能定位系统等辅助设备,可满足预制墩柱、盖梁、箱梁流水化架设施工,适用于30米跨径及以下小箱梁、双T梁和40米跨径160吨普通公路T梁架设。

“智能型墩梁一体化架桥机具备墩柱安装支架、盖梁安装支架的吊装、定位、安装功能,无需借助其他起重设备。在施工时,通过智能导航初定位系统对天车运行导航,使墩柱进入激光精定位范围,再由激光精定位系统引导墩柱精确就位。一体机动作由遥控器控制,减少了人员近距离观察及操作的时间,提高了施工的准确性和安全性。”该成果主要完成人胡世权介绍。

据悉,一体机整机过孔采用托辊轮箱驱动,过孔时稳定性好、适应纵坡能力强,多支腿自动吊挂走行,设备自动化程度高,减少了人员投入。相较于传统架桥机,墩梁一体化架桥机增加了可调节的前辅助支腿,采用电动导链+内外套柱+顶升油缸的方式,满足高度较大的快速调整和较小高度的微调。

此外,建设团队还研发出了墩柱支撑牛腿、预制墩柱翻转支架、预制盖梁安装支架等一系列辅助施工设备。这些设备不仅适用于预制墩柱、盖梁、箱梁流水化架设,还适用于普通公路桥40米T梁架设,并且能够实现两种不同工况自由转换。

经中国铁建鉴定,此工法关键技术达到国际领先水平,并先后获得中铁十四局优秀工法一等奖、中国铁建优秀工法一等奖、日照市工程建设工法、山东省优秀工法和工程建设典型工法。

“该工法符合预制装配式桥梁“机械化、智能化、绿色、低碳、环保”的发展理念,取得了良好的社会效益和经济效益。下一步,我们将积极应用推广此工法,助力建筑业绿色低碳发展。”胡世权表示。

中国铁建

17. 世界最大吨位非对称曲线斜拉桥成功转体

近日,我国桥梁建设再次迎来重要突破。由中国铁建铁四院设计、中铁四局承建的万吨非对称曲线斜拉转体桥——江西九江快速路跨庐山站转体斜拉桥顺利完成转体施工,标志着我国桥梁建设技术迈上新台阶。

九江快速路跨庐山站转体斜拉桥是九江中心城区首条高架桥快速路的“咽喉工程”,全长465米,桥面总宽度42米,设计为双向8车道,上跨昌九城际铁路、京九铁路、武九铁路、京港高速铁路及其联络线(在建)等在内的共14股铁路线路。

转体工程中,两幅分别重逾4万吨的单幅转体桥顺时针旋转约96度和93度,用时120分钟转体成功后顺利“牵手”,跨越14股铁路线路。

据铁四院大桥设计负责人周继介绍,设计团队攻克了复杂环境下超宽超重非对称曲线斜拉桥转体施工关键技术,通过综合运用BIM、三维可视化交底等新技术、新工艺,全方位精准控制转体施工应力和位移,确保转体桥成功转体。

九江快速路跨庐山站转体斜拉桥的成功转体,为九江快速路(一期)工程年底建成通车奠定了基础。未来的九江快速路将连通九江长江大桥、九江庐山高铁站快速交通网,对进一步优化九江路网布局、促进九江市经济发展具有重要意义。

新华社

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《科技动态》2025年第1期

说明
日期:2025年3月04日
点击数:1710

 

(石家庄铁道大学科技处、图书馆合办)

目  录

  1. 戴和根:发展战新产业是中国铁建破冰突围的必由之路
  2. 我国首个液态空气储能电站并网试运行成功
  3. 中铁十七局科技成果获评行业年度“十大技术创新奖”
  4. 中国铁建大桥局科技成果获评行业年度“十大技术创新奖”
  5. 铁四院获两项ICQCC国际金奖
  6. 中交集团参建项目获NCE国际桥梁大奖
  7. 铁五院14项成果上榜!
  8. 中铁城建3项成果获中国铁建科技奖
  9. 中铁十四局科技成果助力施工建设“攀”出新高度
  10. 中铁十九局隧道科技取得新突破
  11. 中铁十四局技术创新引领桥梁建设新高度
  12. 我国首个装配式建筑标准正式实施
  13. 中国首套航空大地电磁探测系统成功应用于高原铁路建设工程
  14. 七年智斗终伏“牛”

1. 戴和根:发展战新产业是中国铁建破冰突围的必由之路

“发展战新产业是中国铁建破冰突围的必由之路。”中国铁建党委书记、董事长戴和根戴和根在接受《国资报告》记者采访时表示,要想在战新产业取得发展优势,必须用科技创新这块“敲门砖”,通过重塑科技创新体系,以科技创新支撑引领产业布局优化。同时他表示,投资并购战新项目是当前形势下实现弯道超车的关键抓手。

《国资报告》:当前建筑行业的发展状态如何?您认为造成这一局面的原因何在?如何打破这一局面?

戴和根:当前建筑行业整体下行,不少企业举步维艰。2024年国内就有几百家建筑企业宣告破产或重组,其中不乏特级资质企业和地方国有企业。中国铁建内部也有三级企业营收锐减、债务高企、资金紧张,生存异常艰难。我认为,这不是一次周期性波动,而是行业发展到一定阶段的必然趋势。

不过,这个阶段西方国家早就已经经历过了。在西方国家基础建设高峰期,一样有很多建筑施工、设计企业,带动了钢材、建材等行业高速发展。随着公路、铁路、房建任务逐步结束,不少建筑企业相继倒闭。

盛极而衰、优胜劣汰,这是市场规律决定的。企业要想生存,必须转型。比如,已经有着130多年发展历程的美国芝加哥桥梁与钢铁公司,很早就从能源基础设施建设向化工、新材料生产拓展。

对于中国铁建而言,要想尽快回到健康发展轨道,一方面要正视问题,摒弃规模情结、投资依赖,转变经营理念和增长方式,避免累积风险;另一方面,必须加快转型升级、腾笼换鸟。

《国资报告》:船大难掉头。对于中国铁建来说,转型面临的具体挑战有哪些?

戴和根:首先是规模太大。中国铁建有30多万人,营收规模超万亿元,成员企业数量众多,是真正的船大难掉头。

其次是包袱重。全球建筑行业普遍实施的低价中标模式,是基于西方国家私有制基础的游戏规则。但作为央企,中国铁建承接项目时不仅要考虑经济属性,还要考虑政治属性、社会属性。现在一些建设项目一刀切地简单套用这一规则,造成建筑企业明显的不适应。比如一些位于西部的铁路建设项目,事前我们就知道是亏损的,如果是民企肯定不干。但中国铁建不干不行,因为要履行央企使命服务国家战略,这也是我们的主业。一系列这样的项目积累下来,造成了不轻的历史包袱。

最后是方向不明。转型往哪个方向转?一般来说,要向具有技术优势的领域转。多年来,中国铁建在深地深海、高原高寒、桥梁隧道等极端条件下的施工过程中积累了明显的技术优势,塑造了在传统产业的核心竞争力。但是,这些技术在战新产业的应用潜力还没有得到充分挖掘。

因此,转型对于中国铁建来说是很大的挑战。不转型就是等死,转型失败有可能是找死,但转型成功就会脱胎换骨。转型的速度还不能慢,快了可能会有风险,但慢了就没有未来。所以我们要把形势想得更严峻,转型决心要更坚定,推进措施要更有力。

转型离不开改革支撑。2024年初,为了加快推动转型升级,我们进行了自上而下的系统性改革:全面推行精细化管理、重构科技创新体系、建立“四能”机制等等。改革阵痛是不可避免的。但同时我们必须认识到,改革的目的是增强企业核心竞争力,企业好了,干部职工才能好。因此,我们的改革必须以干部职工为中心,依靠干部职工,为了干部职工,让改革成果最终惠及更多干部职工。

我对中国铁建改革转型还是有信心的。中国铁建是一支从战火中走来的队伍,一直秉承着“逢山凿路、遇水架桥”的铁道兵精神,再大的困难也能顶上去。在艰苦条件下,我们创造了成昆铁路、青藏铁路等奇迹,完成了改革开放之初“兵改工”的转型壮举。我相信企业一定能再一次创造奇迹。

《国资报告》:中国铁建目前选择的战新产业具体方向是什么?

戴和根:2024年,中国铁建在全系统组织开展“谋战略、明方向、促改革”建言献策意见征集活动,所属二级企业党委提出书面意见,职工个人报送建议,共计4.7万份,委托公司高管带队调研289家头部企业、高校和科研院所。在此基础上,召开了中长期发展战略研讨会,形成《中国铁建中长期发展战略》,我们简称为1256战略:“1”即锚定“一个愿景”:发展成为世界一流现代化企业;“2”即聚焦“两大方向”:巩固升级传统建筑产业、培育壮大战略性新兴产业;“5”即开辟“五新赛道”:新基建、新装备、新材料、新能源、新服务;“6”即加快“六化转型”:高端化、智能化、绿色化、精细化、数字化、国际化。

具体讲,我们重点关注这几个方向:深地空间、绿色低碳产业、分布式新能源、人工智能、建筑新材料、高端装备、城市有机更新、海洋经济等。

我要特别讲一下深部地下空间开发。2023年,按照国务院国资委部署,中国铁建牵头、联合15家央企承担了中央企业未来产业深地空间利用方向任务,并联合20家中央企业、15家高校、4家科研机构共同组建“深部地下空间利用创新联合体”。

2024年,我们成立了中国铁建地下空间研究院,设立了地下空间未来产业专项研发资金,启动地下空间利用领域科研项目立项工作。日前,我们积极申请并成功打造了地下空间利用领域“原创技术策源地”。

深部地下空间开发利用可以有效释放城市地下国土空间资源,产业规模将达到万亿级。我们要大力推进深地交通、深隧调蓄、固废封存、空气储能、储气储油储粮等重大场景建设,培养高端人才队伍,培育发展深部地下空间未来产业,打造“中国铁建地下空间”品牌。

党中央、国务院高度重视地下管网的更新,“以竹代塑”“以竹代钢”是发展方向。竹基复合材料是我国自主研发、拥有完全知识产权的生物基材料,具有综合造价低,使用性能好、施工安装快、节能低碳、社会效益高等优势。我们抢抓竹产业发展新机遇,成立专门从事竹基管道、管廊、纤维增强覆面木基复合板材等绿色环保产品的公司,正着力做“竹”文章,持续推动竹基产业投资、设计、建造全产业链深度融合。

此外,存量建筑物的节能、低碳改造需求日趋旺盛。通过新材料的应用、替代,如更加保温隔热兼具发电功能的玻璃幕墙,能有效降低建筑运行成本,我们可以从节省的成本中与客户分成。

总之,我们选择的战新产业方向,既要符合国家战略方向,又要具有广阔市场前景,还要与建筑行业具有一定关联性,更要用好科技“敲门砖”,建立自身的技术优势,要在这四者之间找到最大公约数。

《国资报告》:您刚才提到要想在战新产业取得发展优势,必须用好科技创新这块“敲门砖”,您认为怎样才能尽快建立在新领域的技术优势?

戴和根:当前,中国铁建正在加快推动适应战新产业布局需求的“1+9+N”科技创新体系建设。“1”即中国铁建科学技术研究总院,现已挂牌成立;“9”即9个产业技术研究院,包括人工智能、绿色低碳、新能源、新材料、高端装备、地下空间、城市更新、海洋经济、智慧运营,目前地下空间、绿色低碳、新材料、高端装备、新能源、竹基产业技术研究院已成立;“N”是公司与高等院校、科研院所、产业链上下游企业建立的开放式联合研发平台。截至目前,中国铁建联合高等院校、科研院所建设国家级创新平台3个、省部级和行业创新平台34个。

当然,仅有这些还不够。还要坚持“短、中、长”相结合,加快技术获取。重塑自身创新体系,主要解决的是长期需求,“短”就是并购重组,通过并购快速获取团队、明确课题、形成产业。“中”就是找到青苗技术,从中试开始投,或者小试看准了也可以投。“长”就是自主研发,加强基础研究,把产业发展的关键技术掌握在自己手中。

我研究了一下战新产业发展标杆企业的案例,发现大都走的是“创新驱动+投资并购”这条路。对于中国铁建而言,投资并购是当前形势下实现弯道超车的关键抓手。我们不能“一朝被蛇咬十年怕井绳”,被一些公司的教训吓倒,要树立信心、正确看待、规范运作,在弄清产业特点的基础上积极寻找合适标的,真正“投早、投小、投硬核、投长期”,加快形成一批标志性成果。应该注意的是,投资必须回归投资属性,投资就是投资,施工就是施工,不要再试图通过投资去带动施工,导致投资、施工互相牵制影响。

《国资报告》:实践中我们注意到一些问题,比如大家的战新产业发力点普遍集中在新能源、环保产业,出现了“低端内卷、高端失守”的局面,还有内部竞争问题等。中国铁建如何加强在此过程中的顶层设计?

戴和根:我们选择的赛道,无论是地下空间、竹基产业,还是低碳建筑,都是朝阳产业、“蓝海”领域。类似集中式光伏、风力发电这些已经开始过剩的项目,中国铁建绝不能再投,否则就是“转型”不“升级”。

发展战新产业是一个系统工程,必须统筹谋划、一体推进。既要避免认识不足、犹豫动摇,也要防止一哄而上、各自为战。

2024年8月,公司发布了《中国铁建战新产业重点方向领域、细分赛道及责任单位清单(2024版)》,将“五新赛道”进一步细化为8大战新产业、24个重点方向领域和80个主要细分赛道。对于每个赛道均明确了若干主责牵头单位、协同配合单位和专业化团队,并制定赛道具体实施方案,进一步落实产业发展职责。

集团层面确立了总的牵头人,8大区域总部要加强对区域内青苗技术、并购标的和地方产业政策的研究和跟踪,每季度形成内部分享的情报,并牵头各二级单位和“1+9+N”机构,共同推进战新技术获取和产业孵化落地。3大投资公司和中国土木、中铁十四局、中铁十八局、中铁建设、铁四院等承担战新投资标的单位,建设好自身承担的产业技术研究院,并在相关重点领域加快集聚优势、形成规模。其他二级单位,也要把发展战新作为推动企业转型升级的关键抓手,但重大投资并购需审慎决策。

总之,各部门都要把加快推进战新产业发展摆在事关企业长远发展的突出位置,各司其职、各尽其责,打通经营链、技术链、投资链,消除管理机制上的堵点盲点,切实提升协同作战能力。

《国资报告》:新质生产力呼唤新型生产关系。中国铁建如何深化内部机制改革?如何加强对战新产业的政策引导支持?

戴和根:国务院国资委提出,要加强新领域新赛道出资人政策供给,健全精准化、长周期的考核评价体系和政策支持体系,探索更加有效的尽职免责机制。我们要贯彻好这一要求,要用好政策支持这个“催化剂”。

对于战新产业来说,引进一个领军人才,就会带来成熟的管理团队、技术团队、科研课题,就会快速打通科技成果的产业化路径,转化为生产力。对于已经批复成立的科学技术研究总院和产业技术研究院,人力资源部要出台筑巢引凤的办法,以社会化、全球化网罗精英人才。对联合式研发平台,科技创新和数字化部已明确其在“1+9+N”科技创新体系中的主体地位,加快工作进度。

我们出台了产业技术研究院配套政策,对参股单位投入占比、课题分级管理、团队融合建设、研发经费保障、人员落实、考核管理、收益分配等提出指导意见。进一步落实好收益分享机制,激发管理人员、科技骨干的积极性。项目收益分红要落实好四个15%要求(科技成果对外转让、许可5次以内按照净收入的15%对研发团队进行奖励;科技成果进行实业化推广后,允许技术核心团队跟投15%;科技成果转化成功投产后,5年内从税后净利润中提取15%进行奖励;因工艺技术优化改进增加的税后净利润提取15%进行奖励)。

要推动财务金融资源向战新产业倾斜,加快研究设立战新产业基金。国务院国资委刚刚出台了《关于支持中央企业创业投资基金高质量发展的指导意见》,这个文件解决了创投基金在实施过程中的众多难点和卡点,我们要充分利用政策红利,打造高质高效的战新产业基金,赋能战新产业发展壮大。

要建立适当的容错机制,真正为勇于先行先试、创新创业的干部员工消除后顾之忧。

《国资报告》:一般而言,扩张容易收缩难,在战新产业需要大量资金的今天,中国铁建如何处置存量的低效无效资产?如何避免战新产业日后也出现类似低效无效资产?

戴和根:越是形势严峻,越是要把“好钢用在刀刃上”,要把有限的资金归集起来。因此,我们组织对土地、房屋、车辆、盾构机、高速公路、铁路专用线、财务金融工具等进行摸底调查,制定盘活方案。尽管难度很大,但也取得了一些成效。比如,已对3宗共计135亩土地实现出租,对16宗共计520亩土地制定了具体的盘活方案。

造成大量资产沉淀的原因,有行业周期性变化的因素,也有产业链上下游话语权不均衡导致的利益分配问题,也有企业自身的问题——集中体现在规模情结导致的业绩观,以及相对粗放的管理模式。

因此,要彻底扭转建筑行业存在的问题,仅仅靠自身是不够的,需要更高层面统筹考虑。具体到我们能做的,要进一步树立健康的业绩观,不要没有利润的营收,不要没有现金流的利润。要进一步强化精细化管理。这不仅适用于传统主业,也同样适用于战新产业。

《国资报告》

2. 我国首个液态空气储能电站并网试运行成功

近日,我校承担的河北省首批“揭榜挂帅”项目“液态空气储能系统高效发电关键技术”,继上次联合调试成功后,顺利建成国内首个并网试运行成功的液态空气储能电站,填补了国内在这一技术领域的空白。该电站主设备国产化率实现100%,10多项关键技术已申报国家发明专利。

此“揭榜挂帅”项目由机械学院折晓会教授团队负责提供理论研究和技术攻关,河北建投集团负责科研成果的应用转化和实践探索,双方共同推动液态空气储能技术的示范应用,建成液态空气储能电站,电站运行数据显示,发电能力达到1000千瓦,实现了全流程稳定运行。

相比常规储能方式,液态空气储能选址更灵活,储能密度大,同样体积下,液态空气储存电量是压缩空气储能的20倍左右。此项目储能容量4兆瓦时,需储能时,将空气降温到零下170摄氏度,转化成液体;用电时,再将液态空气升温变回气体,利用气体膨胀做功发电原理,还原为电能。为解决提升系统效率的核心难题,研发团队改变工艺路线,回收升温过程时的能量,循环用于液化过程。

河北省是新能源发电大省,风电、光伏发电装机突破1亿千瓦,占电力总装机比例超六成。为破解大规模并网消纳难题,河北省加速布局抽水蓄能、压缩空气、氢能等储能技术,此次液态空气储能技术的落地,输出的电、冷、热多种能源,为多元化储能再添新力量,助力新型能源强省建设。

石家庄铁道大学

3. 中铁十七局科技成果获评行业年度“十大技术创新奖”

1月6日,中国建筑业协会公布2024年度行业技术创新奖名单,中铁十七局参与研究的“引汉济渭超长深埋秦岭隧洞关键技术及应用”荣登年度“十大技术创新”榜单,为我国建筑业高质量发展集智赋能。

中国建筑业协会“行业十大技术创新”评选旨在促进行业重大科技创新成果的推广应用,提高行业创新能力和国际竞争力,获奖科技成果代表行业年度技术创新的最高水平,对建筑业技术进步和产业升级具有重要意义。

引汉济渭工程是国家重点水利工程,也是陕西省有史以来规模最大的跨流域调水工程,对于缓解关中、陕北地区水资源短缺,维护渭河生命健康,推动区域协调发展具有重要意义。中铁十七局参建秦岭特长输水隧洞是项目关键控制性工程,也是人类首次从底部穿越秦岭山脉。

秦岭特长输水隧洞全长98.3公里,最大埋深2012米,穿越3条区域性大断裂、4条一级断层和33条一般断层,涉及岩性20余种,洞内常年温度超过40℃,相对湿度高达90%,被国内外专家评价为“综合施工难度世界罕见”。

项目技术团队采取“长隧短打”方法,创立了适用于超长隧洞的钻爆法施工通风成套技术,配合自主研发出风机控制技术,将无轨运输钻爆法施工通风长度由4至5公里提升至6.5公里,刷新了独头施工通风长度的全国纪录,节能降耗达40%,取得了20余项国家授权发明专利。

穿越秦岭,攻克复杂多变的地质是首要难题。项目技术团队基于秦岭隧洞4000余次岩爆样本的处理案例,创新提出了岩爆等级综合判定方法与分级标准,形成了岩爆“预判-监测-预警-处治”成套技术,有效预防和控制了岩爆对施工的影响。同时,项目建立了多地层特征参数的深埋隧洞突涌水(泥)人工智能预测模型,创新了突涌水危险性应急预警及处理技术体系,为隧洞安全高效掘进保驾护航。

项目践行“两山”理念,聚力打造环保工程、生态工程、绿色工程,采用“高效沉淀池+快滤池+活性炭滤池”工艺,将涌水处理至地表二类水后排放,解决了施工废水排放难题,形成了特长隧洞绿色施工技术,以技术创新与匠心精造呵护秦岭自然生态保护区的绿水青山。

中国铁建

4. 中国铁建大桥局科技成果获评行业年度“十大技术创新奖”

近日,由中国建筑业协会主办的行业年度技术创新大会在深圳召开。大会上公布了2024年度“行业十大技术创新名单”,由中国铁建大桥局建筑装配科技公司参与研发的“深基坑支护工程预制化系列技术的研发与工程应用”成果荣登榜单。这是集团公司继2022年度荣获中国建筑业协会行业年度十大技术创新奖项——“复杂海洋环境公铁两用特大桥建造关键技术”后的又一次突破。

随着城市化进程的加快,高层建筑、地下空间开发等项目日益增多,深基坑支护工程的重要性也日益凸显。项目团队针对工业化生产的节材降耗深基坑预制支护桩(墙)系列技术进行了研究,对预应力矩形支护桩、连锁支护桩、区段复合配筋预应力空心桩、装配式地连墙等结构,开展了累计98根各类支护桩承载性能足尺试验和接头受力性能试验,构建并形成一套设计方法与技术标准,提高了施工精度与止水效果,降低了基坑变形风险。研发的预制化部件可根据具体工程需要定制化生产,满足不同深度、地质、环境条件的工程建造需求,造价和节材降低15%至40%,工期缩短30%以上,成果整体达到了国际领先水平。

中国建筑业协会行业年度十大技术创新是中国建筑业协会为强化企业科技创新主体地位,引导企业加强关键核心技术科研攻关,促进提升行业创新能力而设立的重要奖项,入选的技术创新成果均代表着行业年度技术创新的最高水平。

中铁建大桥局

5. 铁四院获两项ICQCC国际金奖

近日,第49届国际质量管理小组会议(ICQCC)在斯里兰卡首都科伦坡举办。经过与全球14个国家和地区参赛对手的激烈角逐,铁四院“密不漏风”QC小组、“数智隧道”QC小组成果斩获两项国际金奖。

国际质量管理小组会议由中国质量协会、新加坡生产力协会、日本科学技术联盟、韩国标准化协会等14个国家与地区的质量组织联合发起,是质量管理领域参与人数多、涉及行业广,具有很强凝聚力的国际会议,被誉为“质量奥林匹克”。本届大会以“突破边界:追求质量、生产力和创新”为主题,共有近1100个QC小组采取“现场+在线”形式进行成果发表交流。

参赛过程中,铁四院“密不漏风”QC小组、“数智隧道”QC小组成员以英文形式圆满完成了成果发布和现场答辩,严谨科学的活动程序、丰富详实的数据信息获得了国际评委的高度认可,最终荣获大赛国际金奖,充分展现了中国企业基层员工开展质量改进与创新活动的活力和风采。

“密不漏风”QC小组由该公司城地院暖通专业防灾韧性团队一线员工组成,小组致力于地下工程防灾减灾与智能运维方向开展QC小组活动,2次荣获全国优秀质量管理小组,并获得全国QC示范发表赛示范级成果、湖北省质量协会一等成果、工程建设优秀质量管理小组等荣誉。

为有效解决长大隧道通风排烟难题,避免因火灾造成的人员伤亡和财产损失,该QC小组结合目前隧道排烟现状,以《新型隧道排烟装置的研发》为课题,从提高排烟效率、节约建设成本、增强装置承压能力、降低漏风量等原则出发,创新性研发了高密闭型排烟装置。该装置承压性能强,排烟效率高,密封效果好,成功完善了数千座隧道的应急预案,为数千亿车次的安全通行保驾护航,相关技术成果荣获湖北省科技进步二等奖。

“数智隧道”QC小组成果

铁四院“数智隧道”QC小组依托水下隧道技术国家地方联合工程研究中心和隧道大数据平台,长期围绕隧道设计质量和效率提升开展QC小组活动,先后荣获全国优秀质量管理小组、全国质量信得过班组、工程建设质量信得过班组一类成果等荣誉。

针对盾构隧道管片人工绘图费时费力、工作效率低等难题,小组成员遵循PDCA原则,积极开展问题解决型小组活动,总结形成了《提高盾构隧道管片设计效率》成果。通过研发管片参数化三维设计软件和管片BIM模型自动成图软件,大幅提高了生产效率,并持续在其它项目中产生经济效益,提高了铁四院在盾构隧道数智化设计方面的综合实力。此外,铁四院还研发了隧道智能设计系统,打造了安全可靠的数字孪生隧道,全面提高隧道全要素生产率,赋能隧道行业数字化转型升级,促进隧道工程领域新质生产力发展。

近年来,铁四院积极融入质量强国建设,坚持“精益求精,善作善成”的质量理念,聚力打造质量领先型企业,牢牢把握QC小组活动“小、实、活、新”特点,聚焦效益提升和价值创造,围绕生产科研中的难点堵点问题和质量瓶颈开展攻关,员工质量意识与质量管理能力得到全面提升,让小改小革在推动企业高质量发展上展现大作为。

中铁第四勘察设计院

6.  中交集团参建项目获NCE国际桥梁大奖

近日,一公局集团、二航局参建的温州瓯江北口大桥项目获NCE国际桥梁大奖。

该奖项由英国土木工程师协会设立,旨在表彰在桥梁工程领域作出杰出贡献的项目,在全球土木工程行业中具有极高的影响力和认可度。NCE是国际知名土木工程行业期刊杂志,NCE国际桥梁评审组评价温州瓯江北口大桥,打破了悬索桥设计创新的壁垒,是未来桥梁设计和建造的标杆。

瓯江北口大桥位于浙江温州瓯江出海口,起于乐清市黄华镇,止于灵昆岛,全长7.9公里,拥有“世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥”“世界首例多塔连跨悬索桥大刚度混凝土中塔”“世界首座强潮河口深厚淤泥质黏土超大型沉井基础”三个世界级首创,是我国乃至世界上技术难度最大、建造工艺最为复杂的桥梁之一。其中,跨越瓯江的主桥长2090米,采用“两桥合建”设计,上层是连接浙江宁波与广东东莞的甬莞高速的组成部分,双向6车道高速公路标准建设;下层为国道228线南金公路,双向6车道一级公路标准建设。一公局集团负责标段主要建设内容为北塔、北锚碇和北引桥。二航局负责标段主要建设内容为南塔、南锚碇、南引桥、主桥上部结构主缆、吊索索鞍安装架设、钢桁梁吊装及附属设施。

2022年5月,瓯江北口大桥建成通车,连接浙闽粤三省的甬莞高速实现全线贯通,使温州乐清市到龙湾国际机场的车程由1个多小时缩短至15分钟,进一步完善了国家公路网,提高东部沿海公路运输大通道通行力,助力粤闽浙沿海城市群建设。

中国交建

7. 铁五院14项成果上榜!

近日,中国铁道学会科学技术奖、中国铁建科学技术奖和专利奖奖励结果正式发布,铁五院14项成果上榜,其中“基于行车性能的高铁标准梁式桥创新与应用”获中国铁道学会科学技术特等奖,“铁路建管养运领域北斗应用关键技术”获中铁建科学技术特等奖,“换梁设备”获中铁建专利金奖,进一步彰显了企业的科技创新实力。项目依托国铁集团科研课题,系统开展了智能建造技术和重大装备研发,取得了一大批具有自主知识产权的开创性成果,填补了国内外空白。研制了世界首台高铁千吨级40m简支箱梁运架一体机和一跨式三支腿分体式架桥机,满足24-40m简支箱梁在 2000m小曲线、30‰大坡道等工况的架设需求;研制了具有自动驾驶功能的高铁40m简支箱梁超低位过隧运梁车,攻克了大承载、超低位运梁技术,突破了运输40m简支箱梁通过250km/h隧道的瓶颈,提高了高铁40m简支箱梁通过隧道的灵活性、稳定性和安全性;基于北斗和多源信息融合等技术,发明了架桥机精准落梁系统及信息化管理系统。成果的成功应用标志着我国率先掌握了高速铁路40m梁建造技术,将我国高铁桥梁施工技术推向一个新的高度。项目成果“昆仑号”运架一体机入选2021年度央企十大国之重器。

该项目围绕铁路工程建设和养护维修领域北斗时空信息技术及装备应用需求,在集成北斗与惯导的轨道平顺性维护及综合巡检、基于测量机器人集成北斗的新型控制网构建技术、北斗动态时空基准灾害综合监测预警系统、北斗铁路上道作业安全防控技术等方面取得多项原创性成果,研发了铁路建管养运领域北斗融合多源传感器的成套技术体系与装备,成体系验证了在铁路典型场景北斗应用的可靠性。项目成果已应用于高原铁路、高速铁路和重载铁路项目,明显提升了铁路建管养运工作效率和安全管理水平,成果纳入国务院《新时代的中国北斗》白皮书,形成良好示范效应。

针对运营条件下天窗点时间内完成整孔简支T梁更换的国际性难题,研制了“太行号”换运架一体机专利产品,在朔黄铁路成功应用,工程运行情况良好,获得了用户一致好评。突破了换梁机运输超限及换梁多姿态转换的技术瓶颈,适应高墩、跨河等复杂地貌桥位桥梁更换,实现了4小时“天窗期”内整孔预应力混凝土T梁的“换、运、架”作业,在运营铁路线上实现不断线、不停运,达到“即换即通车”,填补了世界空白,入选了2023年度央企十大国之重器。

研发了销接短吊杆、拉铆钉连接、组合桥面结构等新技术,解决了钢结构桥梁建造和运营期对高铁运营安全问题;开发了四点同步横移监控、带辅助滑道大悬臂非对称转体,首创大跨度钢桁梁无合龙杆梁体竖向旋转纵移合龙安装技术;建立项目级信息模型编码标准,基于BIM+GIS+IOT+云计算技术的集成,实现公铁交叉工程的智能建造;研发了永临结合模块化全封闭合龙防护装置,实现运营高铁无封锁条件下钢结构桥梁的连续焊接;研发了智能化运养维护设备和健康监测系统,实现运营线上智能化管理。研究成果解决了廊坊市光明道被铁路分割、十年断头路的问题,主桥(118+268+118)m上加劲连续钢桁梁小角度上跨京沪高铁、京沪铁路共11条运营股道,2022年6月顺利通车,首次实现大跨度钢结构桥梁上跨运营高铁,填补了上跨高铁领域的技术空白。

庐山站的设计实践是在繁忙运营线上建设高架站型站房的的开篇之作,从设计、施工、运营等方面统筹考虑,在既有线上改扩建大型站房的规划、设计、建设的理念做出了创新,对国内繁忙运营线上改扩建火车站具有很好借鉴意义。设计团队采用主体钢结构整体顶推工艺,在运营的铁路线路上将176米宽、4300吨的高架候车室及出站天桥的主体钢结构分六次顶推,四次落梁,一举创下站房改扩建跨既有线顶推施工中宽度最宽、重量最重、面积最大、滑轨数量最多的钢结构跨线顶推的四项世界记录。

为适用我国高速铁路的发展,研制适用于高速铁路预应力混凝土连续梁节段预制拼装施工的新型造桥机,适应能力强,工效高,安全可靠;研发变截面连续梁节段预制成套施工工艺,节段成品精度可控制在2mm以内;提出连续梁匹配预制拼装线形控制方法,成桥线形可控制在5mm以内;研发连续梁0#段精确定位方法和临时固定装置,安装精度控制在1mm内,解决连续梁节段拼装首节段定位难题。研究成果成功应用于郑阜铁路周淮特大桥3联(40+56+40)m连续梁施工,属国内铁路首创,社会、经济、环保效益显著,在高速铁路桥梁建设领域达到了国际先进水平。

本专利技术针对实际应用中桥梁信息模型欠缺层级、结构化程度较低等关键问题,构建了桥梁信息模型信息分类方法,创新了统筹功能层级结构与空间组成部位的桥梁信息模型编码体系,提出了基于属性接口文件的桥梁信息模型数据搭建技术路线,解决了桥梁信息模型数据高效搭建与应用的难题。本专利技术已成功应用于廊坊市交通中心工程、山东省德州市三八路西延工程等近十个项目的BIM技术应用与数字化管理服务,为新兴业务的拓展提供了理论支撑与技术手段,促进了桥梁工程智能化建造效益的提升。

专利产品耐低温生态友好型盾构泡沫剂主要用于盾构施工中优化渣土流塑性。产品原材料来自可再生、可降解的天然动植物,可降低对化石能源的依赖,避免传统产品对环境“二次污染”;多项新技术克服了低温条件下泡沫剂不稳定的难题,解决了-20℃低温环境下盾构施工中产品发泡性及稳泡性差的问题。产品成功应用于20多个城市的盾构施工中,有效减小了刀盘的磨损,产生的渣土可直接回填,减少清运成本。本专利产品的成功应用与转化为专利创新技术的提升奠定了基础。

近年来,铁五院紧密围绕国家创新驱动发展战略,围绕高质量发展格局,集中优势资源和力量,面向主业、市场和创效开展科技攻关,“十四五”期间获中国专利银奖2项,省部级科学技术奖、专利奖20余项,中国铁建级科技奖和专利奖60余项,为全面建成一流工程技术产业集团提供坚强科技支撑。

中国铁建

8. 中铁城建3项成果获中国铁建科技奖

日前,经中国铁建科学技术奖评审委员会评审并公示,中铁城建3项成果获评“2024年度中国铁建科学技术奖”。

其中《近海地区复杂钢结构施工关键技术研究》《基于固废协同处置的工程废弃泥土与砖砼固废全资源化就地利用技术》《装配式混凝土结构施工技术创新集成与应用研究》等3项成果获二等奖。

近海地区复杂钢结构施工关键技术研究。三亚市国际游艇荟项目位于三亚市中央商务区南边海片区,包含游艇4S展示馆2座及海洋文化互动馆1座。项目建成后,将助力三亚打造世界一流的游艇旅游消费中心、国际知名的游艇展示交易中心和全球领先的游艇创新服务中心。

钢骨架膜结构建筑是一种新型的建筑形式,它结合了钢材的稳定性和膜材料的柔韧性,通过张拉方式形成稳定的结构体系。膜结构兼具结构轻巧、自洁性好、造型多样等特点。该成果依托三亚市南边海国际游艇荟项目进行自主攻关,研发了复杂气动外形对大跨度骨架膜结构形态优化、节点优化技术,研发了高温高湿环境下钢结构桁架钢管智能焊接检测技术,基于BIM技术的超大组合船型异形膜结构高精度施工技术,实现了钢骨架膜结构焊接、检测、防腐、抗风性能等关键技术的重要突破。

该成果经山西省建筑业协会组织有关专家评定达到国际先进水平,获得6项发明专利,获得4项实用新型专利,在《铁道建筑技术》《科学技术与工程》等核心期刊发表4篇科技论文,在业界形成了重要影响,可为其他同类型工程的建造提供借鉴,在结构高精度施工技术等方面积累了经验,培养了一部分技术人才,应用推广前景广阔。

基于固废协同处置的工程废弃泥土与砖砼固废全资源化就地利用技术。该成果立足于工程废弃泥土、工业固废与砖砼固废全资源化就地利用的关键技术问题,构建了物液混合体系微粒间非均匀式扩散双电层理论模型,研发了针对工地废弃土的固废基固化剂,揭示了可泵土力学性能变化规律,研发了就地利用工程现场废弃泥土的固废基改性轻质混合土;创建了再生混凝土制品及其砌体于缩预测理论模型,探明了再生混凝土砖的干燥收缩率与初始上墙含水率之间的关系,开发了就地利用砖砼固废生产混凝土制品及其设备与应用技术;探明了再生骨料砂浆收缩致裂规律,针对再生骨料砂浆易开裂、强度低等问题提出了再生细骨料改性处理方法,开发了改性再生骨料砂浆,实现了工程砖砼固废全资源化利用。

该成果经专家评审,总体达到国际先进水平。其中,工程废弃泥土固化技术达到国际领先水平,授权发明专利5项、实用新型专利11项,发表论文20篇,发布标准7部、著作4部。该成果在多个项目获得成功应用,实现了固化土强度0.8~10MPa、水稳系数0.8以上,轻质土密度600kg/m3,固化剂中工业固废掺量达60%以上,再生细骨料中小于0.15mm 的微粉利用率100%。该成果产生的经济效益、社会效益、环境效益显著,适用于所有土木水利交通建设工地,为行业科技进步和可持续发展做出了突出贡献。

装配式混凝土结构施工技术创新集成与应用研究。该成果研发了高效、高精度的施工新技术,研发了可周转使用套筒灌浆饱满度监测装置,研发了墙体吊装智能导向精准落位技术,研发了楼梯间预制外墙跨层拆分错层施工技术,发明了组合式钢筋灌浆套简结构和连接方法。

该项目成果实现了设计、生产、施工的高度协作,在城投南山长投领峯项目及合肥萃语云筑项目建设应用,通过研发系列智能装备及施工方法,有效提高施工质量及效率,降低劳动强度,确保施工精度,进一步提高了装配式建筑施工管理能力和整体施工水平,可以节约工期约10%,抹灰面节约费用12元/平方米,加快了施工进度,确保了施工质量,产生较好的经济和社会效益。

该成果经山西省建筑业协会组织专家委员会评审,达到“国际先进水平”,授权发明专利9项,实用新型专利12项,发表了2篇科技论文。通过该成果研究及工程实施,推动了建筑工业化发展的进度,提高了装配式建筑施工管理能力和整体施工水平。

中国铁建

9. 中铁十四局科技成果助力施工建设 “攀”出新高度

近日,在江西省土木建筑学会召开科技成果评价会上,专家组认定中铁十四局参与研究的“复杂条件深基坑灾变机制与防控关键技术”科技成果整体达到国际先进水平,部分成果达到国际领先水平。

深基坑工程作为地下结构的重要工程,对工程的顺利完成及后期保障起到了至关重要的作用,是建筑工程建设中不可或缺的一部分。

艾溪湖隧道是南昌地铁3号线东延伸段的核心工程,全长2664米,其中2280米为公轨共建的叠合式隧道,属于公路隧道叠加于地铁隧道之上的叠合分离结构。该隧道最大开挖深度达25米,地质条件复杂,以高透水性砂层为主,跨湖施工风险极高。此外,其设计断面规模大,公轨之间以0.5米隔水材料分离,施工工艺复杂,对设计精度、施工技术与安全控制要求极高。

该工程规模之大、深度之深、工艺之难,为国内罕见的基础设施建设典范。自项目进场以来,中铁十四局建设团队群策群力,坚持多措并举,先后克服湖中围堰施工难度大、周边管线复杂、迁移难度大、交通流量大、导改难度大等诸多困难,研发建立了湖中双排钢管桩围堰施工、对称开挖双支撑支护结构、叠合式共轨共建隧道不共板建造等多项技术,在项目施工过程中得到了全面应用,安全实现了深大基坑跨湖施工,在全线施工中实现速度“突破”,项目比原计划提前5个月通车。

其间,项目累计形成授权专利20项,学术论文38篇,专著2部,工法1部;获得全国交通运输行业优秀质量管理小组成果、山东省建筑业QC小组成果竞赛二等奖、山东省市政工程建设QC小组先进奖、山东省工程建设(勘察设计)优秀QC小组二等奖,共为实际工程节约施工成本约1.05亿元。

一直以来,中铁十四局勇于攀登科技高峰,在深基坑项目领域取得了显著成就,先后还参与完成了济南黄河隧道、南京长江隧道等多个具有代表性的工程,形成了“深厚软土地铁车站深基坑施工变形控制关键技术”“临江强透水地层大型基坑盆式开挖施工关键技术”等多项关键技术,成功解决了项目施工技术难题,有效保障了施工建设顺利推进,也为后续同类型施工积累了宝贵经验。

中国铁建

10. 中铁十九局隧道科技取得新突破

为强化价值创造与科技创新双轮驱动,践行精细化管理理念,从2024年开始,中铁十九局开展为期一年的隧道施工掌子面管理专项劳动竞赛,实现了隧道施工的科学化指导,施工组织工序衔接指标提升10%、隧道初支喷砼超耗管控平均指标下降33.7%,实现了整体隧道施工管理水平的综合提升。

针对隧道施工中“工序衔接”和“光爆管理”的两个难点,通过隧道助手模块+“智隧慧眼”扫描仪分别开展工序写实、断面扫描的数据采集工作,利用平台“大数据”的多维度分析和对比,一年来,中铁十九局隧道施工信息化数据采集完成工序写实29万条、断面扫描6200条,通过将“大数据”融入项目的综合管理中,发现问题、制定对策、解决问题、巩固措施、提升管理。

近年来,国内罕见、“世界难题”、全路“头号重难点”工程兰渝铁路胡麻岭隧道,国内首条横向穿越冰碛层的高原隧道拉林铁路米林隧道,中老铁路第一长隧安定隧道,成兰铁路跃龙门隧道等一批举世瞩目的隧道工程相继贯通……目前,中铁十九局建成隧道总里程超过2500公里。中铁十九局建设者不断创新隧道施工工艺,成功啃下隧道施工领域各种“硬骨头”,铲除各类“拦路虎”,依靠人才、技术和装备优势,占据行业高端,攻克了高原冻土、膨胀土、高瓦斯、高地应力、岩溶发育、富水粉细砂等高风险复杂地质隧道,在开挖、装运、喷锚支护、铺底、防水层、衬砌、二衬养护及敲击注浆、沟槽施工、辅助作业等隧道施工中不断提升机械化水平。同时通过配以数据化分析、机械化运作、集成化调配,实现了机械设备集成化、模式化、智能化协同作战。

集大原高铁尚山隧道所在地区冬季气候寒冷,气温低至零下33.8摄氏度,历年最大积雪厚度30厘米,土壤最大冻结深度1.91米。为解决寒区隧道修建时存在的技术难题,项目联合高校积极开展高寒区隧道软弱围岩塌落风险评估与综合防控技术研究,从高寒区隧道围岩基础力学特性、冻胀特性及变形演化规律入手,明确软弱围岩隧道三维渐近性塌落机制及评估方法,精确、有效地解决了高寒区隧道修筑面临的技术难题,推动高寒区隧道修筑新技术发展。

中国铁建

11. 中铁十四局技术创新引领桥梁建设新高度

日前,由中铁十四局总结形成的波形钢腹板箱型组合连续刚构桥梁施工关键技术,被中国铁建在全系统推广交流。

该技术主要基于中铁十四局承建的湖北武松高速公路通顺河3号特大桥,该桥全长360米,是目前国内最大跨径连续体系底腹板均采用钢结构的波形钢腹板箱型组合梁,也是全线重要控制性工程,该桥已于2024年7月合龙。

据中铁十四局武松项目负责人李波介绍,波形钢腹板箱型组合连续刚构桥梁因其结构形式和组合用材,在钢混结合部混凝土开裂控制、全钢底板焊缝质量控制、混凝土密实性控制等方面存在诸多难题。

为此,他们以技术创新攻坚克难,成立学习型技术研发小组,通过项目“武松讲堂”邀请设计院、港珠澳大桥项目等桥梁专家授课指导,学习同类工程的施工新技术、新工艺,大力培养优秀技术管理人员,为后期施工打下坚实的理论基础。

施工中,项目技术研发小组积极开展方案比选、技术研讨、过程推演等技术攻关工作,通过研发新型异步挂篮及配套错位施工工法,解决了钢结构桥面运输、稳定吊装和精确拼装的难题;通过优化焊接工艺,解决了焊缝因散热过快等情况影响焊接质量的问题;将钢混结合部位采用FRP网格,提升结合部混凝土抗裂性能;利用三维激光扫描技术进行虚拟拼装,实现钢腹板精准定位;强化施工阶段实时监测,为安全管控提供技术支撑。

据了解,该公司依托波形钢腹板箱型组合连续刚构施工关键技术,已形成工法3项,申请发明专利3项、实用新型专利1项,发表核心论文1篇,为后续同类工程施工积累了宝贵经验。其中,包括钢结构焊接质量控制技术等在内的成套技术已成功拓展到其他钢混结合梁中,并取得良好效果。同时,该桥采用的异步挂篮具有结构轻盈、安全稳定、操作便捷等优点,可有效减少起吊设备投入,解决了作业面受限、周期长等传统问题,节段施工周期较传统挂篮节省15%以上,在保证施工质量、加快施工进度的同时,为项目创造了显著的经济效益。

中国铁建

12. 我国首个装配式建筑标准正式实施

近年来,从世界屋脊上的青藏铁路,到连接西北边陲的阿富准铁路,从智能化领航的现代高铁线路,到深入偏远地区的铁路支线,装配式房屋建筑技术凭借高效施工、绿色环保、适应复杂环境等显著优势,不仅在铁路建设中发挥了重要作用,也为我国制定铁路装配式房屋建筑技术规程积累了丰富经验,奠定了坚实基础。"这一标准的出台,将为铁路装配式房屋建筑的设计、施工、验收等各个环节提供规范依据,有力推动铁路建设朝着更加高效、环保、标准化的方向迈进。"标准主要起草人、中铁第一勘察设计院集团有限公司党委委员、副院长李慧在接受中国质量报记者专访时表示,《规程》的创新点在于首次对铁路装配式房屋建筑物及构筑物的技术内容进行了全面系统的规定。

据李慧介绍,原有的《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016等国家标准难以考虑铁路房屋建筑小远散、配套条件差、建筑类别多、安全要求高等工程特点和具体运营需求。《规程》立足于解决上述问题,明确规定了铁路装配式房屋建筑建设模式、基于一体化设计和房屋整合的建筑标准设计、适用于各类房屋建筑及站台雨棚等的结构体系、基于铁路运营线施工安全需要的安全防护设计等内容,从系统设计、生产运输、施工安装及质量验收等方面对铁路装配式房屋建筑的技术内容进行了全面系统的规定,有助于完善铁路工程建设标准体系,充分发挥标准在铁路工程建设中的支撑保障作用。

《规程》创新提出技术策划、房屋整合、一体化等有利于铁路装配式房屋建筑建设运营管理、提高标准化设计程度和发挥工程规模效应的设计方法以及利用铁路"制梁场"及轨道车运输进行预制构件生产、运输和存放的铁路装配式房屋建筑建设模式。此外,《规程》还结合铁路工程建设特点,对铁路装配式房屋建筑物及构筑物的结构体系选型及工程设计要求进行了规定。"由于铁路工程远离城镇,缺少成熟的产业化基地配套,铁路生产生活房屋建筑物及构筑物类型多,为充分发挥装配式建筑的技术优势,实际工程中应重点关注《规程》中关于前期技术策划、整合沿线房屋、场区一体化规划、标准化和协同设计、建设模式和质量管理等内容。"李慧说。

据悉,《规程》编制工作历时5年,其间多次召开会议,广泛征求建设、设计、施工、运营等行业部门意见,并邀请国内和路内相关领域权威专家进行论证与审查,充分保障《规程》的科学性、先进性与可操作性。《规程》共10章,包含总则、术语、基本规定、各系统要求、站台雨棚及其他构筑物等内容。"标准实施后,将更好地指导和规范铁路装配式房屋建筑的建设工作,为铁路绿色低碳发展提供有力支撑。"李慧表示,绿色铁路也将成为交通强国建设的重要支柱,助力中国实现碳达峰、碳中和目标。

中国铁路网

13. 中国首套航空大地电磁探测系统成功应用于高原铁路建设工程

中国科学院空天信息创新研究院(空天院)2月18日发布信息说,该院研制的中国首套航空大地电磁探测系统,已成功应用于高原铁路建设工程,完成5000米高寒高海拔、复杂地形地貌地区的地质勘查任务。

该套系统基于直升机开展大地电磁探测,具有完全自主知识产权,最大探测深度超过3000米,技术指标达到国际先进水平。

在此次历时近2个月的勘查任务中,中国科学院空天院团队在高寒高海拔、环境恶劣的野外勘查作业条件下,顺利完成30余架次、累计5000多公里的航空电磁勘查作业任务,为高原铁路等国家重大工程建设的设计与施工提供重要数据支撑。

中国科学院空天院电磁辐射与探测技术重点实验室团队在国家重点研发计划等项目支持下,瞄准国家重大战略需求,通过攻克高灵敏度磁场传感器、大动态信号接收、航空吊舱稳定平台等一批核心关键技术,研制出直升机航空大地电磁探测系统,有效解决了高寒高海拔、复杂地形地貌、大深度地质构造探测的技术难题。

航空大地电磁探测系统主要由高灵敏度三分量磁场传感器、大动态信号接收与处理、飞行吊舱及稳定控制子系统等组成。基于地球天然电磁场激励,通过数据反演处理获取地下断层、裂隙、地下水等分布情况,准确圈定具有潜在地质安全隐患的风险区域。

该项目负责人、中国科学院空天院副研究员黄玲介绍说,航空电磁探测技术是基于地下介质电性差异实现矿产、水资源和地质构造的探测,具有快速、高分辨率、大范围等优势,是资源勘探和工程勘查的核心技术手段,非常适用于高原、复杂地形区、森林、沙漠、戈壁、沼泽等人类难以进入的区域开展地下探测作业。

他表示,项目团队后续将持续推动航空大地电磁探测系统的迭代发展与技术创新,为国家重大工程建设以及新一轮找矿突破战略性行动计划实施提供可靠的技术保障。

据了解,高原铁路建设工程穿越海拔2500米到5000米的高寒高海拔地区,是中国西部社会经济发展的重要通道。其工程建设区域地形地貌复杂多变、气象条件极为恶劣,存在滑坡、泥石流、风沙、地震、雪害及冻土等诸多工程地质难题,地面勘查无法实施,而准确获取地质构造信息是铁路线安全设计、高效施工乃至建成后可靠运维的首要条件。因此,中国首套航空大地电磁探测系统的成功研制和应用,堪称解决了高原铁路建设的燃眉之急。

中国新闻网

14. 七年智斗终伏“牛”

“厄哩寨隧道,原来叫水牛家隧道,这可真是一头脾气大、犟劲足的‘蛮牛’!为了打通这条隧道,我们整整花了七年呢!”一公局集团七公司四川九绵高速11标项目负责人王超眼中闪烁着对那段艰苦岁月的回忆。

九绵高速,这条连接藏区及川甘两省的便捷省际公路大通道,肩负着构建川西北地区高速公路网的使命。其中,厄哩寨隧道是全线施工风险最高的隧道之一。这条全长6.06公里的分离式独立双洞特长隧道,跨越了10处断层破碎带,降伏这头“蛮牛”,其难度可想而知。

隧道所在位置地质灾害频发,陡峭的山势使隧道洞口横跨于国道247线,高度差竟达45米!这样的地势,即便是擅长攀爬陡峭山坡、穿越复杂地形的山羊,也难以轻易征服。

2017年,为尽快进入施工状态,王超带领团队依靠地勘资料和设计图纸,沿着崎岖陡峭的山路绕行,劈开没过膝盖的荆棘,踏上了寻桩号、勘线路的征程。经过1个多月的艰难勘探,他们提出了一个可行方案:在距离隧道出口1公里多处,打通一座306米长的通道斜井,作为隧道洞口施工的突破口。

斜井打通后,隧道施工才正式进入正洞阶段。然而,山体全是5级软弱围岩,岩层一碰就碎,隧道施工就像在“豆腐渣”里打洞。一旦处理不当,极易引发土石掉落、塌方等连锁反应。且这种岩层一泡就软,遇水极易成泥,使施工异常困难。

面对这一难题,团队提出了采用全断面帷幕注浆、超前管棚支护等措施。可隧道掘进不久后,2018年下半年的一次强涌水让他们意识到,施工难度远超预期。5天内,隧道岩石的裂隙中涌入了40多万立方米地下水,他们抽排3个月才彻底处理完。

“道阻且长,我们须打起十二分的精神,随时应对各种难题!”王超号召大家迎难而上。他们根据软岩形态特点的变化,动态调整施工方案。同时,寻求行业隧道专家的帮助,与西南交通大学、中国石油大学等高校开展校企合作,成立现场工作组指导施工。

经过一系列技术攻关,针对隧道全过程软弱围岩的强度低、变形大、含水性强的特点,2019年3月,团队正式采取“三台阶留核心土法”在主洞内掘进施工。他们通过设置套筒连接自适应预警锚杆和加强双层钢拱架支护,减少围岩变形。3个台阶7个面同时开挖,与支护平行推进,便于现场实时调整施工工序和方法。该方案有效解决了因围岩不稳定导致的施工风险,后续施工中再未出现过涌水。

除稳步掘进外,团队还时刻关注地质条件的变化、天气因素以及周边环境等不利影响。七年间,他们累计进行了767次变更,包括隧道衬砌类型、隧道注浆措施和路基边坡防护措施等。每一次变更,都意味着团队需要重新审视原设计方案,评估对工期和成本的影响,并协调各方资源进行调整。

七年里,项目团队还取得了丰硕的成果。他们荣获4项国家实用新型专利,《矩形导洞施工工法》等课题成果也获得省部级工法,为治理攻克同类型复杂地质灾害提供了技术借鉴。

七年的智斗与拼搏后,厄哩寨隧道迎来了双幅贯通。这条满载着汉、藏、羌、回等各族同胞共同期待的“最美山间高速”,预计将于2025年6月建成通车。

交通建设报

 

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责任编辑:李乐诗  谢宝义  

审    校:王  辉  李占华

电    话:35275   35310

《科技动态》2024年第5期

说明
日期:2024年7月14日
点击数:4950

(石家庄铁道大学科技处、图书馆合办)

目  录

  1. 科技创新助力我国隧道技术装备领先世界

  2. 中铁十一局4项科技成果被认定为国际领先!

  3. 中铁二十三局1项科技成果达到国际领先水平

  4. 中铁建电气化局1项科技成果达到国际领先水平

  5. “复杂环境大型地铁换乘站近接施工关键技术”达国际领先水平 

  6. “城市轨道交通装配式连续梁产业化关键技术”达国际先进水平

  7. 中铁建电气化局3项工法关键技术达到国内领先水平

  8. 中铁二十二局五公司再获1件发明专利授权 

  9. 铁四院代表中国联合主导的一项国际标准正式发布

  10. 湿热地区路堤拼接沉降控制关键技术取得突破

  11. 我国最深水下隧道成功穿越海底断裂带

  12. 智慧高铁多跨简支拱型钢桁梁桥梁监测技术推动领域革新

  13. 世界最大跨度公铁两用斜拉桥正式合龙

  14. 大桥上的“科技范儿”

  15. 把脉问诊让工程不再“看病难”

  16. 自密实混凝土为深中通道锻造坚实“肌肉”

  17. 时速600公里常导高速磁浮建造取得新突破

1. 科技创新助力我国隧道技术装备领先世界

隧道及地下工程是基础设施建设的重要领域。近年来,依靠科技创新,我国隧道技术装备实现从“跟跑”到“领跑”的跨越,形成辐射全球的完整产业链。

世界最长海底高铁隧道、甬舟高铁控制性工程——金塘海底隧道目前正在双向掘进。由我国自主研制的“甬舟号”和“定海号”两台盾构机将在海中穿越高水压地段及多种复杂地层后,在海面下约78米实现精准对接。

最新数据显示,十年来,我国累计新增运营隧道超过3.88万公里,成为世界上隧道发展速度最快的国家。目前,我国已建成铁路隧道和公路隧道超过5万公里,其中10公里以上的特长隧道2050座,也成为世界上隧道数量最多、建设规模最大的国家。

从手工开挖到智能建造,我国隧道建设攻克了诸多技术难题,建成了港珠澳大桥海底隧道、深中通道等世界级的标杆工程,在水下沉管隧道、盾构隧道、超长隧道建设等方面跻身世界前列。如今,新一代信息技术正在引领隧道建造向数字化、智能化加速迈进。

技术创新带动装备升级。目前,中国隧道掘进机占全球市场份额约70%,上下游企业达到千余家,产销量连续六年居世界第一,产品出口到30多个国家和地区,迈入世界掘进机品牌第一方阵。

央视网

2. 中铁十一局4项科技成果被认定为国际领先!

近日,在中国铁建组织召开的科技成果评价会上,由中铁十一局主持研发的“齿轮齿轨式不平衡转体斜拉桥施工关键技术”等4项课题成果,被专家组认定为国际领先水平。

一公司研发的两项成果全部取得国际领先水平。其中“齿轮齿轨式不平衡转体斜拉桥施工关键技术”依托跨襄阳北编组站大桥开展研发,研究成果提升了桥梁转体稳定性,缩短了转体时间,实现了转体精准控制,解决了复杂条件下桥梁转体悬拼难题。成果出版专著1部、授权专利26项、形成省部级工法4项、发表论文16篇、获得BIM奖10项;“高速铁路大跨度无砟轨道钢-混凝土部分斜拉桥施工关键技术”,依托南玉铁路六景郁江特大桥,创新了高速铁路钢混部分斜拉桥结构设计技术,研发了世界首台千吨级悬臂造桥机等,研究成果解决了大跨度钢混部分斜拉桥的建造难题。成果出版专著1部、授权专利50项、形成省部级工法7项、发表论文9篇。上述两项成果取得了显著的经济和社会效益。

三公司研发的成果首创了贝氏体滑轨无缝线路施工关键技术、贝氏体钢轨固定闪光焊接工艺,研发了一种超高精度测量调校控制技术,解决了极端环境下超高精度贝氏体滑轨施工难题。成果授权专利29项、形成省部级工法2项、发表论文5篇。

四公司研发的成果创新了复杂地质环境隧道施工安全风险辨识评估方法,首创了软弱围岩隧道全断面机械化快速成环施工技术,研究成果解决了复杂地质环境下隧道智能化建造难题。成果出版专著2部、授权专利75项、软件著作权8项、形成省部级工法4项、发表论文12篇、发布国铁集团标准1项、地方标准2项;成果在贵南、郑万、杭温、眉太等多座铁路、公路隧道中得到成功推广应用,经济与社会效益显著。

未来,中铁十一局将继续坚持创新在企业发展中的核心地位,通过科技创新推动企业高质量发展,催生新发展动能。

中国铁建

3. 中铁二十三局1项科技成果达到国际领先水平

近日,由中铁二十三局三公司研发的《大流速山区河流大跨度连续刚构桥建造关键技术》参加了由中国铁建组织的科技成果评价会,专家组通过听取项目组汇报、查阅资料、质疑答辩,经审议,一致认定该项成果具有较高的推广应用价值,达到国际领先水平。

《大流速山区河流大跨度连续刚构桥建造关键技术》针对桥位处河床地质为巨粒石堆积体和裸岩、汛期泄洪流速达10米/秒等复杂水文地质条件下,钢栈桥和钢围堰施工难度极大、工期紧、安全风险高等难题,研发了急流、裸露斜岩条件下可调节抱箍导管架定位装置,采用了钢管桩跟进与锚固桩相结合的方式,形成了复杂水文地质条件下钢栈桥快速施工关键技术,解决了泄洪度汛难题;研发了深水急流锁扣钢管桩围堰与钻孔平台相结合的建造技术,采用了先混凝土封底后桩基施工工艺,解决了裸露斜岩钢护筒定位、钻孔漏浆、围堰度汛的难题;研究了密实骨架堆积法C60机制砂混凝土配比设计及外加剂复配的综合技术,实现了机制砂配制高性能混凝土经时高工作性和高流动性、耐久性。

该成果获得授权专利8项,其中发明专利1项、实用新型专利7项;受理发明专利1项;国家标准1项;获得省级工法1项、企业级工法3项;发表论文10篇,其中北大核心论文3篇。成果取得了显著的社会、经济和环保效益,具有较高的推广价值。

中国铁建

4. 中铁建电气化局1项科技成果达到国际领先水平

近日,由中铁建电气化局二公司和浙江大学共同研发的《接触网隧道吊柱智能化安装关键技术及装备研制》参加了由中国铁建组织的科技成果评审会,专家组通过听取项目组汇报、查阅资料、质疑答辩后,经过认真审议,一致认定该项成果具有良好的推广应用价值,达到国际领先水平。

针对隧道吊柱安装过程中需用人手多、效率低下、存在较大的隐患等问题,研发一种接触网上部结构智能安装装置,实现隧道吊柱智能起吊、安装、调平、参数检测。利用动态视觉引导技术,对吊柱安装位置进行精准定位;研发一种重载机械臂,实现隧道内吊柱的自动安装;利用磁吸技术对调平垫片进行自动安装,实现了吊柱的自动调平安装和参数检测。

接触网隧道吊柱智能化安装设备的成功实践及应用,为接触网智能建造施工取得了宝贵的建设经验,填补了国内此种工作状况下利用智能化设备施工的空白。同时,大大减少了人力、物力的投入,提高了经济效益,技术成果显著超前。有利于构建国内完整的接触网隧道吊柱智能化安装设备的产业链,推动国内智能化建造水平快速健康发展,为我国高速铁路建设走出国门又增添一张靓丽名片。

中国铁建

5. “复杂环境大型地铁换乘站近接施工关键技术”达国际领先水平

随着我国城市轨道交通工程的持续深入发展,各大城市纷纷涌现出数量庞大的换乘节点,其中涵盖一线多换乘站和一站多线路换乘等多种类型。此类换乘节点的施工环境复杂多变,特别是涉及一站多线换乘节点时,其基坑工程、盾构工程以及换乘通道等施工环节往往会对既有结构产生叠加影响,进而对既有结构的运行安全构成潜在威胁,换乘节点施工风险日益凸显。

为解决新建车站深基坑施工对既有车站产生非对称受力影响的问题,降低富水软土地层盾构下穿既有车站时的扰动效应,以及减小新建车站接口位置(包括附属设施、换乘通道盾构井等)及自身防渗漏率,地下工程建设者致力于技术突破和创新。

中铁十八局通过科学的构想-验证-改进-总结提升的研究思路,综合运用理论分析、数值模拟、现场试验和工程验证等多种研究方法,深入探索复杂环境下大型地铁换乘站近接施工的关键技术。研究成果揭示了开挖卸荷过程中既有车站结构的受力特征和变形规律,形成了新建车站主体与附属结构深浅不一、非对称同步安全快速施工技术体系。同时,对现有软土刀盘刀具的布设、间距和高差进行了优化改造,创新性地提出了采用双刃撕裂刀替代贝壳刀以及刀盘强化技术,从而形成了加强型软土刀盘连续切削地连墙的高效施工方法。

此外,中铁十八局还研发了新型地下工程抗裂防渗混凝土,并提出了结构抗裂防渗综合管控技术,形成了一套地下车站抗裂防渗施工工法。该成果在多个方面取得了显著进展,包括获得授权专利13项(其中国家发明专利10项、实用新型专利3项),在国内外重要期刊上发表学术论文8篇(其中SCI/EI检索1篇),获批重要工法1项,荣获工程建设行业信息化典型案例(智能建造类)等多项荣誉,并参与了国家级和团体标准的制定工作。

该成果已成功应用于苏州轨道交通8号线项目和南京地铁4号线延伸线等多个实际工程项目中,取得了显著的经济和社会效益,展现出广阔的应用推广前景。

中铁十八局

6. “城市轨道交通装配式连续梁产业化关键技术”达国际先进水平

城市轨道交通装配式连续梁产业化关键技术达到国际先进水平,轨道交通作为交通基础设施建设的重要组成部分,所处场地多位于人口密集居住区,其施工、运营安全对社会发展影响较大。传统开放式轨道交通桥梁工程建造过程时间较长,需要封闭交通,对本身已经非常拥挤的市政交通影响较大。此外,由于城镇地区的场地限制及线路空间要求,造成了轨道交通在线型方面变化较大,这些客观存在的实际情况对装配式桥梁节段制造精度、吊装过程节段线型空间位置控制技术及装备等都提出了更高要求。

中铁十八局集团第四工程有限公司为适应城市轨道交通建造需求,解决桥梁在建造过程中面临的桥梁形态较多、节段块变化较多样、施工投入大、施工精度高、施工可借鉴经验少等一系列难题,对悬臂拼装连续梁进行深入研究,从工艺到工装全面革新,并进一步总结形成城市轨道交通装配式连续梁产业化关键技术。并完成授权专利29件,其中发明专利授权2件;实用新型专利授权27件;已发表论文18篇,其中SCI/EI检索13篇;获得软件著作权4件;获得省部级工法2部;获集团公司科技进步二等奖;获中施企协科技进步二等奖;获QC成果2项。

课题组通过4年科研攻关,取得一系列成果,一是研发了一套多功能可调式模板体系,满足了直线、曲线位置的单线、双线桥梁等截面、变截面等多种形态梁体的预制需要;自主开发了一套融合摄影测量、BIM、云计算的节段梁预制模板精准化快速调整辅助系统和智慧工地系统实现了U箱组合装配式连续梁节段预制施工的工业化和产业化。二是通过理论分析和剪力键破坏性试验、疲劳试验等,推导出考虑偏载对剪力键影响的设计计算公式,优化了拼缝断面上剪力键构造,提高了抗剪能力。三是通过单一碳化试验和冻融一碳化祸合试验,提出了北方沿海地区胶接缝倒角处理方法,提高了胶接缝耐久性。四是研发了吊机侧臂液压机构系统,研制了适用于城市轨道桥梁双U箱组合连续梁的多维度拼装吊机,提高了梁体的拼装精度和工效。

城市轨道交通装配式连续梁产业化关键技术目前已成功应用于天津轨道交通Z4线工程,成功解决了在施工中遇到各种难题,该课题已于2018年申报了天津市重大科研课题,2022年9月顺利完成结题验收。

中铁十八局

7. 中铁建电气化局3项工法关键技术达到国内领先水平

近日,由中国铁建电气化局二公司完成的《装配式混凝土板幕墙施工技术》、《通风立柱玻璃幕墙施工技术》和《利用仿真模拟平台的铁路信号室内设备调试技术》参加了由中国铁建股份有限公司组织的科技成果评审会,专家组通过听取项目组汇报、查阅资料、质疑答辩后,经过认真审议,一致认定该3项工法关键技术能够立足于施工一线,解决了同类型施工的共性问题,具有良好的推广应用价值,均达到国内领先水平。

《装配式混凝土板幕墙施工技术》针对传统混凝土装饰板进行保温、防水等施工后,混凝土板整体厚度宽,自身质量大等问题,创新性提出了混凝土装饰保温一体板制作技术,有效解决了防水效果不良和混凝土板施工后自身重量大造成的安装强度不够等安全隐患难题。开发混凝土板大小吊钩同步吊装技术,节省吊车机械台班,大幅提升了施工的安全系数。研发混凝土板抗震式安装技术,采用可调节式螺栓进行混凝土板连接与平整度调整,提高了安装效率及安装精度,增加建筑整体抗震性能。作业过程中使用吊装炮车玻璃吊装技术,利用炮车进行玻璃吊装,降低了施工难度,提高了吊装的安全系数。

《通风立柱玻璃幕墙施工技术》针对传统玻璃幕墙通风系统组件多,安装固定方式缺少实用性等问题,开发玻璃幕墙立柱通风技术,通过优化结构组件的安装方式及施工顺序,减少铝型材的使用量,实现自由通风,解决了通风受气候影响及传统开启窗存在的高空坠物问题。研制一套通风系统连接组件,实现了整个通风系统各部件间紧密连接,增加了结构强度,提升了系统的整体性和安全性。开发出一种高层玻璃炮车吊装设备,解决了狭小场地玻璃吊装问题,节约了施工成本,提高了施工效率。

《利用仿真模拟平台的铁路信号室内设备调试技术》提出站场图形快速构建技术及室外设备模拟控制箱无限扩展技术,利用系统软件快速构建站场图形,将信号系统室外设备进行系统性联动模拟来实现系统功能,解决了传统模拟盘体积大、制作周期长、通用性差的问题,实现了模拟设备的无限扩展及重复使用。提出一体化交流转辙机室内电路同步调试方案,利用研制的模拟转辙机装置,实现了启动电路及表示电路同步调试,解决了传统方式调试不彻底的问题。在后续的多个工程项目中取得了较好的经济和社会效益,具有一定的推广价值。

中国铁建

8. 中铁二十二局五公司再获1件发明专利授权

近日,由中铁二十二局五公司申报的 “一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法”发明专利通过国家知识产权局的专利授权,获得发明专利证书。

“一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法”发明专利依托银西铁路项目所研发,针对既有线上开展明洞接长施工,对吊装、防护施工技术、装备技术要求高,实施难度大,实施过程中的安全风险较大等问题,发明了一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法,能够较好地解决高陡地形桥隧相接段施工工序相互干扰制约的问题,实现隧道与桥梁施工平行作业;保障运营安全,延长明洞减少了对自然边坡的扰动破坏,有利于水土保持,有良好的生态环境效益。

近年来,该公司持续加强科技创新工作,积极围绕施工生产开展科技攻关活动,目前公司共有自主知识产权75件,其中发明专利14件、实用新型专利61件。

中铁二十二局

9. 铁四院代表中国联合主导的一项国际标准正式发布

近日,铁四院代表中国联合主导的国际标准国际电工委员会60913:2024《轨道交通地面装置电力牵引架空接触网》正式发布。

该标准适用于铁路和城市轨道交通的架空接触网工程,是接触网系统层次的重要标准之一。本次修订内容包括范围、术语、柔性接触网和刚性接触网的分类、接触网结构设计的主要技术条款、零部件和试验的技术要求及附录等,并首次提出了响应国际低碳目标的公路用架空接触网的资料性信息。

国际电工委员会是全球最大最权威的国际标准组织之一。近年来,铁四院已在该委员会牵引供电、接触网、安全接地、车网运行匹配等技术领域的系统层次、装备层次等标准中,代表中国完成了18项国际标准编制工作。作为多项行业标准的基础标准,本次发布的《轨道交通地面装置电力牵引架空接触网》与铁四院此前联合主导的多项国际电工委员会国际标准一道,构建了弓网受流领域的该委员会国际标准体系。此次标准发布进一步扩展了弓网受流领域国际电工委员会国际标准体系的纵深,提升了铁四院技术影响力。

中国铁道建筑报

10. 湿热地区路堤拼接沉降控制关键技术取得突破

6月7日,记者从长沙理工大学获悉,该校张军辉教授团队在湿热地区软基上路堤拼接差异沉降控制关键技术方面的研究,取得了突破性进展。

近年来,我国公路使用寿命偏短的问题逐渐凸显。路基病害因其隐蔽性和渐进性常被忽视。特别是南方区域气候湿热,软土地基分布广泛,加之新老路地基和路堤刚度的差异,及行车荷载的反复作用,常导致路面开裂、边坡垮塌等问题。这严重影响道路寿命,每年带来的经济损失高达数百亿元。

经过20多年的持续研究,张军辉团队针对气候、地质和行车荷载等多重因素共同作用下的新老路堤差异沉降问题,取得了一系列重要突破。他们研发了拼接路堤下软土地基变形预测与控制技术,开发了湿热地区老路堤工作性能分类评价与提升技术,并创建了湿度—刚度—变形协同调控的耐久性新路堤修筑技术。

该团队还研发了湿热地区路堤全时域—全空间服役质量保障技术,并在国内率先构建了“地基处理—老路评价—新路设计—路堤拼接—总体控制”的新老路堤差异沉降控制系统。此举实现了新老路堤拼接工程的“整体协同、沉降可调、变形可控”,破解了我国公路改扩建工程中的重大科学技术难题,形成了满足我国交通发展需求的自主创新技术。

“这一技术体系能保障在不中断交通的情况下,道路改扩建施工期的行车安全,同时也能保障改扩建工程质量,推动我国公路改扩建建造技术的发展。”张军辉说。

据悉,“南方高速公路路基拼接关键技术及其应用”已被列入湖南省交通运输科技成果推广目录。相关技术在江西、湖南、山西三省首条高速公路改扩建工程、京港澳高速河南驻信段改扩建工程、岳常高速公路、广西河池机场等国家重大工程中成功应用,并在肯尼亚内罗毕西环城路改扩建工程中得到推广。与传统技术相比,可有效提高新老路堤的变形协调性,避免路面开裂等病害。

科技日报

11. 我国最深水下隧道成功穿越海底断裂带

6月23日,在新建深圳至江门铁路(以下简称深江铁路)珠江口隧道海底102米处,中铁十四局“深江1号”盾构机安全掘进至1720环,成功穿越17条断裂带,共计490米的断裂带区间。这标志着我国最深水下隧道施工取得重要进展,即将抵达最低点海底106米。

全长13.69公里的珠江口隧道,是深江铁路重点控制工程,最大埋深106米,最大水压相当于指甲盖大小的面积上承受10.6公斤的压力,为我国最大埋深、最大水压的水下隧道,也是世界最深海底高铁隧道。

据了解,“深江1号”盾构机先后穿越13种地层、5种复合地质、17条断裂带。其中,断裂带及分支区间长达490米,最宽的15号断裂带宽32.5米,花岗岩强度最高达124.6兆帕。由于岩层不均一、软硬不均、埋深大、水压高,施工过程中极易出现掌子面坍塌、盾构机前舱堆积滞排、刀具异常碰撞损坏、卡刀盘、盾尾密封失效等风险。

中铁十四局项目现场负责人李兵介绍,建设团队加强智能建造技术的研发和应用,采用超前地质预报技术,对前方100米范围内地质进行精准探测并提前预警。建设团队研发使用新型盾构刀具和耐磨材料,加装刀具磨损监测系统,实时监测刀具的温度、转速等参数变化,自主弹窗报警,通过对关键指标的收集、分析、研判、指令、执行,精准判断刀具磨损情况,做到智能分析、精准施策、高效掘进。

深江铁路是我国“八纵八横”高铁主通道沿海通道的重要组成部分。建成开通后,有利于打造粤港澳大湾区半小时生活圈、经济圈,使深圳的前海自贸片区与广州的南沙自贸片区实现半小时高铁互联互通。

桥梁网

12. 智慧高铁多跨简支拱型钢桁梁桥梁监测技术推动领域革新

近日,由中铁十四局铁正公司申报的《高速铁路多跨简支拱型钢桁梁桥拖拉施工、监控及试验运维关键技术研究》项目获评“2023年度中国检验检测学会科学技术奖”二等奖,推动大跨长联拱型钢桁梁桥顶推拖拉施工及先进运维关键技术的进步和革新。

该项目研发出四项关键技术。“一种全新的拖拉施工技术体系—长距离分段同步拖拉及多点拖拉荷载分配技术体系”和“多跨简支拱型钢桁梁桥的顶推拖拉监控技术”主要应用于桥址处环境复杂、地震效应大、工期短、任务重、水深速缓、通航情况一般、环保要求高的水域中。研发的“大跨简支拱形钢桁梁桥的荷载试验技术”适用于高速铁路拱型钢桁梁桥的荷载试验。研发的“多跨简支拱型钢桁梁桥健康监测系统”适用于高速铁路多跨简支拱型钢桁梁桥的运营期健康监测。

据了解,该项目研究依托京张高铁官厅水库特大桥工程展开研究。京张高铁全线控制性工程和重难点工程,桥址环境复杂,受地震影响效应大,当地温度多变,受风力作用明显,导致大桥结构潮湿易腐蚀,当地相关部门对绿色施工、环保要求的标准较高。施工时,为解决这些难题,工程项目采用顶推拖拉方式建造出多跨简支拱型钢桁梁桥。

“目前国内采用拖拉施工的桥梁以混凝土梁桥和钢箱梁桥为主,很少涉及大跨长联钢桁梁桥顶推拖拉施工。”京张高铁监测项目负责人孟令强介绍,京张高铁官厅水库特大桥多跨简支拱型钢桁梁的顶推拖拉施工在国内尚属首次,无成功案例可供参考。为保障施工的顺利进行,监测项目组研发了一种全新的拖拉施工技术体系“长距离分段同步拖拉及多点纵向水平荷载分配技术体系”。通过综合采用桥墩结构安全保护技术、多点拖拉作业控制技术、不同拖拉系统间的荷载分配技术、梁跨体系转换技术,实现了“逐孔拼组、分段拖拉、整桥到位、体系转换”的拖拉施工流程,确保了工程质量。

有了这次的成功经验后,监测项目组开始针对同类型桥梁结构的静动力性能测试指标、评判标准尚不明确、针对型的桥梁结构健康监测系统亟需构建的问题开展研究,形成了成桥荷载试验、运营期健康监测方面的关键技术,推动了相关技术的进步和革新。

在跨越山川河谷、城市道路及既有桥涵施工方面,由于拖拉施工所占作业面小,施工工艺简单,施工效率高,安全风险低,能够满足更高的绿色、环保标准,符合国家绿色生态发展的理念,下一步,大跨度钢桁梁桥在跨越山谷和江河湖泊中将成为较为便利的施工技术,被越来越多的应用到高铁桥梁建设中。

该公司研发的此项监测技术也将有更大的应用空间,尤其是在铁路桥梁、公路桥梁钢桁梁施工中,包括各种结构形式的钢桁梁,简支结构或是连续结构。目前该监测技术已经在小清河复航工程齐东六路老魏桥得到推广应用。

中国铁建

13. 世界最大跨度公铁两用斜拉桥正式合龙

6月9日,由中铁大桥院设计,中铁大桥局、中铁工业参建的常泰长江大桥主航道桥钢桁梁合龙段焊接完成,大桥顺利合龙,合龙精度控制在2毫米以内。至此,这座世界最大跨度公铁两用斜拉桥历时5年建设后实现全线贯通,长江南北两岸的常州和泰州两市成功实现江上“牵手”。

常泰长江大桥是长江上首座集高速公路、城际铁路、普通公路三种方式于一体的过江通道。大桥全长10.03公里,其中公铁合建段长5299.2米,由一座主跨1208米的钢桁梁斜拉桥、两座主跨388米的钢桁拱桥和一座3×124米的连续钢桁梁桥组成,创下了最大跨度斜拉桥、最大跨度公铁两用钢桁拱桥和最大连续长度钢桁梁三项世界纪录。

常泰长江大桥由于下层桥面铁路和公路分侧布置,横桥向恒载不对称,施工控制难度大。为了实现桥梁线形的精准控制,中铁大桥院技术团队研发了基于三维扫描和激光追踪的钢桁梁数字拼装及调控技术,提升了钢桁梁的拼装精度和安装效率;首次提出了基于多参数概率分布的斜拉索索长确定及动态调整技术,实现了桥梁线形的可调可控;首次实践了大跨度桥梁施工期结构状态参数动力识别,并研发了相关装备,实现了塔、梁刚度的精准修正;提出了基于机器视觉算法的实时线形测量技术,开发了智能监控平台,实现了桥梁状态实时感知。

为保障大桥在运行过程中不出现巨大偏差,需要给公路侧的钢梁进行配重,这就导致钢梁的重心不在正中间,使得钢梁架设施工作业的难度升级。针对钢梁吊装安全风险高、施工难度大的特点,中铁大桥局研发出钢梁悬臂拼装平台。该平台不仅实现了钢梁吊装过程中的全程可视、可控、可纠等功能,而且解决了施工现场架梁吊机司机的视觉死角、远距离视觉模糊、语音引导易出错等行业难题。

常泰长江大桥跨度大、荷载能力要求高,对钢结构制造精度要求极为严格,以确保桥梁的稳固和安全。中铁工业依托常泰长江大桥构建了以板材智能下料切割生产线、车间制造执行智能管控系统等为核心的“五线一系统”钢桥智造新模式,全面提升钢桁梁制造的自动化、数字化、网络化、智能化水平,同时应用大型双三维龙门数控钻床等设备,将桁梁杆件极边孔距偏差控制在1毫米范围内,确保了桥梁以毫米级精度合龙。

中国中铁

14. 大桥上的“科技范儿”

“桥梁不是冰冷的钢筋和混凝土,是桥梁工程师用科学知识、专业技能、美学素养铸造的一座座丰碑……”前不久,中国铁建大桥局一级专家、澳氹四桥总工程师陈宁贤受同济大学邀请,为该校桥梁工程系的研究生们讲授澳门大桥项目的设计及施工关键技术。

“科技感满满”是建设者对澳门大桥的共识。澳门大桥属于典型的高技术桥梁,是我国桥梁建设的新名片,也是澳门的地标性建筑,建设中使用了大量新技术。

澳门大桥所在位置水文、地质、气象等环境复杂,位于澳门机场附近,跨越两条繁忙航道,施工区域航空、航道等限制条件多,大节段钢梁的制造、运输、架设及大型浮吊技术参数确定等给大桥建设带来巨大挑战。“仅钢梁架设就需要使用顶推、滑移、浮吊吊装、桥面吊机、翼缘吊机等9种施工工艺。其中主桥边跨钢梁、南北引桥钢梁、A区互通立交钢梁,共计72节段需要进行海上浮吊大节段架设。”总工程师陈宁贤坦言,“压力不小”。

“办法总比困难多。只要摸准了石头,过河就不难了。”项目部成立技术攻坚团队,围绕“卡脖子”难题展开集智攻关,抱着图纸跑现场,盯着难题想办法,与时间赛跑。

功夫不负有心人。一项项新技术陆续诞生:首次在深水桥梁中大规模采用全套管跟进、清水成桩工艺技术;大桥上部创新性地采用下承式变截面钢桁—钢箱组合梁桥,适应桥位通航净空与航空限高双重制约条件;钢桁梁大量采用Q690qD、Q500qD级高强度桥梁钢,并进行了高强钢焊接性能、疲劳和防断性能论证;研发“双L型臂架”大型起重船解决航空限高、复杂工作水域条件下大吨位钢梁的安装架设;项目应用桥梁BIM数字化建造技术,对全桥施工进行三维建模,服务钢梁生产制造和施工方案优化,并模拟钢梁可视化架设……破解了一个又一个难题,按下大桥施工“加速键”。

“铁建大桥起1号”起重船是澳门大桥建设中的“明星装备”。该船为中国铁建目前最大吨位起重船,“L”型起重臂架专为澳门大桥钢梁吊装量身打造,船型设计充分考虑了项目钢梁吊装航空限高、吊重、复杂工作水域等限制条件,并利用BIM数字化模拟船舶施工碰撞、创新海上重载低净空变幅式钢梁吊装工艺等技术,避免后续吊装过程中出现同类问题,安全平稳、精准高效地推进钢梁架设。

创新无止境,科技创新是桥梁建设高质量发展的不竭动力。澳门大桥是中国铁建迄今在境外中标实施的最大规模跨海大桥项目,也是中国铁建大桥局与系统内外经平台强强联合的硕果。建成通车后,将大幅降低澳门城市道路网压力,进一步加强澳门内外交通联系,便利粤港澳居民出行。

中国铁道建筑报

15. 把脉问诊让工程不再“看病难”

怎么知道工程有没有“得病”?如何解决工程“看病难”问题?

这个难题有了解决思路。

近日,由中铁十四局牵头申报的科技成果“轨道交通工程运营期健康诊断及风险智能防控关键技术”,在科技部完成科技成果登记。评审专家组一致认为,该项目整体技术达到国际先进水平。

工程“慢性病”不再拖成“危重症”

“众所周知,基础设施随着运营年限的增长,会面对各种工程病害的威胁。然而,人生病时会感觉不舒服,然后去看病,但基础设施不会说话,如何判断工程是否健康,一直是建筑行业的难题。”中铁十四局科技创新部负责人张奉春告诉记者。

张奉春介绍,以城市轨道交通工程为例,一条线路动辄数十公里,位于城市地下空间,其健康状况受不可预见因素影响。虽然人工定期巡检可以在观感上大概判断,但是哪里病了、为啥生病、严不严重等细节,无法精准及时掌控,一些“小毛病”“慢性病”,因排查不及时演化成“危重症”,给社会经济带来危害。工程的运营期健康诊断,成为行业的一项困扰。

“轨道交通工程运营期健康诊断及风险智能防控关键技术”,就是在“空天协同侦测筛查技术、基于光纤传感的结构健康智能诊断技术、雷达监测预警技术”三大方面实现创新突破,解决当前轨道交通工程运营期安全风险识别困难、预警不及时、安全防控效果差等问题,为工程运营期“安全风险筛查、重点区域监测、应急救援处置”保驾护航。

换句话说,工程得病后可以被监测系统“感知”,并且很及时、很精准,为后续治理提供了宝贵依据。

望闻问切“感知”工程的“不舒服”

“空天协同侦测筛查技术、基于光纤传感的结构健康智能诊断技术、雷达监测预警技术,分别有各自的突出特点,就像中医望闻问切一样,通过不同方式给工程诊断。”全程参与该项技术研发的中铁十四局铁正公司科技发展部副部长郭传臣打了个形象的比喻。

“空天协同侦测筛查技术”如同“眼诊”,通过高分辨率遥感卫星和无人机近景扫描的协同监测,开展灾情评估以及灾害影响评价,为应急救援和救助决策提供支持;“基于光纤传感的结构健康智能诊断技术”如同“经络诊”,通过布设光纤光栅传感器,在山岭隧道、盾构隧道及铁路桥梁内部搭建“神经系统”,深入工程内部监测健康状况;“突发灾害毫米波雷达监测预警技术”如同“脉诊”,对高边坡、隧道洞口、桥梁变形、沉降等实施大范围连续监测,实现应急抢险处置过程中提前预警坍塌、滑坡等灾害发生。

此外,该项目融合三大技术,开发出基于“云网端一体化”轨道交通工程运营风险“一张图”管理平台,实现了轨道交通工程安全风险空天地一体化的点、线、面多层次筛查及实时诊断预警。该技术成果已在南京南部新城、济南济泺路穿黄隧道、济莱高铁等多个工程开展应用示范,为工程安全运营加了一道保险,具备重大转化价值和产业化前景。

研发过程中,该项目团队曾配合国家安全生产救援队开展20余个重特大项目的应急救援监测,有效规避了余震等二次灾害带来的风险,为救援人员的人身安全提供了有力保障。

超前谋划抢占新赛道

早在2020年,中铁十四局就以敏锐的嗅觉抢占工程病害治理先机,成立“坝道工程医院中铁十四局分院”,进军基础工程设施体检、诊断、修复、抢险等领域。

中铁十四局铁正公司联合中国安全生产科学研究院和部分高校成立“桥梁工程智慧检养修技术中心”,自主研发“铁正公路桥梁定期检测智能管理系统”,对桥梁病害信息进行现场采集,自动识别桥梁裂缝、钢筋锈蚀等桥梁易出现的质量问题,并提交至云端检测管理系统,实现桥梁病害数据智能化、自动化处理。截至目前,每年应用该技术的桥梁超过79万延米。

除了桥梁质量检测外,该公司还进入道路地下空洞检测领域,排查道路隐患,保障百姓安全出行。截至目前,他们先后中标山东青岛、浙江杭州、福建厦门等城市道路地下空洞检测项目10余个,累计合同额达1000万元。

唯创新者进,唯创新者强,唯创新者胜。该公司加大科技创新力度,形成了“检测监测——缺陷诊断修复方案设计——修复治理——健康监测”全过程服务产业链,企业实力大幅提升。该公司掌握了病害治理修复技术、工程结构全生命周期智能健康监测研究与应用技术、桥梁健康监测与管理系统和管片智能化检测技术等一系列核心技术。创新成果的应用,大大提升了该公司技术水平和行业知名度,助力企业增加营业收入3.6亿元。

中国铁道建筑报

16. 自密实混凝土为深中通道锻造坚实“肌肉”

6月16日,地处粤港澳大湾区核心区域的超级工程——深中通道通过交工验收。

深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”为一体、当前世界上综合建设难度最高的跨海集群工程,全长约24公里。其中海底隧道的沉管段长5035米,采用钢壳混凝土新型组合结构建造,由32个管节加一个最终接头组成。

作为深中通道海底隧道工程重要参建方之一,建筑央企中交四航局所属中交四航工程研究院有限公司(以下简称中交四航研究院)承担钢壳沉管混凝土的研制工作。

“面对困难挑战,中交四航研究院自2015年开始,历时4年艰辛探索,进行了缩尺模型、浮态浇筑、足尺模型和模拟浇筑等试验,最终在2019年配制出钢壳沉管浇筑工艺的自密实混凝土‘超级配方’,有力保障了深中通道钢壳混凝土沉管的顺利浇筑,为深中通道如期通车打下坚实基础。”中交四航研究院建材所总工邓春林介绍说。

钢壳搭建起沉管“筋骨”

记者了解到,深中通道海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的海底隧道。钢壳沉管采用自密实混凝土,无需振捣即可均匀填充钢壳仓格,形成三明治形钢混组合结构。与传统钢筋混凝土沉管结构相比,这种结构具有承载能力强、抗震适应性高和防水性能好等优点。

记者查阅资料发现,国内外均没有大型钢壳沉管参考案例。深中通道隧道沉管采用内外双层钢壳、中间浇筑混凝土的三明治结构,建筑团队用钢壳给沉管搭建起“筋骨”,并在内部填充混凝土作为沉管的“肌肉”。

“深中通道每节钢壳混凝土标准沉管内部被分成了2255个仓格,每个仓格之间都是不连通的。为了加强结构的整体性,我们要在每个仓格内灌注一种高流动性混凝土,即自密实混凝土。”中交四航研究院建材所副总工于方介绍,“一直以来,大家对混凝土的印象是拿点水泥、砂子、石子再加点水搅拌一下,就可以用来建造各种工程。但是要将混凝土配制成高流动性的流体,并非易事。”

自密实混凝土比较“娇气”。它的自流平性能和稳定性受原材料、出机时间、泵送距离和环境温度等影响较大。为此,中交四航研究院建材所团队成员在项目前期开展了大量自密实混凝土室内试验。

室内实验成功还远远不够,要想真正检验性能还需要开展自密实混凝土足尺模型浇筑试验。早在2016年1月,中交四航研究院科研团队就在江门新会预制场开始了深中通道自密实混凝土沉管海上足尺模型浇筑试验。在团队成员的密切配合下,混凝土顺利浇筑成功。

动态控制混凝土性能质量

与传统的混凝土沉管浇筑方式不同,深中通道钢壳沉管是采用超长混凝土地泵设备进行混凝土浇筑,即将混凝土通过一根根200米长的管子压入到一个个仓格内部。

在此过程中,混凝土进入管子前和从管子泵出后的性能都要满足自流平的性能要求。但是,建材所团队在测试过程中发现传统的控制变量法已经不适用,迫切需要提出一种新型分析方法,才能建立比较准确的性能预测模型。

为此,在E1—E4沉管施工过程中,于方带领团队收集了上百个批次水泥、粉煤灰、矿渣粉等原材料的性能指标,以及2000余组自密实混凝土泵送前后的性能测试数据。历时大半年时间,团队推翻了20余个方案,最终找到了一种合适的分析方法,量化了各种原材料的关键技术指标与混凝土性能的相关性,实现对混凝土原材料和混凝土工作性能质量动态控制。他们同时建立了泵送前后自密实混凝土性能的预测模型,提出了一套自密实混凝土稳健性控制的技术指标,形成了《深中通道钢壳沉管自密实混凝土配制及施工关键技术指南》,指导钢壳沉管顺利浇筑。

“这套指南可以根据原材料的指标以及混凝土的出机工作性能,预测泵送后的混凝土工作性能变化,实现原材料性能与混凝土的配比动态关联,从而实现混凝土性能质量的动态控制。”邓春林介绍。

“自深中通道建设以来,中交四航研究院建材团队便参与其中,在设计、施工、质量控制等方面开展了大量研究。研究成果全面应用于工程设计和施工中,为工程建设提供了重要技术支撑。”深中通道管理中心主任、总工程师宋神友说。

科技日报

17. 时速600公里常导高速磁浮建造取得新突破

据悉,由铁四院牵头承揽的中国铁建科研重大专项“时速600公里常导高速磁浮建造关键技术研究”在武汉结题,标志着中国铁建在常导高速磁浮工程建造领域取得新突破。

据介绍,磁浮交通以无接触的方式重构列车与线路的相互关系,突破传统地面交通工具的速度极限。常导高速磁浮采用直流电磁铁与良导磁材料之间的电磁吸力,通过自动闭环控制实现列车与轨道之间的无接触悬浮。

项目组以建设常导高速磁浮长大干线为应用场景,围绕桥梁建造、隧道建造、站场主要技术标准研究、长定子牵引网建造关键技术、牵引供电及运行控制系统关键技术、道岔系统关键技术、线路关键设备制造工艺、安装装备和检测维护关键技术7方面(共28个子课题)进行了系统全面的研究,并针对性地对时速600公里常导高速磁浮建造技术专利进行分析与布局。

项目历时4年,项目组完成了各阶段研究任务,项目总计形成专利70项(发明专利45项),产品4项,工法3项,工艺2项,技术条件5本,软件著作权1项。通过项目研究,发明了适用于桥路隧全覆盖的功能件轨道梁一体化结构;研发了高精度多向无级可调支座保证施工及运维的精度要求;创新设计了适用于常导高速磁浮施工及运维的专用设备,以提升施工效率、减少运维难度。本项目研究成果已成功应用于部分实际工程。

“时速600公里常导高速磁浮建造关键技术研究”的顺利结题,标志着中国铁建已基本掌握时速600公里常导高速磁浮交通工程建造关键技术,形成在常导高速磁浮关键建造技术方面的自主知识产权和指导性设计原则,在实现工程化应用的目标上迈进了一大步。

中国新闻网

责任编辑:李乐诗  谢宝义  

审    校:王  辉  李占华

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