北京建工打造地鐵工程“智慧工地”

  混凝土自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)、井下通信定位管理系統(tǒng)、可重復回填注漿系統(tǒng)……由北京建工土木公司承建的北京地鐵6號線西延4標項目為實現(xiàn)地下暗挖的智能化管理，提高工程施工的質(zhì)量與效率，結合工程實際情況，發(fā)揮全員智慧，全面開展技術創(chuàng)新，自主研發(fā)了多項科技成果，為工程節(jié)省349.2萬余元。

  溫濕度自控助力混凝土“變強”

  深入車站暗挖基坑，一排排霧化噴嘴不斷向?qū)Ф错敳繃娚渌S著儀器顯示的時間為零，進水管閥門關閉，只見許許多多水珠掛滿洞壁，這就是項目部自主研發(fā)的“地下工程高效節(jié)水型混凝土自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)”。

  “開啟閥門后，水流就會經(jīng)干管流入支管，并由霧化噴嘴噴出,對待養(yǎng)護混凝土結構進行養(yǎng)護。此時，時間繼電器開始計時,傳感器開始檢測環(huán)境體系的溫度和濕度，當時間繼電器達到設定工作時間時，關閉信號就會發(fā)至自動控制閥，干管閥門便會關閉，停止養(yǎng)護。期間，如果溫度高于設定上限或濕度低于設定下限時，繼電器就會控制干管閥門開啟，重新進行養(yǎng)護，如此往復直至養(yǎng)護結束?！北本┙üさ罔F6號線西延4標段項目經(jīng)理馬曉輝將系統(tǒng)運行的方式娓娓道來。

  該系統(tǒng)的一大亮點是可在24V安全電壓下自動調(diào)節(jié)結構養(yǎng)護環(huán)境的溫、濕度，使混凝土結構養(yǎng)護強度增長速率快，避免了溫度應力產(chǎn)生的裂縫，提高了混凝土結構的耐久性，延長了使用壽命。以項目的西黃村車站施工為例，人工混凝土養(yǎng)護需配備專業(yè)養(yǎng)護人員6-8名，用水約9000噸。使用該技術后，養(yǎng)護用水量減少約8000噸，人工費節(jié)約87.5%，用水費用節(jié)約88.8%。

  阿拉伯數(shù)字透露的“注漿智慧”

  在暗挖隧道的導洞墻上，每隔一段距離就能看到標注的阿拉伯數(shù)字，這便是“可重復回填注漿系統(tǒng)”留下的標記。在隧道導洞的混凝土澆筑完成后，通過堵頭上留有的標記，易于找到導管位置，實現(xiàn)重復注漿。

  在地鐵暗挖施工中，針對圍巖變形或坍塌等問題，需要在隧道開挖后立即施作初期支護結構，再對初期支護內(nèi)側進行二次加固，組成復合式的永久性支護結構。受混凝土配比、拌制和澆筑溫度等因素的影響，二次加固結構與初期支護結構之間存在空隙和混凝土不密實等現(xiàn)象，采用傳統(tǒng)方法存在諸多風險，造成施工成本增加，影響施工質(zhì)量。

  為此，項目團隊創(chuàng)新研發(fā)了“可重復回填注漿系統(tǒng)”,選用硬塑管或鋼管等材質(zhì)較硬、容易固定且不變形的注漿管，并在注漿系統(tǒng)設置止水環(huán)、兩道單向止水閥和一個密封堵頭，有效提高止水效果和防滲漏效果，具有簡易、靈活等特點。同時，在注漿管末端設置單向止回吸盤，實現(xiàn)重復注漿,解決了傳統(tǒng)注漿系統(tǒng)無法重復注漿的不足，提升注漿效果。

  區(qū)間工程采用可重復回填注漿系統(tǒng)后，注漿管預埋數(shù)量大大減少，節(jié)省了工程成本80萬元，而且該系統(tǒng)注漿可重復利用率高，若后期有滲漏水現(xiàn)象可繼續(xù)使用該注漿導管通道進行注漿，減少堵漏時二次鉆孔施工，有效提高了工程質(zhì)量，提升了經(jīng)濟效益。

  “千里眼順風耳”智能上陣

  “身處暗挖井下，眼觀千里之外，耳聞萬里之遙。”這是工人對項目井下通信定位管理系統(tǒng)的贊譽。在地鐵施工管理中，常因無法實時與井下進行通信、對人員和設備位置定位，造成資源閑置浪費。通過多次研究實驗，項目部管理人員設計了這種基于WiFi網(wǎng)絡的管理系統(tǒng)。

  從項目管理人員到地下施工工人，人人手中都持有統(tǒng)一配發(fā)的三防(防水、防塵、防震)WiFi手機和定位卡片，在架設的施工現(xiàn)場全覆蓋WiFi網(wǎng)絡下，可在手機上隨時傳送語音、圖片、視頻等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)井上下的實時通信、井下圖像數(shù)據(jù)的采集以及掌握人員與機械設備的實時地理位置。同時，井下安裝有先進的無線廣播設備，可通過室外公放設備和廣播喇叭對井下進行廣播。項目部還開發(fā)了各種面向管理人員的軟件，可結合地圖查看井下人員工作情況和工作歷時軌跡;使用軟件提供的視頻、語音和廣播功能對井下人員進行實時監(jiān)督和管理等。從空間上、時間上全面準確掌握井下作業(yè)人員和機械設備的動態(tài)信息，實現(xiàn)施工組織最優(yōu)化。

  該系統(tǒng)的應用，縮短了各工序間耗時，較以往施工效率提高25%以上;節(jié)約了人員費用和設備開支，從運營上節(jié)約了成本，使資源利用達到最大化。該系統(tǒng)的開發(fā)及使用成本投入約35萬元，目前減少管理費支出135萬元，節(jié)約視頻裝置、洞內(nèi)水電氣、場地租賃、冬施物資等施工成本96萬元，為項目節(jié)省成本196萬元。真正實現(xiàn)了小投入、大產(chǎn)出，達到創(chuàng)效目的。