本次第十一届桥梁与隧道工程技术论坛以“大跨桥梁与空间结构、深埋特长隧道建造技术”为主题,旨在更好的服务重大工程建设,推进学术成果产业化合作,推动桥隧重大工程规划、设计、施工、运营等技术与管理进步。论坛上,中建集团首席专家、中建股份副总工程师张琨作了“智能建造技术创新与实践”主旨报告。
中建三局始终与国家战略同频共振,全方位参与公路、市政、地铁、铁路、机场站房、水务水利、大型桥梁等领域,覆盖了当前交通基础设施的主要业态,近年来投资建设了世界跨度最大钢桁梁斜拉悬索协作体系公铁两用大桥——荆州李埠长江公铁大桥,中建集团首座主跨千米级长江特大桥——宜昌伍家岗长江大桥,世界规模最大的城市湖底隧道——武汉两湖隧道,全国首条深层污水传输隧道——武汉大东湖核心区污水传输系统工程PPP项目,海拔4000米的“世纪性战略工程”——四川省甘孜藏族自治州高原项目,国家“八纵八横”高铁骨干通道——新建沪渝蓉高铁武宜段,中国首个、世界最深的极深地下实验室——锦屏地下实验室,亚洲首个专业航空货运枢纽机场——鄂州花湖机场等一大批关系国计民生的重大基础设施项目,创造了我国乃至世界工程建设史上的多项第一。基础设施业务的合同额连续7年突破1000亿元,其中,2022年实现基础设施合同额超2000亿元、营业收入逾1000亿元,基础设施业务斩获鲁班(国优)奖、詹天佑奖50余项、授权国家专利500余项,达到国内、国际先进水平的技术成果200余项,致力成为各级政府“最佳城市合伙人”。
跨越江河湖海 助力交通强国
近日,中国建筑业协会公布了2022-2023年度第一批中国建设工程鲁班奖(国家优质工程)入选名单。中建三局投资建设运营的宜昌城区首座跨径千米级特大桥——宜昌伍家岗长江大桥榜上有名。
作为国务院《长江经济带综合立体交通走廊规划》中确定的湖北省19条过江通道之一,宜昌市构建“四纵五横”快速路网、实现“一江两岸”共同发展的重要通道,大桥全长2813米,主桥为单跨1160米正交异性桥面板钢箱梁悬索桥,桥宽31.5米,双向6车道,主线设计时速80公里。
回首建设历程,中建三局建设者深入践行“长江大保护”理念,大桥在设计时采用了主桥主跨1160米悬索桥一跨过江方案,不在水中建桥墩,为中华鲟“让路”,这样既不影响中华鲟洄游,也保证了长江航道畅通。
大桥155米的超高桥塔相当于50层高楼,建造精度要求高、装饰复杂。中建三局自主研制的整体式自适应智能顶升桥塔平台——“空中造塔机”,是国内首次将智能顶升平台系统从超高层建筑拓展至大型桥梁领域,实现我国基础设施领域核心技术装备的创新突破。
2021年7月30日,宜昌伍家岗长江大桥通车。中建三局组建专业运营团队,采取自主运营模式对大桥进行运营,运营期为20年。
为此,中建三局搭建“智慧大脑”,构建涵盖监测和巡检系统、交通监测系统、结构预警与状态评估系统等在内的7大全方位信息管理系统,在桥上设置了300多个高精度传感器,通过搭载人工智能数据分析终端,实现360度全桥实时监控、24小时全生命周期动态检测等,为大桥健康运营保驾护航。
截至2023年4月11日,宜昌伍家岗长江大桥已累计通过标准车流量逾800万辆,日均标准车流量超1.2万辆/天。
在距离宜昌100公里开外的荆州,中建三局承建的世界跨度最大钢桁梁斜拉悬索协作体系公铁两用大桥——荆州李埠长江公铁大桥正在如火如荼地建设中。
作为二广高速荆州段改线、荆荆南延铁路及城市道路的共用过江通道,荆州李埠长江公铁大桥公铁合建范围长约7.91公里,大桥主跨1120米,分上下两层,建成后对优化国家高速公路网布局,助力湖北“一主引领、两翼驱动、全域协同”区域发展战略具有重要意义。
这只是中建三局跨越长江天堑,征服江河湖海,不断满足人民对美好生活的向往的生动实践。近年来,中建三局承建了刷新湖北汉江段上桥梁长度最长、主塔最高、跨度最大三项之最的襄阳汉江三桥,武汉首座自锚式悬索桥——武汉古田桥,湖北首座矮塔单面双排斜拉索桥——武汉中法友谊大桥,亚洲最宽预应力混凝土斜拉桥——武汉四环线汉江特大桥,武汉最美跨湖大桥——沙湖大桥,全球最大跨度钢构—连续钢混组合结构双线轨道专用桥——重庆轨道交通9号线嘉华轨道桥,中建三局首座跨海大桥——唐山曹妃甸纳潮河(渤海近海支流)2号桥等30余座百米级水上桥梁,不断“筑”力交通强国战略,为经济社会发展、群众便捷出行持续贡献争先力量!
打通城市经络 建设美丽中国
4月12日,中建三局投资建设运营的全国首条深层污水传输隧道——武汉大东湖核心区污水传输系统工程PPP项目稳定运营2年多以来,已累计传输污水突破4.6亿吨,可填满24.3万余个标准泳池。
项目主隧全长17.5公里,横跨武汉武昌、洪山、青山和东湖风景区,是目前国内传输流量最大、输送距离最长的污水深隧,平均埋深超过30米,对地面及地下管线影响极小,为城市发展预留宝贵的地下浅层空间资源,半个武昌城的污水“乘专列”至主城区外的北湖污水处理厂处理,服务大武昌片区130平方公里内约300万居民。
为确保项目“百年免维护”,中建三局打造了全国首个智慧深隧管控平台,集智慧运营、健康监测、无人机巡线和水下机器人于一体,全天候监测隧道“身体健康”,发现“不适”,系统立即“呼救”,可“靶向定位”实施“医治”,将隐患扼杀在萌芽状态。
在大东湖深隧二郎庙预处理站内,超大液晶显示屏上布满各种数据,一目了然,这是大东湖深隧的智慧运营系统。其采用“一张图绘所有”的概念,集成了综合管理、应急调度、淤积预警、移动互联网等信息化功能模块,展现统计分析后的关键数据,如同大东湖深隧的“智慧大脑”。该系统还可以通过不断搜集处理数据进行自我学习,形成一套最优的管理、调度方案,在未来甚至可以实现无人值守运营。
项目深埋地下,始终保持满水状态,无法直接观测管道内部情况。因此,项目推出健康监测系统,相当于深隧的“心脏”,由四组脉冲流量计组成,通过固定频率“搏动”,感知深隧4个分段的内部情况,一旦发生流速异常或声音异常,可以精准定位损伤位置,防患于未然。
另外,无人机巡线系统相当于深隧的“眼睛”,可以捕捉深隧沿线地表的高清画面并通过5G信号实时回传,防止外部行为破坏深隧结构。
水下机器人则是深隧的“触手”,可以在高流速、高水压、具有腐蚀性、能见度低的水下环境实现隧道运行状况检测、清淤、修补功能,帮助深隧保持健康稳定的运行状态。
近年来,中建三局深入践行绿色发展理念,匠心承建了世界规模最大的城市湖底隧道——武汉两湖隧道,国内最长城中湖隧道——武汉东湖通道,搭在国产最小直径泥水平衡盾构机“汉风号”——徐州市泉山区污水管网提质增效项目,以及武汉汉口滨江国际商务区基础设施项目工程地下环路、南京建宁西路过江通道江南连接线主线隧道、徐州市九里山中山北路隧道、徐州市天齐路隧道、徐州206国道大洞山隧道、惠州四环路南段西坑东双连拱隧道等50余个隧道项目,总里程近100公里。拥有从直径2.84米到15.1米的各类盾构机数十台,装备数量和门类齐全度位居行业前列,实现“特、大、中、小、微”直径盾构及设备成套技术全覆盖,助力打造水更清、天更蓝、地更绿、景更美的美丽中国。
代言中国智造 引领行业进步
4月11日,在武汉长江主轴核心段,依托中建三局自主研发、全球首创的“空中造楼机”,高386米的武汉长江中心主楼拔节生长,目前已冲出地面173.9米,建成后将成为武汉长江南岸的闪耀明珠。
登上“空中造楼机”顶部,眼前是一个开阔的钢制平台,平台四周是钢制围网。虽然地处百米高空,但走在上面有如履平地的踏实感。平台上,除了钢结构护栏外,还分布着2部塔吊、2台混凝土布料机,以及大大小小的材料堆场。
“空中造楼机”首次实现大型塔机与模架集成,工人们在其全封闭平台内可同时进行4层核心筒立体作业,形成一个功能齐全、绿色安全的“移动建造工厂”,可达3天一个结构层的施工速度,缩短20%工期,能抵抗14级飓风,助力武汉绿地中心、北京中国尊20座逾300米的摩天大楼(其中400米以上11座)冲破云霄,奠定中国超高层建筑施工技术在世界的领先地位。
近年来,“空中造楼机”先后登上央视《大国重器》《大国建造》纪录片,亮相中国自主品牌博览会、中国智造品牌论坛暨中央企业高端装备制造创新成就展、外交部湖北全球推介会、国新办新闻发布会,获誉“以高效节能的绝对优势领跑全球”,并作为房建领域唯一装备入选国务院国资委《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》。
基于“空中造楼机”的技术积累,中建三局研发了新型轻量化造楼机——“住宅造楼机”,可竖向覆盖5-8个结构层,能实现外立面的结构、砌体、保温、装饰等多工序高效立体流水化作业,最快只需要80分钟可以顶升一层楼,目前已成功在广州大源村、重庆御湖壹号、武汉硚口易家墩村还建房等多个项目。
这是近年来中建三局勇当建筑业原创技术策源地,持续引领行业高质量发展的一个缩影。
近年来,中建三局研发经费投入年增长率均超30%,累计获得国家科学技术奖15项,主、参编国家及行业标准69项,省部级科学技术奖356项,詹天佑大奖33项,授权国家专利4466项,其中发明专利1333项。自主研发了“工程指挥中心”“零海拔屋”“桥梁造塔机”“地下造隧机”“循环电梯”“顶管机”“道路工程移动式高精度测量机器人”“智能清淤机器人”等硬核装备,15项地标亮相央视《大国建造》纪录片,被誉为“用高新技术改造传统产业的典型”。
以2021年揭牌投用中建三局工程指挥中心为例,其由客户来访宣传中心、决策指挥调度中心、企业经营分析中心、预警告警风控中心、运营赋能服务中心组成,拥有全景监控、会商系统、单兵巡检、远程协同等功能,可对海内外近2000个项目实时监测、远程指挥,及时响应业主需求,保障工程优质履约。
如果说工程指挥中心是“智慧大脑”,那么在海内外近2000个工程现场搭建的智慧工地管理系统则是“千里眼”“顺风耳”,通过中建三局自主研发的墨斗IOT物联网平台,它是一个集成云端、边缘计算、AI算法一体化物联网平台,其接入数万个摄像头及智能化劳务管理系统、消防烟感报警系统、扬尘噪音监控设备、智能水电监测子系统、5G智能安全帽等数十种智能设备,它们如同嵌入项目肌体的“神经末梢”,实现“人、机、料、法、环、安全、商务、进度、测量、可视化”的全面管理。
智慧装备的另一代表就是“零海拔屋”。其功能齐全,可满足多人群的长期办公、生活、医疗等需求,能在30分钟内将海拔4000米的人居环境指标调节至“零海拔”水平。可实现“搭积木”建造,2层18个模块的300平方米高原宜居建筑群,仅用3天就可拼装建造完成。舱体每平方米承压能力达5吨以上,建筑群每小时漏气率仅2.7%,远低于高压氧舱规范值。还可自主控制增压补氧和气流组织。并通过光伏发电和余热回收等技术,实现“零能耗”运行。
此外,中建三局还打造了150余个智慧建筑、社区、园区,4次蝉联“中国智能建筑行业十大领军企业”。2021年自主研发国内首个全域场景智慧园区平台——智瓴•智慧园区平台,在北京中建•大兴之星智慧园区投用,为新城建和系统化城市更新提供了综合解决方案。
未来,中建三局将在茅以升先生“爱国、科学、奋斗、奉献”崇高精神的指引下,坚持科技引领和创新驱动,加快绿色低碳和数字化转型发展,继续与行业加强产业合作,为助力国家经济社会建设、拓展人民群众幸福空间、推动行业高质量发展作出新的更大贡献。