开栏的话
2024年以来,中国铁建全系统扎实推进国有企业改革深化提升行动,聚焦改革重点难点,出台了一系列有力举措,进行了许多有效探索。中国铁建微信公众号推出《改革微观察》专题栏目,深度挖掘相关单位改革发展、科技创新、转型升级等方面的鲜活经验和典型做法,供全系统学习借鉴。今天,一起来看铁五院自主研发的隧道衬砌智能养护台车,如何让隧道的每一次呼吸都更加安全、稳固。
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。
中央经济工作会议指出,以科技创新引领新质生产力发展,建设现代化产业体系。加强基础研究和关键核心技术攻关,超前布局重大科技项目,开展新技术新产品新场景大规模应用示范行动。
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。根据中国铁建战新产业推进会精神和部署安排,铁五院聚焦“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”,研发了一系列智能工装设备,隧道衬砌智能养护台车就是其中之一。
这是一场技术创新
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利以及缺乏有效养护,导致建成隧道出现混凝土强度不足、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10米每分钟的速度稳定,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百分之九十以上,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。
这是一款绿色产品
铁五院研发团队一直致力于实现经济与环保的双赢,因而,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。
这是一次广泛应用
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。
隧道智能衬砌养护台车在兴泉铁路隧道中的应用
截至目前,铁五院已销售该设备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。台车共累计应用于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,铁五院积极融入中国铁建“1+9+N”科技创新体系,依托自身技术优势和产业基础,聚焦智能工装,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”,朝着智能工装、智慧运维、智能建造的方向大步迈进。
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