西安至十堰高速铁路是陕西“米”字形高铁网中重要的一“捺”,途经西安、商洛、十堰三市,接入已建成的武汉至十堰高铁,新建正线长255.7公里,设计速度为350公里/小时。
由中铁上海工程局承建该项目正线27.42km施工任务,其中路基3.67km,占线路总长13.38%。为加强路基施工标准化管理,该公司西十铁路项目部充分发挥科技引领作用,积极推行新工艺、新技术,通过使用螺钉桩质量控制系统、路基连续压实系统、三维可视化交底等,对克服高铁路基建设质量通病,优化施工方案,确保现场施工质量起到积极作用。
网格化应用确保质量创优
3号路基长度1048.82m,采用长短桩复合地基处理,短桩采用水泥土挤密桩,长桩采用螺钉桩,含有地基处理、路基水泥土垫层施工、路基填筑、路基支挡工程施工、路基防排水、路基附属等施工内容,基本涵盖路基主要施工类型,施工难度大,具有全线路基代表性。本着试验先行的原则,项目部选取了极具代表性的3号路基为首件工程工点。
在施工推进中,项目部积极推行网络化管理,编制了《网格化管理手册》,设置安全员、技术员、班组长、关键工序负责人等7名路基首件工点穿透式网格化管理员,先后组织开展地基处理、螺钉桩桩帽、褥垫层、悬臂式挡土墙施工人员培训51人次,编制安全环水保管理制度76项、质量管理制度18项,构建了“一网多级,一级多格”动态安全管理网络,实现了从形式安全到本质安全转变。
给桩基做上“心电图”
高铁病害多发生在路基工程上,尤其是路桥、路隧结合部位刚度差异,路基填筑过程中压实不达标产生沉降,地基处理施工中成桩质量不高等都容易埋下严重隐患。可以说,没有高品质的路基,就没有高质量的高铁。
能不能像体检做“心电图”一样,通过电流的数值变化,就知道桩基的成桩质量,从而达到过程控制的目标。带着这个设想,项目技术人员与作业人员一道反复总结螺钉桩试桩经验,比对分析施工有关参数,发现螺钉桩终孔条件电流值与钻机钻速、操作人员习惯、地质条件之间的规律,通过电流值的大小来对桩基进行施工控制,以此达到提升桩基质量的效果。经第三方检测,3号路基桩基检测合格率达99.4%,达到精品工程验收标准。此举得到国铁集团工管中心的肯定,要求项目进一步探索螺钉桩施工电流控制技术,为路基工程地基处理管控积累更多的技术新成果。
为进一步提高工效,项目部创新使用螺钉桩桩帽一体化成型器、桩帽钢模板、桩帽检孔器等8项工装,有效克服了高铁路基建设质量通病。其中,一体化桩帽成型器在对准螺钉桩中心定位点后,一次性旋挖挤密成孔,有效减少了对桩间土的扰动,有利于控制桩帽基坑结构尺寸,在保证桩帽施工质量的同时大幅提高桩帽施工效率,降低人工使用率,确保了工程实体质量。
BIM运用智慧赋能路基施工
BIM的可视化功能,可以增加建筑整体的真实性及体验感,让平面图纸如“全息投影”一般立体展现,可360度无死角观察到每个细节。“BIM建筑信息模型是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础建立的,具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥了重要作用。利用BIM模型,项目路基建设从设计到施工阶段都能够做到‘所见即所得’,在施工过程中或施工前对设计方案进行定量模拟‘预演’,可提前发现问题,及时优化技术方案。”该项目技术负责人介绍。
项目部成立了专业BIM工作小组,采用三维数字化模型对技术人员和作业班组进行路基施工可视化交底,将路基施工电子样板墙、路基纵剖面图、地基处理、螺钉桩桩帽、水泥改良土垫层、悬臂式挡土墙、路涵过渡段、路桥过渡段等8大施工重点难点以空间立体的方式直观地展现出来,提高交底质量,通过播放施工交底视频,让一线管理和作业人员能够更加深入理解设计意图,更直观、更快速、更精准掌握建造的细节,有效确保了现场施工质量,迎来了西延高铁、西康高铁、西十高铁、康渝高铁等涉及路基施工10余家单位的观摩。
连续压实系统全程监控
压实是路基施工的关键路程之一。为防止过压和欠压造成的质量病害,项目部创新应用路基连续压实系统,保证了路基压实质量的稳定和可靠。
路基连续压实系统,通过TJS02压实度传感器将路基路面工程压实状态、程度指标传输到系统后台,实现手机、电脑等的实时监控,进而实现碾压过程中压实质量的连续控制。打开“相关性页面”,系统对不同的填料,不同的厚度都需要做振动压实和常规质量验收的相关性检验,通过线性模型计算出振动压实目标值;打开“实时监控”,通过实时监控功能,动态仿真模拟现场机械碾压施工状态;打开“轨迹回放”,通过轨迹回放功能可以进行碾压质量追溯;打开“报表生成”,根据施工工序,生成压实程度报告,辅助完成检查验收。系统还可以实现平面分析、剖面分析、报警查询、设备维护等功能。
路基连续压实系统对路基填筑压实情况及时反馈,对压实数据全程记录,实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制,提高了一次报检合格率,使得项目路基压实质量得到有效保障。不仅如此,项目部还严控材料采购关、加工制作关、过程检测关,不合格材料绝不准进入工地、不达标的结果绝不准进行下道工序。对工程建设中大量使用的砂、石料、水泥、钢筋等原材料,项目严格筛选原材料厂家,并派专业的检查组实地考察,安排专员驻点监督生产,产品经过初步送检、到货抽检等环节,全部达标后才能应用到工程建设中去,从源头杜绝质量隐患。(白杰 蒋波)