机器人成了西安地铁挖洞大功臣

国际金属加工网 2018年01月29日

打个洞,有多难?西安地铁穿越陇海线的隧道,就是一个世界级的工程难题。1月9日该工程圆满贯通。科技日报记者近日探访现场发现,有两种机器人是挖隧道的大功臣。

挖地道很简单,但在沙滩里挖一条地道可不容易。西安地铁四号线穿越西安火车站,就是这么难。要穿过的地块,是浸在水里的黄土层,就好像内脂豆腐一般嫩。

头顶,西安火车站每天通过240多趟列车。地面不能沉降,否则火车就可能脱轨。

道顶上10米,有15条铁轨,8个道岔。中铁一局城轨公司的项目负责人梁西军说:“在这里暗挖隧道,就好像做心脏手术不让打麻药。”

项目总工程师徐岩军说,“打麻药”是说一般隧道下穿铁路,要用各种办法将钢轨架起来,固定住,隔绝地面沉降的影响。但是该工程穿过的是咽喉区,行车密集,道岔众多,时间和空间都不允许“打麻药”。

于是,地面沉降要求是一天不能超过5毫米,总共不超过15毫米,如此苛刻,国内外没有先例。既有的方法都行不通。

中铁一局足足用了26个月才确定了方案——其中一个关键是:机器人。

第一步,硬化黄泥地,豆腐变成豆腐干。沿隧道轮廓,一根根向前插入碗口粗、30米长的喷射管,管道抽出的同时,喷射水泥浆和水玻璃。先硬化,再挖,这个办法是中国工程人发明的,但以前从未达到30米长度。

第二步,钢结构的“十”字,将隧道横截面分成四个工作面,分别掘进,有助于结构稳固。

第三步,过去,上层工作面因为承载不了沉重的机械,都是工人用铁锨和风镐挖,既劳累,又慢;这次由微型挖掘机器人出场。它由人拿着一个“游戏手柄”来操作,工效比人高一倍还多。

“过去,这种机器人是市政管道用的,也用来植树挖坑。用在隧道里还是头一次。”施工人员说。

地面上,轨道旁,也有机器人站岗。这是一台最先进的自动全站仪,每隔十分钟,它就转动脖子,扫视周围的光标点位,如果哪个点位有一毫米的位移,它立即发沉降警报,叫停施工。

除此以外,工程还创造了一项纪录:地层用管棚预加固,以往管棚插入60米就容易偏向,这一次200米仍保持高精度对准。

高科技保驾护航,工人们两年辛劳。今年1月9日,西安地铁四号线暗挖隧道顺利合龙,标志着中国工程人攻克了“湿陷黄土地层、轨道无加固、隧穿火车站”这一世界级地铁施工难题。完成“超级下穿”壮举的团队带头人梁西军,获得全国五一劳动奖章。


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