六月的三秦大地，郁郁葱葱、生机盎然，呈现着追赶超越的勃勃生机。走进西延、西康、西十等高铁施工现场，彩旗高高飘扬，机械阵阵轰鸣，深山沟壑间隧道施工加速推进、座座桥梁拔地而起……一派热火朝天的高铁建设场景。
一台台自动化测量设备正在忙碌地进行着精确的测量工作，施工现场通过建立数字化管理系统，实现对施工过程的实时监控和数据分析，让施工管理变得更加科学化和精细化。在这里，高铁建设者们正利用科技创新的力量，将一项项先进的科技应用到高铁建设中。
陕西目前有西延、西康、延榆、西十和康渝陕西段5条在建高铁，项目里程达到1010公里，其中隧道146座746公里总计463个作业面，南要穿越秦岭，北要纵跨黄土高原，其中西延、延榆高铁穿越湿陷性黄土区、软弱围岩占比超过80%，西康、西十、康渝高铁穿越秦巴山区，地形陡峭、地势起伏大，岩爆段落长、断面变化复杂，存在坍塌冒顶、突涌水涌泥、软岩大变形等风险。
为克服技术难题，确保工程质量达到一流水平。西成铁路客运专线陕西有限责任公司（以下简称“西成客专陕西公司”）认真贯彻国家创新驱动发展战略，加快落实铁路高水平科技自立自强要求，以施工应用需求为牵引，以建设项目为平台，立足高铁建设主战场，加大应用型技术创新力度，持续深化科研攻关工作，全面提升信息化应用能力，为陕西“米”字型高铁网建设提供强劲的科技支撑。
科研攻关成果丰硕
西成客专陕西公司在科研攻关方面不断探索取得显著成果，承担了4项省部级科研课题攻关。其中，模数一体铁路数字工程创建关键技术研究已完成，为高铁建设提供了数字工程标准。铁路隧道机械化施工关键技术研究取得重大突破，牵头组织制定时速300公里高铁有砟轨道专项设计和施工质量控制标准。
“西十高铁项目共设立了12项科研课题，科研课题总体顺利推进，截至目前共发表论文22篇，现场成果应用及申请专利20项。”西成客专陕西公司西十指挥部技术科长岳纪强说。
据了解，西十高铁全线进行了BIM设计应用，在模拟分析优化设计、三维可视化技术交底、BIM+GIS应用以及轻量化模型调度管理等取得管理创新，实现BIM技术工程化应用，目前已形成技术论文22篇，申请新型专利20项。
在漫川关福银高速立交特大桥，中铁北京局西十高铁站前7标桥梁总工程师王琪告诉记者，“该桥使用国内首台对称导梁结构移动模架，可快速正反向施工制梁，大幅度提升施工效率。”
西延高铁施工过程中，黄土塌方、沉降是影响高铁建设安全较为重要的因素。“黄土具有大孔隙、高含水量和易侵蚀等特点，这使得地基处理和稳定成为一个大问题。黄土的工程性质较差，容易发生沉降和滑坡等现象，给高铁的建设带来很大挑战。”施工人员表示。
针对黄土土质疏松、水土流失、工程地质勘察难度大等问题，西延高铁现场施工强化地基处理、采用先进的勘察技术、加强施工质量控制、实施生态环境保护措施等，确保高铁建设顺利进行，同时保护沿线环境。
此外，西延高铁创新复杂黄土地质隧道中台阶“腰梁式”临时支护工法，实现了浅埋黄土段下穿楼房、桥梁、公路、厂区、居民区等多种复杂工况的安全控制。攻克了长段落土石界面隧道施工防坍塌难题，为延榆高铁同类隧道施工积累了经验。
西延高铁另一隧道施工难题就是水平岩层隧道开挖易发生门式塌方。“西延全线组织深入开展隧道缓倾层状围岩变形破坏机理及防治技术研究和水平岩层控制爆破技术研究，有效预防了缓倾层状围岩门式塌方，全面应用后无一例塌方。”西成客专陕西公司西延指挥部副指挥长陈晓军说。
在西延高铁王家河特大桥施工中，西延指挥部指导中铁建大桥局创新运用BIM技术与线性监控相结合，创建全桥施工深化BIM模型，模拟关键节点施工方法及工艺，应用有限元模型计算和施工过程线形监控技术，实现无砟轨道精确定位，该桥建成后将成为国内高速铁路无砟轨道同类桥型中第一大跨桥梁。
信息化应用提升效能
走进商洛轨枕场，机器轰鸣，自动化设备在工人们的操作下有序运转。生产线上，自动化焊接设备正在焊接钢筋桁架，焊光闪烁，精确高效。据了解，这里承担着西十高铁全线路长163公里范围内的50余万根双块式轨枕预制生产任务。
“商洛轨枕厂配备了国内最先进的智能化轨枕生产线。月最大生产能力可达5万余根。”中铁二十局西十高铁站前4标项目总工程师王泽刚告诉记者，“生产过程中，将5G、物联网、大数据、视觉识别系统和智能机器人等技术融为一体，为轨枕生产的16道工序逐一配备了智能化生产设备，实现了轨枕生产的少人化、信息化和智能化。”
西康高铁站前1标智能梁场采用定位网焊接机器人、运用自动液压端模技术，研发支座板自动检查系统，确保梁体支座100%安装合格；西康高铁站前4标智慧轨枕场实现工艺工法智能化衔接和信息化集中控制，轨枕质量一次达标。
西成客专陕西公司在信息化应用方面积极推广智能化、自动化、工厂化生产模式。积极应用现代物联网、大数据、移动互联网等信息技术，提高施工效率和质量。
据陈晓军介绍，西延高铁深入开展拌合站智能综合管控系统关键技术研究，研发完成拌合站智能综合管控系统，在全公司使用推广，目前已建成56座智能拌合站，有力强化了混凝土质量安全控制能力。
在西延高铁站前6标试点建设智能钢构厂，配备智能型钢拱架焊接机器人、全自动焊网机、格栅钢架焊接机器人、数控钢筋笼滚焊机、自动化小导管割孔成型机五种新式设备，基本实现了自动化焊接。
而富平制梁场定位网数控加工设备为全国首个大型数控定位网加工设备，集自动下料、自动焊接、自动提取、自动存放为一体。
陈晓军说，“富平制梁场利用人工智能、大数据、物联网、云计算等先进技术，通过对生产要素各环节数据的全面采集及深度分析，实现预制梁产品的全生命周期生产过程可视化、机械设备智能化、业务管理数字化的智能管控。”
“西十高铁创新单线隧道双全电脑三臂凿岩台车、智能物流运输、超长仰拱栈桥、双信息化数字衬砌台车、一架多模水沟电缆槽等五条作业线大机配套施工，较一般机械化施工每循环节约2.15小时，大大提高了施工安全质量与效率效益。”岳纪强说。
西十高铁秦岭马白山隧道采用多目标粒子群算法，形成超长双洞单线隧道快速施工装备配置技术。
“马白山隧道应用时序卷积神经网络，对隧道围岩进行智能预测。创新智能物流管理，建立斜井多工作面车辆路径优化，形成隧道多作业面运输组织物流管控。”中铁十八局西十高铁站前2标工程师秦高峰告诉记者。
而在山阳救援站内，熊礼斌正带领大家攻关、完善模型构建库。“我们创建了路基、桥梁、隧道模型构件库，完成西十高铁站前6标全线20.72km数字工程模型；实现从设计到施工的全过程BIM模数一体化标准编制、协同创建、可视化数字施工管控。”中铁十一局西十站前6标信息化工程师熊礼斌说。
创新改进技装工艺
在项目建设过程中，西成客专陕西公司坚持以精品工程为引领，围绕创建目标，制定536条精品工程质量评定标准，形成《精品工程评定标准实施指南》，其中改进施工工艺和开挖工法11项，改造工装17项，明确和优化工艺标准20项。同时，围绕桥梁桩基、承台、身和路基填筑等关键施工，改造工装21项，提高了施工效率和质量。
在西十高铁浐河特大桥施工中，采用桥梁工程“工艺工装及四新技术”10项，实现混凝土外观质量、强度等级、结构尺寸等各项验收指标高于设计及规范要求，全面提升了实体工程质量。
在秦岭马白山隧道，施工人员积极开展工艺工装创新，通过凹模工装确保排水管位置、角度、伸出长度满足要求，通过接茬筋控制工装保证间距、外露长度及垂直度准确，通过仰拱弧度尺，控制仰拱底部弧度。
“按照公司确定的536条精品工程创建标准及实施指南要求，西十全线推广应用3D扫描、仰拱放样弧度尺、扇形无痕冲顶装置、矮边墙柔性搭接调整块、泄水孔定位工装、TJS02压实度传感器等30余套经济实用的工装工艺。”岳纪强说。
由中铁上海工程局承建的西十高铁站前1标，线路全长27.42公里，其中路基全长3.67公里，目前已进入箱梁架设和路基附属施工阶段。
“为保障桥梁、路基全工序施工质量，项目部积极开展微改微创、小改小革，桥梁工程采用墩身预埋钢筋定位工装、墩顶吊围栏预埋槽道定位工装等10余套‘工艺工装及四新技术’。”中铁上海工程局西十高铁站前1标项目总工程师赵科利告诉记者。
此外，西十高铁站前1标路基工程采用螺钉桩质量管理系统、桩帽一体化成型器、螺钉桩桩帽定位工装等12余套“工艺工装及四新技术。通过应用新技术，有效克服了高铁桥梁、路基建设质量通病，有力保障了工程实体质量，
“由西延高铁指导中铁五局开展的杜村跨包茂高速特大桥连续梁墩顶高位转体体系研究，创新新型墩顶转体体系，球铰可在承重下拆卸并重复利用，液压马达齿轮驱动可实现正反转动等技术均为世界首创。”陈晓军说。
创新驱动，科技赋能。西成客专陕西公司将聚焦现代化铁路基础设施体系建设，强力推进铁路智能建造2.0创新应用，以延榆高铁标准化智能建造和西十高铁数字认证和模数一体数字工程平台建设应用为样板，以现场质量安全进度的现实需要为驱动引领，依托铁路工程管理平台信息系统，积极应用BIM+GIS等智能建造技术，高标准、高效率推进公司智能建造2.0创新应用工作，为陕西高铁建设贡献更多科技创新力量。本报记者 张明
责任编辑：任行 审核：杨勇
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