9月28日,在广惠高速改扩建项目工地,一台智能设备缓缓驶向预定位置。操作人员按下按钮后,搅拌头自动扎入地基软土,将固化剂与土体就地拌和,整个过程由系统自动完成。这是全国高速公路首次规模化应用全自动就地固化成套施工装备。
广惠高速博罗互通。粤交集宣供图,下同
此前,该项目浅层软基就地固化首件施工已通过均匀性和承载力检测,标志着这一新技术应用迈出实质性一步。
广惠高速改扩建项目全长153.9公里,起于广州市黄埔区,止于惠州市惠东县。沿线部分路段浅层软土含水率高、承载力低,施工组织难度大;若直接施工,路基会不断下沉。常用处理办法有清淤换填和就地固化:前者将软弱土层挖除后,以强度较高的材料回填;后者向土层掺入固化剂进行改良。
结合沿线弃方量大、环保要求高的实际,项目选择就地固化方案。但该工艺的加固效果与土质均匀性、地下水条件等密切相关,关键参数控制是否稳定,直接决定加固效果。
全自动就地固化智能装备正在施工。
“我们引入了全自动无人化就地固化智能施工装备,将原来的人工判断转变为智能调控,提升软基工程施工品质。这在行业内尚属首次使用,目前正在申请专利。”广惠高速改扩建项目工程技术部部长温剑东介绍。该智能装备由搅拌机器和自动控制系统组成。施工前,工人只需在系统中输入施工范围和设计参数,系统即可自动生成作业点阵和三维轨迹;依托北斗导航实时动态差分定位技术,设备可自动确定作业点位和固化剂输送深度。
施工中,装备实时采集转角、倾角、压力、转速等数据,动态感知作业状态,并按设定参数完成行走、回转和搅拌,精准控制搅拌深度、固化剂掺量和搅拌速率,施工效果更有保障。同时,装备还能识别疑似硬物,自动停机、抬升并预警;技术人员可在安全区域远程监控和应急处置,实现无人化自动作业。
为进一步保障工程质量,项目引入数字监控平台,完整记录工序实施过程,为每次作业建立“数字档案”。作业期间,装备位置、作业轨迹、搅拌深度与速率、固化剂供给和异常预警等数据,均通过数字平台写入档案。随后,平台将设计参数、执行状态和作业结果关联比对。技术人员可据此开展质量检查、问题追溯和参数优化,形成施工、监测、预警、归档闭环,推动质量管控由事后检查转向全过程控制。
规模化应用全自动就地固化智能施工装备。
这套装备使用后,施工管控更加智慧,绿色效益也随之显现。“就地固化具有少开挖、少弃运、少填料的优势,加上智能系统运用,固化材料按需供给、精准控制,有效降低了材料超量使用和返工。”温剑东表示,下一步,项目将持续优化工艺参数,总结标准化工法,向行业推广成熟经验。
记者了解到,广惠高速改扩建项目建成后,将强化粤港澳大湾区对粤东区域的辐射带动能力,为广东“百千万工程”及区域高质量发展提供重要交通支撑。
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