200多人減到55人！如何在30多度的“暴雨”中挖隧道？全靠這個“變形金剛”→

　　神農(nóng)架是我國中部面積最大的原始森林，這里千峰林立，萬壑幽深。如今，在這片神奇的土地上，正在修建一條高速鐵路——鄭萬高鐵。

　　由于神農(nóng)架地質(zhì)復雜，施工難度極高，鄭萬高鐵被譽為世界高鐵領域難度最大、風險最高的鐵路，單靠技術工人，很難成功穿越這里的山川溝谷。

　　可如今，在神農(nóng)架林區(qū)的隧道挖掘中，中國的建設者們用上了像“變形金剛”一樣的大型工程機械，堪稱隧道施工的豪華科技陣容。

　　鄭萬高鐵湖北段首次使用全機械化覆蓋施工 施工人員至少縮減2/3

　　湖北神農(nóng)架林區(qū)

　　湖北省西部的神農(nóng)架林區(qū)，山川交錯、云霧繚繞，美景著實令人神往，但山路陡峭曲折，一條6米的雙向兩車道是這里唯一的“交通動脈”。

　　如今，鄭萬高鐵湖北段正從崇山峻嶺旁經(jīng)過，未來的復興號將從鄭州出發(fā)，經(jīng)過神農(nóng)架地區(qū)，到達重慶。鄭萬鐵路98%都是橋梁隧道，而這段路上最關鍵的，也正是經(jīng)過神農(nóng)架林區(qū)的四隧三橋。

　　神農(nóng)架林區(qū)隧道

　　神農(nóng)架林區(qū)的新華隧道，是鄭萬鐵路湖北段上最長的一個隧道，總長度超過18公里。在過去的兩年多時間里，巖爆已經(jīng)成為新華隧道出口每天都會發(fā)生的常態(tài)。

　　巖爆的時候，掉落的巖石就像子彈，毫無規(guī)律地在洞內(nèi)彈射，不是機器受損，就是工人受傷。因此，只能等待巖爆結束才能正常施工。一旦巖爆，至少6、7個小時無法施工，而最長的一次等了12個小時，一天連1米都推進不了。

　　巖爆

　　而在新華隧道出口的另一段，工人們則是每天在30多度的高溫下施工。由于隧道開挖長度大，最大埋深1000多米，現(xiàn)在屬于爬坡階段，在穿越埋深較大的區(qū)域時，隧道內(nèi)溫度逐漸升高，工人們只能靠從外面運進來的冰塊解暑，而冰塊不到6、7個小時就會化掉。

　　工作半小時左右，工人們的衣服就已經(jīng)完全濕透，只能聚在冰塊旁吃雪糕降溫，而且隨著隧道的不斷掘進，溫度還會繼續(xù)升高。

　　工人們靠冰塊降溫

　　山高谷深、峽谷眾多，在神農(nóng)架地區(qū)挖隧道，面臨的挑戰(zhàn)還不止巖爆和高溫。神農(nóng)架地區(qū)可溶巖地質(zhì)占的比例大，隧道內(nèi)涌水、突水的情況時有發(fā)生。

　　從今年2月份開始到現(xiàn)在，甘家山隧道的涌水就沒停過，平均一天就能涌出大約4個標準游泳池的水，而這樣的涌水量，半年時間就能填滿一個西湖。甘家山隧道的工人可以說是24小時帶水作業(yè)，就像在暴雨天工作一樣。

　　甘家山隧道

　　巖溶、滑坡、穿越富水層等不良地質(zhì)，幾乎每天都在挑戰(zhàn)地下施工的新難度。如何更安全、更快地修建隧道成為亟待解決的問題。

　　“豪車”隊長姜銀周帶領他管理的總價1.4億的115臺“豪車”在其中發(fā)揮了重大作用。姜銀周是中鐵一局鄭萬高鐵湖北段一分部機電部長，他管理的這些“豪車”各個都是挖隧道的能手。有了這些豪華配置以后，施工隊由以前200位作業(yè)工人減到了現(xiàn)在的55人，不到以前的1/3。

　　比如，以前開挖隧道，25個人同時干，干一天也頂多只能往前打2、3米，而且煙塵、噪音很大。而這次開挖新華隧道，只有兩臺全電腦三臂鑿巖臺車，工作人員總共才6個人。

　　鑿巖臺車上裝了3D掃描儀，機器一掃，電腦上就會根據(jù)掃描數(shù)據(jù)，自動確定鑿巖位置，精確性大大提升，掘進速度更是提高了一倍以上。

　　全電腦三臂鑿巖臺車

　　姜銀周說，全電腦三臂鑿巖臺車不僅是在鄭萬高鐵，在全國隧道建設中，都是破天荒第一次使用。鑿巖臺車從開挖到結束，前沒有出現(xiàn)任何煙塵。

　　為了不干擾神農(nóng)架林區(qū)的動物，他們規(guī)定隧道內(nèi)施工的噪音標準是80分貝。由于鑿巖臺車用電施工，因此隧道里噪音、廢氣排放可以說是零污染。

　　拱架是隧道施工中起到支護作用的設備，只能通過肩挑人扛才能送上十幾米高的地方立架安裝，至少需要十幾個人才能安裝完成。

　　如今，新華隧道用上了拱架安裝機，每臺機器配備3-4名操作員，通過遙控機械臂抓取鋼拱架，在空中進行拱架的拼接，并放到指定位置，焊接后，就可以正常使用。

　　拱架安裝機

　　鄭萬高鐵湖北段首次使用全機械化覆蓋施工，工程施工的每個階段都已經(jīng)基本以機械為主。

　　鐵建重工打造國內(nèi)首臺智能化鑿巖臺車 隧道無人化有望實現(xiàn)！

　　鄭萬高鐵湖北段的全電腦三臂鑿巖臺車、配套的濕噴機械手、拱架安裝機、自行式液壓仰拱棧橋等“豪華陣容”的機械設備種類達十余種，數(shù)量之多、規(guī)模之大、價值之高在國內(nèi)隧道建設中都是前所未有的。這樣的超級裝備都是來自一個地方。

　　鐵建重工園區(qū)

　　在鐵建重工第二園區(qū)，記者看到了國內(nèi)首臺智能化鑿巖臺車，這是由中國鐵建重工集團特種裝備研究設計院院長張海濤和他的團隊研發(fā)的。

　　雖然他們認為這是世界上最先進的鑿巖臺車，但是他們還想讓鑿巖臺車更加強大，未來能完全實現(xiàn)無人操作。這樣一來，當?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生變化，一旦出現(xiàn)突泥、涌水、巖爆等突發(fā)狀況，駕駛室里的操作人員能完全規(guī)避風險。

　　張海濤和秦念穩(wěn)團隊

　　現(xiàn)在，無人駕駛鑿巖臺車的研發(fā)團隊帶頭人是85后的秦念穩(wěn)，中國鐵建重工集團智能技術研究設計院院長。今年32歲的他竟是院里年紀最大的，而設計院里最年輕的研究員也只有22歲。正是這個1500人的大型年輕團隊，承擔著各種最前沿的隧道橋梁機械的設計研發(fā)，不只是無人駕駛鑿巖臺車，現(xiàn)在他們每周都有新的突破。

　　比如濕噴機械手，秦念穩(wěn)團隊正在研究如何徹底讓機器完成全程自動噴射。

　　濕噴機械手

　　還有3D掃描儀，主要是用于隧道輪廓的掃描和評估隧道施工的質(zhì)量，為后面智能噴射提供數(shù)據(jù)，相當于隧道的眼睛。

　　3D掃描儀成像畫面

　　除了機械設備智能化，秦念穩(wěn)和他的團隊還開發(fā)出了一套隧道裝備大數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，在監(jiān)控中心就能實時看到隧道內(nèi)的裝備情況和施工情況。

　　監(jiān)控畫面

　　鄭萬高鐵湖北段的施工還在繼續(xù)，全線預計2021年完成施工，2022年通車。

　　半小時觀察：

　　在世界各國隧道總長度排行榜上，從2011年開始，中國就已經(jīng)連續(xù)8年排名世界第一。

　　走進鄭萬鐵路的隧道建設，我們看到的是中國研發(fā)制造的工程機械軍團，看到的是完全顛覆的工程建設技術。說起基礎建設的“中國速度”，我們今天拼的是技術，拼的是創(chuàng)新，拼的是人工智能的實際應用。

　　“中國速度”的背后，不僅是鐵路建設技術的進步，更是中國制造的又一次轉型升級。

　　隧道挖掘走向無人時代！