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兰新铁路使用Trimble压实控制技术 为世界最高速铁路实施高质量基础层施工

LanXin Railway Uses Trimble Intelligent Compaction System to Monitor Compactor Pass Count, Layer Thickness, and Project Status for High-Quality Base Layer Construction

兰新铁路第二双线的某些路段,其海拔高度达到了3,859米,竣工后将是世界上运营的具有最高海拔高度的铁路,它也是世界上运营的最快速铁路之一。长达 1,776公里的铁路线将横亘于中国的甘肃省、青海省和新疆自治区。预计兰新铁路第二双线建设工期五年,计划2015年完成,项目投资估算总额1400亿 元人民币(折合214亿美元)。该项目主要设计为客运专线,现有兰新铁路今后将用于货运专线。

 

该工程除了相当复杂的基础设施工程外,环境因素和铁路沿线的地理位置增加了施工难度。铁路线路将穿越覆盖华北、西北和蒙古部分地区的戈壁沙漠,而戈 壁沙漠以其极端的温差为特点,夏天高达摄氏50度,冬天低至摄氏-42度;该区域还以狂风肆虐和3,658米以上海拔高度的多山地带而闻名。因此,兰新铁 路的轨道设计必须既能应对这些恶劣的环境因素,同时还要满足350公里时速的要求。

该项目的承建商之一,听取了与兰新铁路甘青有限公司密切合作的Trimble大型施工部门经理李太丰的建议,选用了Trimble智能压实技术。显然在当 时,该承建商的主管层正在为保证承建的522.9公里基础路基工程质量寻求帮助。这项工程覆盖了LXS-8到LXS-17路段,铁路线在甘肃省和青海省穿 越延伸。

 

为了控制这条路段基础层的质量,需要把路基材料压实到指定的目标密度,以达到标准要求。Trimble® CCS900压实控制系统用SPS992给出的修正数据获得了精确的位置。CCS900系统靠一个压实传感器、车载高精度GPS和机载软件对压实情况和厚 度等重要指标提供了连续的控制。

在这条500多公里路段的基础层施工期间,承建商在振动压实机上安装了200多个Trimble CCS900系统。他们与Trimble的当地经销商SITECH合作,对工程师和操作员进行了Trimble系统的使用培训,工地培训式走访确保每个路 段的压路机手和工程质量控制人员对操作方法作好了充分准备,而且及时回答了他们遇到的各种问题。

 

中国铁道部要求对此类土方工程项目建立详细的档案,以证明确实满足了预期的压实等级要求。为了准确地测量压轮对下面材料的压实程度,在压轮侧面安装 了一个CM310传感器,它能测量土壤硬度并且以CMV值(压实度相关值)向CCS900软件发回报告。该CMV值与压轮的位置相关联,它能被实时地反映 和记录下来,用于建档和复查。

依靠Trimble系统,在压实过程中还能不断地检查和记录坡度精度。借助连接到Trimble CCS900的移动打印机,操作员和工程师可以立刻打印出CMV值报告。这帮助甘青公司更快速更一致地实现了满意的土壤压实结果,也减少了对传统土壤取样 压实度检测方法的需要。传统压实取样方法是手工密集型取样,它会在某种程度上产生一些不一致和不可靠的测试结果。

压实结果的文件数据会直接采集并显示在驾驶室内的控制箱上,使操作员能够了解压路机当前的实时三维空间位置和压实进程,使承建商能够得到整个路基的高级压实测量数据,并能随着作业的进展及时查看压实测量数据。

 

李太丰说:“最初,甘青公司对路基的质量有所顾虑,特别是这一路段。”“结果,客户从操作员到工地经理和监理员,对CCS900系统的功能、精度和设备质量都感到非常满意。碾压次数有了记录,材料层厚度得到了监测,CMV值和报告如期生成。”

李太丰相信,在施工过程中具有尽早发现基层材料异常的能力非常有益,而且它能使工程作业保持在正确的轨道上。Trimble系统能够在工地上立刻识别出路 基的薄弱区域,并且自动记录地质参考数据。使用驾驶室内的显示器,操作员可以识别薄弱点,并作出填充、挖掘或补充压实的决定,然后才考虑是否需要进行代价 更高的返工。其结果是,帮助改善了路基压实的质量和均匀性。

 

就改善基础层的质量和均匀性而言,初步报告估算:智能压实处理与传统压实方法相比较,压实合格率从传统方法的94%多一点提高到了差不多99%,平均提高了4%以上。这种新方法大大超过了压实规范指标。

并且,因为Trimble CCS900成功地监测了压实机的碾压次数、材料层厚度和压实状态,该团队能够用更有效的铺设层方法提高生产率。自动生成的一致性文件意味着几乎不怎么需要进行大量的压实度测试和工单更改,并且减少了材料的使用。

按照中国目前的经济计划,国家将会继续扩充高速铁路线。计划到2015,拥有的铁路线将会超过16,000公里。现在,已经运行的铁路线超过了8,000 公里,长度位居全球之首。预期,该基础设施能够承担起从人口不稠密区域(特别是西北地区)到其他区域的能源运输。按照为今后设定的理想扩充计划,中国铁道 部将继续寻求途径,把智能压实技术用作扩充土方工程项目的一部分。

李太丰说:“每个操作员、工程师和管理员都认同CCS900并且对结果感到满意”,“通过使用Trimble系统,承建商能够确保压实工作一直能满足严格 的项目规范指标,并且提供了必要的CMV值报告和合适的文件。他们知道,他们采取的方法今后将会在中国普遍使用。铁道部也在作研究计划,使这种方法成为基 础层施工标准的一部分。”