文|招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司 陳曉利 李聰
半個世紀(jì)以來,招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司始終堅持科研為立院之本,特別注重科技創(chuàng)新。依托公司眾多科技平臺,緊緊圍繞道路與巖土工程、橋梁與結(jié)構(gòu)工程、隧道與地下工程、交通與節(jié)能工程、環(huán)境與水保工程、景觀與建筑工程、車輛工程、智能交通工程等,針對公路建設(shè)各階段面臨的技術(shù)難題,開展相關(guān)理論與方法、材料、試驗檢測手段與裝備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、軟件等的研發(fā)。
針對我國公路隧道運營中車輛運行安全隱患較大、交通事故發(fā)生率高、隧道照明設(shè)施規(guī)模、運營費用和維護費用逐年攀升、隧道安全與節(jié)能矛盾日益凸顯等現(xiàn)實問題,招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司(簡稱“招商交科院”)聯(lián)合20余家政產(chǎn)研用單位聯(lián)合攻關(guān),歷時13年,每年投入科技人員達400余工程師,以國內(nèi)12省、2326座高速公路隧道和城市道路隧道照明數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在公路隧道照明理論、實現(xiàn)方法、標(biāo)準(zhǔn)體系、裝備開發(fā)方面取了系列創(chuàng)新成果。成果在重慶、貴州、山東等13個省份、57座隧道(總長181.597公里)得到推廣應(yīng)用,累計減少初始投資1809.35萬元,近三年累計節(jié)約運營成本7223.62萬元。同時,項目成果應(yīng)用于上海三思、山西光宇、重慶極光、陜西華夏和重慶星河等企業(yè)隧道照明產(chǎn)品,累計新增銷售額32.40億元,社會效益和經(jīng)濟效益顯著。
組圖:隧道智慧照明系統(tǒng)成套技術(shù)研究與裝備開發(fā)項目典型工程應(yīng)用
項目獲國家專利授權(quán)16項(其中發(fā)明專利10項)、出版技術(shù)專著1部,發(fā)表論文21篇,編制地方標(biāo)準(zhǔn)11部,成果納入交通運輸部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道照明設(shè)計細則》《公路隧道照明燈具》和中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道照明質(zhì)量評價規(guī)程》中,促進了行業(yè)進步。
無論是我國沿海還是內(nèi)陸,工程建設(shè)中均遇到大量的軟弱地基處理問題。以粒料樁、水泥攪拌樁、水泥旋噴樁等為代表的復(fù)合地基法,以其成效快、相對經(jīng)濟而受到工程界的廣泛青睞。然而,這些傳統(tǒng)的方法成樁質(zhì)量難以保障,承載力和變形難以控制,更是難以滿足濕地、鹽漬土等特殊區(qū)域環(huán)保、耐腐蝕需求,以及高烈度地區(qū)液化地基抗震、超軟土地基處理的需求,極大地制約了其廣泛應(yīng)用。項目遵循“緊扣地基特點、結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、技術(shù)系統(tǒng)實用”的總體思路,歷經(jīng)12年聯(lián)合攻關(guān),研發(fā)了土工合成材料約束樁,并對其應(yīng)用于軟弱地基處理的設(shè)計方法、施工工藝及質(zhì)量控制等進行了系統(tǒng)研究。
內(nèi)蒙古海滿一級公路濕地軟弱地基處理施工及建成后效果圖
北斗衛(wèi)星邊坡三維變形現(xiàn)場監(jiān)測點
項目成果已在內(nèi)蒙古、安徽及國外十余項重大工程中得到成功應(yīng)用,節(jié)省工程造價17億元以上,并且支撐安徽泗許高速公路等工程獲得“國家優(yōu)質(zhì)工程獎”、交通運輸部設(shè)計質(zhì)量“李春獎”。此外,相關(guān)成果獲得中國發(fā)明專利獎2項,并納入交通運輸部《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》《公路路基設(shè)計規(guī)范》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),入選交通運輸部科技成果推廣目錄,為我國軟弱地基處理,尤其是鹽漬軟土、濕地軟土、高烈度地區(qū)液化粉土、深厚超軟土等特殊軟弱地基處理,提供了環(huán)保、經(jīng)濟的新技術(shù),對大力推動行業(yè)科技進步,促進我國工程建設(shè)技術(shù)走出去,意義極其深遠。
招商交科院成立于1965年,前身為交通部交通科學(xué)研究院重慶分院,是部屬正廳級事業(yè)單位;2000年,轉(zhuǎn)制進入招商局集團,成為其全資二級企業(yè)。招商交科院是國家認(rèn)定的“國家火炬計劃重點高新技術(shù)企業(yè)”、首批“國家創(chuàng)新型企業(yè)”、國家級“創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地”和“國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心”的依托建設(shè)單位,是交通行業(yè)重要的智力密集型科技綜合服務(wù)企業(yè)。招商交科院擁有各級各類從業(yè)資質(zhì)近60項,包括“工程勘察綜合類甲級”“公路行業(yè)設(shè)計甲級”“市政行業(yè)(道、橋、隧)專業(yè)設(shè)計甲級”等;培育形成了勘察設(shè)計、試驗檢測、咨詢監(jiān)理、工程施工、產(chǎn)品制造、信息服務(wù)、設(shè)計施工總承包、PPP等主營業(yè)務(wù)類型;投資組建了從事特殊路面材料研制及鋪裝業(yè)務(wù)的智翔公司,從事智慧高速系統(tǒng)集成及智能產(chǎn)品開發(fā)業(yè)務(wù)的華馳公司,從事索纜產(chǎn)品研發(fā)及安裝業(yè)務(wù)的萬橋公司,從事工程監(jiān)理業(yè)務(wù)的中宇公司,從事PPP等大型建設(shè)工程管理業(yè)務(wù)的全通公司,從事生態(tài)環(huán)保、景觀建筑技術(shù)開發(fā)及建設(shè)運營業(yè)務(wù)的招商生態(tài),從事道路監(jiān)測、路產(chǎn)管理及交通物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)的招商路信,從事機動車輛質(zhì)檢、試驗及咨詢業(yè)務(wù)的重慶車檢院等一批飲譽行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)。
“隧道智慧照明系統(tǒng)成套技術(shù)研究與裝備開發(fā)”創(chuàng)新成果
?揭示了交通流態(tài)、交通組成、隧道斷面、路面狀態(tài)等信息對照明需求的影響關(guān)系,建立了基于交通流、交通行為與行車安全的公路隧道照明模型,提出了基于停車視距的公路隧道基本段照明亮度需求計算方法,通過提升隧道中間段1亮度、降低中間段2亮度,有效減少隧道洞口區(qū)域尾撞事故發(fā)生,達到了公路隧道照明設(shè)置兼顧安全與節(jié)能要求。
?揭示了隧道斷面、車輛輪廓、燈具位置、火災(zāi)規(guī)模等信息對光效性能的影響,提出了公路隧道低位照明設(shè)計方法、實現(xiàn)了不改變光源特性提升燈具效能30%以上、提高火災(zāi)工況逃生誘導(dǎo)能力、有效減少封道維護作業(yè);通過提取照明需求、運營工況、燈具特征等信息,揭示了不同照明場景對照明設(shè)計配線設(shè)計的影響機理,提出了LED照明干線布線方法,實現(xiàn)配線線纜節(jié)約50%以上;通過數(shù)據(jù)驅(qū)動與策略驅(qū)動,提出了公路隧道照明全息控制方法,開發(fā)了本地與云端信息交互控制平臺,實現(xiàn)隧道照明控制節(jié)能30%以上。
?建立了公路隧道LED照明的產(chǎn)品、設(shè)計、施工、檢測、驗收及運營的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系。
?開發(fā)了功能照明與環(huán)境照明相結(jié)合的雙角度模塊化LED隧道燈,以及模塊化、五統(tǒng)一的LED隧道照明產(chǎn)品系列。
招商交科云眼多維多場邊坡監(jiān)測系統(tǒng)示意
招商交科院先后承擔(dān)了包括國家863計劃、國家973計劃、國家科技支撐計劃、世界自然科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金、交通部科技計劃及地方科技計劃等重點科研項目800余項,取得重大研究成果670余項,其中國家級科技成果近50項,省部級科技成果280余項。招商交科院獲得各級各類科學(xué)技術(shù)獎勵近400項,包括國家級科技獎22項,省部級科技獎309項,地市級科技獎60余項。其中,獲國家科技進步獎一等獎4項,國家科技進步獎二等獎7項。2018年,公司共獲得省部級及以上科技獎勵13項,有力地支撐了我國公路工程建設(shè),推動了行業(yè)科技進步。
國家科技支撐計劃項目“西南山區(qū)干線公路路基災(zāi)變過程控制理論與動態(tài)調(diào)控技術(shù)研究”,針對山區(qū)公路路基防災(zāi)減災(zāi)的技術(shù)瓶頸,圍繞西南山區(qū)干線公路典型路基災(zāi)變機理及其過程動態(tài)調(diào)控,開展路基全壽命風(fēng)險評估、路基災(zāi)變演化機理、災(zāi)害體穩(wěn)定性動態(tài)評價方法和災(zāi)變監(jiān)控預(yù)測技術(shù)等研究,建立典型路基全壽命風(fēng)險動態(tài)評估模型、災(zāi)變過程控制理論和穩(wěn)定性動態(tài)評價方法;開發(fā)路基災(zāi)變監(jiān)控技術(shù)、裝備和預(yù)警、預(yù)測系統(tǒng);構(gòu)建路基災(zāi)變調(diào)控技術(shù)。為持續(xù)提高公路建、養(yǎng)、管水平,減少路基災(zāi)害損失,滿足群眾對公共服務(wù)安全的需要提供技術(shù)支撐。
上海入城段高架路S26-7標(biāo)高架橋SPMT快速拆除設(shè)計施工項目
港珠澳大橋火災(zāi)實驗
港珠澳大橋?qū)嵻嚮馂?zāi)實驗
國家重點研發(fā)計劃“城市典型交通基礎(chǔ)設(shè)施運維安全關(guān)鍵技術(shù)研究”,以城市橋梁、隧道、道路和軌道等典型交通基礎(chǔ)設(shè)施為主要對象,聚焦量大面廣或后果嚴(yán)重的典型災(zāi)/病害與安全風(fēng)險,著眼于風(fēng)險監(jiān)測、防控預(yù)警、快速診斷和改造處治的安全保障全鏈條技術(shù)體系,實現(xiàn)防控減災(zāi)和診斷處治的核心技術(shù)與重大平臺裝備的新突破,構(gòu)建我國“快速、低影響、高可靠”的城市典型交通基礎(chǔ)設(shè)施運維安全保障技術(shù)與裝備體系。通過項目示范與標(biāo)準(zhǔn)實施,顯著提升我國城市典型交通基礎(chǔ)設(shè)施的運維安全風(fēng)險防范能力與應(yīng)急技術(shù)水平。
“軟弱地基土工合成材料約束樁處理技術(shù)及工程應(yīng)用”創(chuàng)新成果
?發(fā)明了2種土工合成材料約束樁。利用土工合成材料(土工織物、土工格柵等)形成環(huán)向約束,創(chuàng)造性地發(fā)明了土工合成材料散體樁和土工合成材料材料輕質(zhì)活性材料樁,有效解決了這類置換樁長期困擾工程界成樁質(zhì)量難以保障的技術(shù)難題;基于室內(nèi)試驗,揭示了土工合成材料約束樁的力學(xué)特征及破壞機理,奠定了設(shè)計的理論基礎(chǔ)。
?創(chuàng)建了系統(tǒng)實用的土工合成材料約束樁復(fù)合地基設(shè)計方法。基于模型試驗和數(shù)值分析,揭示了土工合成材料約束樁復(fù)合地基的力學(xué)特征及破壞機理;建立了土工合成材料約束樁樁體設(shè)計計算方法、復(fù)合地基承載力、穩(wěn)定性和沉降設(shè)計計算方法;結(jié)合工程實踐,提出了復(fù)合地基設(shè)計總體控制思路、材料要求和典型結(jié)構(gòu)型式。
?研發(fā)了土工合成材料約束樁施工裝備及施工質(zhì)量控制技術(shù)。針對土工合成材料約束樁結(jié)構(gòu)特點,研發(fā)了土工合成材料約束樁施工裝備;創(chuàng)建了工合成材料約束樁軟弱地基處理的施工工藝及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。為高效、高質(zhì)量施工及施工質(zhì)量保障提供了有效的技術(shù)手段。