● 2018年12月21日，国铁集团党委委员、副总经理王同军（左）在中铁十一局四公司贵南项目部承办的贵南高铁现场检查总结会议期间，在都安隧道参观该项目部研制的小型智慧工装。（曹昆 摄）
● 2022年9月15日，中铁十一局四公司智慧建造研究院研制的抓起配板智能机器人在全国第一条四车道高速公路隧道——深汕西高速公路城仔山隧道智慧建造中心作业。（刘皓 摄）
■ 郑传海 杜萍
前不久，在湖北省武汉市举行的第五届智慧城市与智能建造产业博览会暨论坛上，中铁十一局的诸多研制成果受到广泛好评。由该集团四公司智慧建造研究院自主研发的隧道二衬智能浇筑系统（以下简称“光伟二衬系统”），不仅成功突破了隧道施工领域二衬拱顶混凝土脱空、不密实、掉块等通病，还有效解决了隧道施工工程质量、安全、管理、工效等关键问题，在西（安）十（堰）、渝（重庆）昆（明）、渝（重庆）黔（贵阳）等十余条高铁线路推广使用。
小小研究院的大担当
2019年初，中铁十一局四公司贵南高铁项目部针对隧道施工通病空洞现象，在临时成立“光伟二衬系统”攻关小组基础上，大胆走出去，与当地高校联合，成立了我国第一个由项目部主导、设在项目部的中铁十一局四公司智慧建造研究院（以下简称“智研院”）。
随着“智研院”悄然挂牌，隧道施工加速向“四化施工”迈进的任务，也落在了“智研院”的身上。
2020年8月13日，国铁集团印发的《新时代交通强国铁路先行规划纲要》指出：“提升基础设施全生命周期发展水平，推进设施数字化、智能化升级。”“发展智慧工地等智能建造装备技术。”“完善铁路工程建设质量管理体系，建设铁路精品工程，确保工程建设质量安全，确保新线依法高质量开通运营。”
同年11月21日，国铁集团有关领导到中铁十一局四公司贵南高铁项目部调研时称赞说，你们胸怀国之大者的战略眼光，与国铁集团（原铁道部）2020年印发的《新时代交通强国铁路先行规划纲要》的战略规划不谋而合。
升级隧道施工工装
“智研院”成立后，一边抓紧对“光伟二衬系统”和仰拱边墙自行凿毛机进行迭代升级；一边对隧道“四化施工”涉及的其他装备进行智能化、数字化、信息化改造或研制，争取用最短的时间，对隧道“四化施工”所需的隧道边墙自动布料机、仰拱自动振捣整平机械手、仰拱边墙自动布料机、智能混凝土回弹仪、隧道二衬智能雷达检测车、安全质量检测值守机器人等10余种工装进行研制、改进升级。
研制钢拱架自动化生产线，多型号规格钢拱架自动生产。钢拱架自动化生产线由型钢输送结构、型钢整形结构、型钢冷弯结构、型钢顶升移载定位结构、型钢连接板对位焊接翻转结构和成品出料输送结构组成。在贵南高铁都安隧道出口担负施工的湖北鹏辰建设工程有限公司负责人李小龙介绍：“这种生产线解决了2D视觉、3D激光寻位和5个机器人的数据贯通交互，能自动连续生产60多种不同型号的钢拱架，实现了多型号钢拱架智能化、柔性生产。一节段钢拱架生产时间从原来的15分钟，缩减到8分钟。”
研制仰拱自动振捣整平机械手，智能化施工最完美、更高效。传统的仰拱及填充混凝土浇筑施工采用人工振捣，不只是作业条件差，劳动强度大，最伤脑筋的是，费了很大的劲儿，还很容易出现振捣不到位、混凝土密实度不达标。仰拱混凝土收面时，因为作业面积过大，不容易控制，经常出现混凝土面平整度差，甚至出现错台现象。为了改变这种状况，“智研院”工作人员通过在仰拱栈桥底部加装行走装置，振捣机械臂和激光定位整平装置，通过现场作业人员操作遥控器，实现仰拱混凝土机械化振捣、自动化整平。
仰拱自动振捣整平机械手投入使用那天，项目部8个隧道施工队伍的代表、监理工程师、设计单位和云桂铁路广西公司有关专家和领导，都赶到都安隧道出口施工现场观看。时任院长王文波和总工程师操光伟以及测量班的同志更是全神贯注地看着红外线测量仪表上跳出来的每一个数据。
“采用仰拱自动振捣整平机械手，填充混凝土不密实和混凝土表面平整度差等质量通病不存在了，还把工人从繁重的体力劳动和艰苦的作业环境中解放出来。不仅如此，施工时间大幅缩短，仰拱施工由原来的7人6小时缩短至2人3小时。”都安隧道进口负责人李达经过仔细比较后得出结论。
研制仰拱边墙自动布料机，向质量通病说拜拜。过去，工人们最怕仰拱边墙混凝土施工。人工搬运溜槽浇筑混凝土，不光劳动强度大，浇筑混凝土花费的时间长，还容易出现混凝土离析、强度不均匀、冷缝等质量问题。
连续一星期，攻关小组钻到仰拱栈桥下面检查，寻找研制仰拱边墙自动化布料的突破口。经过反复观察，最终发现以仰拱栈桥主梁为支撑，稍作改进和完善，用它作为支撑滑道，牵引布料机纵向移动就行了。他们便通过布料机传送带实现混凝土横向输送，借助遥控操作就OK了。
咬定智能化、绿色化不放松
以往，隧道仰拱边墙凿毛都是采用打炮眼的风镐凿毛，震动大、噪音大、工效低、凿毛深浅不好控制，质量无法保证。水沟、电缆槽和边墙新旧混凝土粘结不实，容易留下隧道渗水的问题，从整体上影响隧道质量。
“智研院”对自己研制的仰拱边墙自行式凿毛机升级改造后，在保持原有行走灵活、喷淋降尘无污染、凿毛深度均匀和操作简单等特点的基础上，增加了多角度旋转功能。凿毛一板仰拱边墙由原来的4至5人1天，缩短到1人30分钟即可完成，工作效率是原来凿毛工具的8至10倍。
长期以来，我国隧道二衬检测虽然从原始的凿孔破壁破坏性检测，到超声波检测，发生了很大的变化，但借梯（平台）登高空中检测的安全隐患始终存在。“智研院”研制的智能调节多轴雷达天线夹具，拥有智能行走系统自适应隧道曲线，无需人工托举，始终紧密贴实二衬检测面的特点。这样一来，隧道二衬检测安全，所需检测数据稳定、准确。检测一天的工作量相当于采用原来方法检测一个月的工作量。隧道二衬智能雷达检测车，使隧道二衬检测实现了革命性变革。
研制PMIS信息管理系统（项目信息化管理系统），项目管理迈入智能终端时代。他们自主研发的PIMS系统，在贵南高铁、汉十高铁等20多条高铁推广使用后，这些项目现场管理一步迈入了智能化终端时代，从施工物料采购，到现场每个环节的施工用料，从施工进度安排到实际施工进展情况，从安全监管布置到现场落实情况，从施工组织方案交底到技术方案落实和质量检查情况，从分项工程成本预测到实际控制情况，从部门之间链接设计到内部协同管理情况，从思想政治工作开展情况到员工实际工作效果等，全部借助移动APP平台，随时随地可以查阅以工程控制为核心，工期、质量、安全、成本。
PIMS系统的实施，打通了项目管理智能化终端最后“一厘米”，促进了项目内部流程优化，建立敏捷的信息化反应和高效的内部沟通协作和监控机制，有效进行集中管理。使项目管理“信息可视化、操作透明化、流程标准化、管理精细化”，从设计蓝图走向了场景应用。
