山河智能 致力解決地下工程施工“疑難雜癥”
成為地下工程裝備領(lǐng)軍者
熊遠帆
扭矩高達1280kN·m，相當于400輛小汽車重量的全球最大旋挖鉆機;立桅高度超出同類產(chǎn)品7米的世界最高全液壓履帶樁架;被稱為“預(yù)制樁施工革命性產(chǎn)品”的引孔式靜力壓樁機;樁工機械行業(yè)“明珠”雙輪銑槽機……
2022年開年，山河智能就集中發(fā)布了8款地下工程超級裝備，多項科技成果項目通過了中國工程機械工業(yè)協(xié)會組織的專家鑒定，其中2項成果整體技術(shù)國際領(lǐng)先，2項成果整體技術(shù)國際先進，顯示著山河智能已經(jīng)成為地下工程裝備領(lǐng)軍者。
“先導(dǎo)式創(chuàng)新”，形成系列地下工程創(chuàng)新裝備
上世紀90年代初，董事長何清華就帶領(lǐng)團隊進行建筑基礎(chǔ)施工裝備的技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)，山河智能深耕行業(yè)數(shù)十年形成的一系列創(chuàng)新成果都離不開他所提出的“先導(dǎo)式創(chuàng)新”理念。
2021年9月，何清華在粵港澳大灣區(qū)地鐵產(chǎn)業(yè)論壇上發(fā)言。
何為先導(dǎo)式創(chuàng)新?何清華解釋說，產(chǎn)品分市場跟隨式和市場先導(dǎo)式，前者就是根據(jù)市場需要生產(chǎn)，后者則是在市場上還沒有某種技術(shù)產(chǎn)品的時候，企業(yè)通過調(diào)研分析提前開展研究并開發(fā)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，從而引領(lǐng)市場消費。山河智能的先導(dǎo)式創(chuàng)新理念即后者。
“地下工程是典型的隱蔽工程，工程對象、環(huán)境、類別的復(fù)雜性和多樣性帶來了地下工程裝備多品種、小批量的特點，大部分工程問題可以通過通用設(shè)備解決，但是設(shè)備也需要不斷突破進步，以提升工作效率、作業(yè)質(zhì)量等。還有很多地下工程施工的疑難雜癥，就需要‘新特?！@一類創(chuàng)新設(shè)備來支撐工程實現(xiàn)?！鄙胶又悄芑A(chǔ)裝備事業(yè)部總經(jīng)理朱振新說。
1999年，山河智能的第一臺產(chǎn)品，液壓靜力壓樁機就是何清華用50萬元設(shè)備預(yù)付款根據(jù)施工單位的地層特殊性需求來研制的?！巴ㄟ^先導(dǎo)創(chuàng)新理念，我們不是簡單地復(fù)制生產(chǎn)裝備，而是通過具體的工程問題牽引創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)，繼而引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。”朱振新說。
山河智能研制的第一臺液壓靜力壓樁機。
以研制山河智能拳頭產(chǎn)品旋挖鉆機為例，本世紀初，以“哈大線”“青藏鐵路”等工程項目需求為開端，國內(nèi)許多廠家開始研制旋挖鉆機，為加快研制進度，許多企業(yè)直接借用挖掘機的底盤和電液控制系統(tǒng)，但帶來了整機穩(wěn)定性和操控性差的問題。山河智能則根據(jù)旋挖鉆機的工況特點，在研制之初就采用自主設(shè)計的定制底盤和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)。
“先導(dǎo)式創(chuàng)新給企業(yè)帶來了差異化的發(fā)展先機，但這也是一種更復(fù)雜、更艱難的全過程產(chǎn)品研發(fā)模式，往往要經(jīng)歷更多曲折、付出更大代價?！焙吻迦A曾說。
山河智能開發(fā)的系列全液壓履帶樁架，通過技術(shù)創(chuàng)新，在安全性、穩(wěn)定性、操作性等方面取得突破，打破了日本品牌的技術(shù)壟斷和市場壟斷地位，在這類產(chǎn)品重點市場——韓國，山河智能新機銷量多年連續(xù)第一，是中國自主創(chuàng)新裝備走出國門走向高端市場引領(lǐng)行業(yè)的典型案例。
“如果把我們這個行業(yè)的技術(shù)水平看作一個圓，我們山河智能則一直在這個圓的邊緣一點點突破，慢慢的把這個圓做得越來越大，我們的技術(shù)水平也越來越高?！敝煺裥抡f。
技術(shù)優(yōu)先，引領(lǐng)地下工程裝備發(fā)展
何清華至今都兼任著公司的首席專家，對于技術(shù)和科研工作，他一直都抱有極大的熱情。
1999年，何清華憑借原創(chuàng)發(fā)明專利——液壓靜力壓樁機，創(chuàng)辦了山河智能?！拔覀儗@款產(chǎn)品進行了一系列的技術(shù)創(chuàng)新，比如對多對液壓缸分布加壓設(shè)計、對步履式行走系統(tǒng)徹底變革等?！焙吻迦A介紹，在當時世界工程機械產(chǎn)品中，完全屬于中國的原創(chuàng)機型很少，但這是一款世界獨有的高效節(jié)能、綠色環(huán)保的大型樁基礎(chǔ)施工設(shè)備，壓樁速度提高超20%，降低能耗30%，徹底改變以往打樁施工過程中灰塵漫天、噪聲轟鳴的問題，使建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)朝著更文明、高效、節(jié)能、綠色環(huán)保方向發(fā)展，出口到俄羅斯、中美洲、南亞、東南亞，在世界各地都留下了深深的足跡。
2002年，山河智能成立了樁工研究所，2010年更名地下工程研究院。在此期間，何清華系統(tǒng)提出“地下工程裝備”的概念，并將其劃分為“建筑基礎(chǔ)裝備”和“地下空間裝備”兩大類產(chǎn)品與技術(shù)。2013年，中建西勘院的地下空間有限公司邀請山河智能團隊交流探討地下工程及裝備的發(fā)展思路和應(yīng)用前景。2016年，山河智能涉足盾構(gòu)機生產(chǎn)，跨越式豐富了地下工程裝備的產(chǎn)品線。
山河智能自主研發(fā)的盾構(gòu)機。
歷經(jīng)二十多年積累與發(fā)展，山河智能形成了涵蓋“建筑基礎(chǔ)裝備”和“地下空間裝備”的地下工程裝備產(chǎn)品集群。長期以來堅持以工程牽引裝備研制、以裝備保障工程建成，通過裝備、工程、工法協(xié)同創(chuàng)新，研發(fā)出二十余款、超百種型號的地下工程裝備，并為解決地下工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備問題提供綜合解決方案，整體技術(shù)水平與產(chǎn)品系列完善程度處于世界領(lǐng)先地位。
“除了產(chǎn)品和技術(shù)，山河智能還擁有完整的樁工機械設(shè)計理論體系?！焙吻迦A曾出版行業(yè)唯二的兩本專著《旋挖鉆機研究與設(shè)計》《旋挖鉆機施工與管理》，在樁工機械領(lǐng)域主編了工程機械手冊樁工機械分冊。
在多熔巖、多溶洞的貴州地區(qū)，山河智能的旋挖鉆機、全回轉(zhuǎn)鉆機、伸縮臂履帶吊、挖掘機總共11臺裝備進行集群施工;在海拔5400米的西藏阿里日土縣，最深70米方形樁，山河旋挖鉆也能輕松搞定;在220萬伏高壓線下，來自山河智能的全球最大低凈空旋挖鉆機順利完成3米直徑61米孔深施工……
截至目前，山河智能系列靜壓樁機累計銷售6000余臺，全球市場占有率超70%，獲得建筑基礎(chǔ)裝備行業(yè)的最高獎——國家科技進步二等獎，已實現(xiàn)地下工程裝備門類全覆蓋，可完成工藝方法近百種，滿足各類復(fù)雜環(huán)境的工程施工需求。
領(lǐng)軍地下工程裝備，助力我國地下空間建設(shè)
近年來，國內(nèi)對地下空間的開發(fā)提速也使得對地下工程裝備的需求與日俱增，并且，由于超高層建筑、長大橋梁等上部建筑越來越大，使得樁基不斷朝著大直徑、深孔化方向發(fā)展。此外，更高標準的環(huán)保要求，也對裝備施工效率提出了更大挑戰(zhàn)。
正是因為這些市場需求，山河智能向地下工程裝備領(lǐng)域繼續(xù)突進的同時，也推出一系列有獨創(chuàng)性技術(shù)的產(chǎn)品——
在超深、大直徑硬巖鉆進施工過程中，由于瞬變大載荷和零部件裝配間隙的存在將引起整機劇烈晃動，甚至鉆孔偏斜，從而影響樁基承載力。針對這個難題，山河智能創(chuàng)新發(fā)明了“大慣量回轉(zhuǎn)制動與輔助穩(wěn)車裝置”“超大底盤加滑靴輔助穩(wěn)車技術(shù)”“立柱自適應(yīng)彎矩平衡技術(shù)”等業(yè)內(nèi)獨創(chuàng)的先進技術(shù)，使得這些超級裝備在應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜地層的超深、超大、超硬樁基施工時，不僅在作業(yè)范圍、施工效率等方面具備顯著優(yōu)勢，更是保證了作業(yè)穩(wěn)定性、可靠性和成孔、成樁質(zhì)量。
為了解決超大型裝備運輸時超重、超寬、超高和現(xiàn)場拆裝困難的問題，山河智能的“上下車快速分離及整機運輸技術(shù)”“自裝自卸型履帶底盤技術(shù)”，實現(xiàn)了底盤快速拆裝，以及底盤與上車平臺的快速拆裝，平均作業(yè)效率提高一倍。
與此同時，山河智能推出山河祥云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，可實時監(jiān)測記錄樁位數(shù)據(jù)、鉆進參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)和工程進度，實現(xiàn)設(shè)備及施工的智能化記錄和管理。此外，針對復(fù)雜、危險的工況，通過高臨場感的5G遙控仿真平臺，操作人員可以在上千公里之外進行遠程實時作業(yè)，保障作業(yè)人員及設(shè)備的安全。
山河智能自主研制的5G智能鉆機。本文圖片均由山河智能提供
除了這些先進技術(shù)，山河智能還不斷在工法方面尋求突破。以今年推出的引孔式靜力壓樁機為例，這款裝備創(chuàng)新性地將中掘引孔和靜壓工法相結(jié)合，避免了傳統(tǒng)施工方法造成的噪聲及環(huán)境污染，拓寬了高強度預(yù)應(yīng)力管樁這一環(huán)保型樁的地質(zhì)適用范圍，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟及社會效益。
技術(shù)的加持，讓產(chǎn)品也走得更遠。近年來，在不少地下空間施工項目中都能見到山河智能的產(chǎn)品：可與港珠澳大橋媲美的深中通道，山河智能旋挖鉆機的入巖深度達10米以上，綜合工效達115%;在滇中引水工程龍泉倒虹吸隧洞施工項目中，山河盾構(gòu)單次掘進距離達5公里;此外，中泰鐵路項目、菲律賓機場高速等國際項目建設(shè)，山河智能設(shè)備都獲得了施工方的一致好評。
2019年廣東中山深中通道施工。
對于未來在地下工程領(lǐng)域的布局，山河智能有著更大的規(guī)劃。“我認為中國在超級工程裝備智能化方面，已經(jīng)積淀了世界一流的基礎(chǔ)。結(jié)合體制優(yōu)勢，我們(地下空間設(shè)計)一定會走在世界前列?！焙吻迦A說：“山河智能希望在參與超級工程的同時，能誕生更多具有中國知識產(chǎn)權(quán)的超級裝備?！?/p>
