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品7米的世界最高全液壓履帶樁架;被稱為“預制樁施工革命性產品”的引孔式靜力壓樁機;樁工機械行業“明珠”雙輪銑槽機……
2022年開年，山河智能就集中發布了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協會組織的專家鑒定，其中2項成果整體技術國際領先，2項成果整體技術國際先進，顯示著山河智能已經成為地下工程裝備領軍者。
“先導式創新”，形成系列地下工程創新裝備
上世紀90年代初，董事長何清華就帶領團隊進行建筑基礎施工裝備的技術研究與產品開發，山河智能深耕行業數十年形成的一系列創新成果都離不開他所提出的“先導式創新”理念。
2021年9月，何清華在粵港澳大灣區地鐵產業論壇上發言。
何為先導式創新?何清華解釋說，產品分市場跟隨式和市場先導式，前者就是根據市場需要生產，后者則是在市場上還沒有某種技術產品的時候，企業通過調研分析提前開展研究并開發相關技術產品，從而引領市場消費。山河智能的先導式創新理念即后者。
“地下工程是典型的隱蔽工程，工程對象、環境、類別的復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備解決，但是設備也需要不斷突破進步，以提升工作效率、作業質量等。還有很多地下工程施工的疑難雜癥，就需要‘新特專’這一類創新設備來支撐工程實現。”山河智能基礎裝備事業部總經理朱振新說。
1999年，山河智能的第一臺產品，液壓靜力壓樁機就是何清華用50萬元設備預付款根據施工單位的地層特殊性需求來研制的。“通過先導創新理念，我們不是簡單地復制生產裝備，而是通過具體的工程問題牽引創新技術和創新產品的研發，繼而引領行業發展。”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，國內許多廠家開始研制旋挖鉆機，為加快研制進度，許多企業直接借用挖掘機的底盤和電液控制系統，但帶來了整機穩定性和操控性差的問題。山河智能則根據旋挖鉆機的工況特點，在研制之初就采用自主設計的定制底盤和具有自主知識產權的控制系統。
“先導式創新給企業帶來了差異化的發展先機，但這也是一種更復雜、更艱難的全過程產品研發模式，往往要經歷更多曲折、付出更大代價。”何清華曾說。
山河智能開發的系列全液壓履帶樁架，通過技術創新，在安全性、穩定性、操作性等方面取得突破，打破了日本品牌的技術壟斷和市場壟斷地位，在這類產品重點市場——韓國，山河智能新機銷量多年連續第一，是中國自主創新裝備走出國門走向高端市場引領行業的典型案例。
“如果把我們這個行業的技術水平看作一個圓，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，我們的技術水平也越來越高。”朱振新說。
技術優先，引領地下工程裝備發展
何清華至今都兼任著公司的首席專家，對于技術和科研工作，他一直都抱有極大的熱情。
1999年，何清華憑借原創發明專利——液壓靜力壓樁機，創辦了山河智能。“我們對這款產品進行了一系列的技術創新，比如對多對液壓缸分布加壓設計、對步履式行走系統徹底變革等。”何清華介紹，在當時世界工程機械產品中，完全屬于中國的原創機型很少，但這是一款世界獨有的高效節能、綠色環保的大型樁基礎施工設備，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，使建筑基礎施工技術朝著更文明、高效、節能、綠色環保方向發展，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，何清華系統提出“地下工程裝備”的概念，并將其劃分為“建筑基礎裝備”和“地下空間裝備”兩大類產品與技術。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展思路和應用前景。2016年，山河智能涉足盾構機生產，跨越式豐富了地下工程裝備的產品線。
山河智能自主研發的盾構機。
歷經二十多年積累與發展，山河智能形成了涵蓋“建筑基礎裝備”和“地下空間裝備”的地下工程裝備產品集群。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、工法協同創新，研發出二十余款、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鍵技術及成套裝備問題提供綜合解決方案，整體技術水平與產品系列完善程度處于世界領先地位。
“除了產品和技術，山河智能還擁有完整的樁工機械設計理論體系。”何清華曾出版行業唯二的兩本專著《旋挖鉆機研究與設計》《旋挖鉆機施工與管理》，在樁工機械領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，山河智能的旋挖鉆機、全回轉鉆機、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%，獲得建筑基礎裝備行業的最高獎——國家科技進步二等獎，已實現地下工程裝備門類全覆蓋，可完成工藝方法近百種，滿足各類復雜環境的工程施工需求。
領軍地下工程裝備，助力我國地下空間建設
近年來，國內對地下空間的開發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、深孔化方向發展。此外，更高標準的環保要求，也對裝備施工效率提出了更大挑戰。
正是因為這些市場需求，山河智能向地下工程裝備領域繼續突進的同時，也推出一系列有獨創性技術的產品——
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，山河智能創新發明了“大慣量回轉制動與輔助穩車裝置”“超大底盤加滑靴輔助穩車技術”“立柱自適應彎矩平衡技術”等業內獨創的先進技術，使得這些超級裝備在應對復雜環境、復雜地層的超深、超大、超硬樁基施工時，不僅在作業范圍、施工效率等方面具備顯著優勢，更是保證了作業穩定性、可靠性和成孔、成樁質量。
為了解決超大型裝備運輸時超重、超寬、超高和現場拆裝困難的問題，山河智能的“上下車快速分離及整機運輸技術”“自裝自卸型履帶底盤技術”，實現了底盤快速拆裝，以及底盤與上車平臺的快速拆裝，平均作業效率提高一倍。
與此同時，山河智能推出山河祥云工業互聯網平臺，可實時監測記錄樁位數據、鉆進參數、設備狀態和工程進度，實現設備及施工的智能化記錄和管理。此外，針對復雜、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，保障作業人員及設備的安全。
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，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，這款裝備創新性地將中掘引孔和靜壓工法相結合，避免了傳統施工方法造成的噪聲及環境污染，拓寬了高強度預應力管樁這一環保型樁的地質適用范圍，產生了良好的經濟及社會效益。
技術的加持，讓產品也走得更遠。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，山河智能設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域的布局，山河智能有著更大的規劃。“我認為中國在超級工程裝備智能化方面，已經積淀了世界一流的基礎。結合體制優勢，我們(地下空間設計)一定會走在世界前列。”何清華說：“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權的超級裝備。”
