中交集团“十四五”核心科技、核心装备和数字化成果展示

一、“十四五”核心技术成果

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首创深埋沉管半刚性新结构体系，构建了钢壳混凝土沉管隧道自主设计、制造和安装的成套技术体系，提出了超宽深埋钢壳混凝土沉管管节新结构，建立了双向强化抗弯和三机制联合抗剪设计方法及钢壳耐久性保障体系，研发了大型钢壳结构智能制造、自密实混凝土智能浇筑、干坞法大规模混凝土沉管循环预制、深厚软土基础沉降控制等关键技术，研制了自升式碎石铺设整平船等重大装备，创新了深水沉管隧道管内推出装置结构及对接合龙关键技术，有力支撑了港珠澳大桥、深中通道、大连湾海底隧道以及襄阳鱼梁洲沉管隧道等重大工程建设，创造了多项世界纪录。

2

创新传统外海筑岛围护结构型式，首次提出了“钢圆筒+宽榫槽+副格”新型外海围护结构，开发了全球最大十二锤联动液压振动锤组，建立了快速振沉可打性理论和方法，形成了外海大直径钢圆筒及副格振沉装备和关键施工技术，首次实现了直径30米及以上超大型钢圆筒高精度振沉快速成岛，研发了耙吸船淤泥底质围区水下砂垫层吹填、受限水域分层清淤+抛石船回填等技术，实现复杂水域分层吹填、清淤回填高效造陆，有力支撑了港珠澳大桥、深中通道、马迹山储运基地等重大工程建设，刷新了世界外海人工岛建设最快纪录。

3

创建我国独有的高海拔多年冻土公路建设养护技术体系，提出了海拔4300米以上地区冻土高速公路融沉防控理论与方法，创新大温差、强地震区公路桥梁适应性评价、设计及施工关键技术，攻克冻土高速公路融沉防控世界难题，研发了特殊地质灾变防控、高寒防冻保温、高烈度震区减震结构与材料等关键技术，提出了原生植被培育方法，建立了首座青藏高原地区原生路用植物培育基地，支撑建设了青藏高速那拉段、共玉高速，树立了国际冻土工程里程碑。

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创新多自由度顺应式重载精确定位、多参数自适应重型大挖深挖掘、多介质高浓度长距离连续输送等关键技术，自主研发了重型挖岩绞刀与超长驱动轴系、顺应式钢桩台车、大通道高效疏浚泵与输送系统、集成疏浚监控系统等关键装备和系统，突破多系统集成优化总体设计技术，构建大型绞吸疏浚装备自主化产业体系，实现海上大型疏浚作业“定得稳”“挖得快”“排得远”，完成“一带一路”国内外港口重大工程100余项，创造了举世瞩目的中国速度，助力我国疏浚能力跃居世界第一。

5

世界首创新型三跨连续全飘浮悬索桥、不同垂度四主缆悬索桥、大跨径上承式双联钢管混凝土拱桥体系，首次提出钢箱－钢管混凝土约束索塔、圆端台阶型沉井基础等新型结构，创立了超高混凝土桥塔“移动工厂”建造方法，国内首次实现空中纺丝法主缆架设，研发超大型沉井取土与集群控制、超万吨米级塔式起重机等关键技术与核心装备，支撑了深中大桥、常泰大桥等重大工程建设，彰显了引领世界超大跨径桥梁发展的硬核实力。

6

研发了20公里级超长山岭隧道、高寒高海拔山岭隧道、百米超深海底隧道等建设技术，构建了20公里级公路山岭隧道建设与运营总体方案评价指标体系，研发了极端复杂地质条件下超长隧道安全快速掘进成套核心技术与装备，形成了长大山岭公路隧道谱系化智能化施工系统，开发了超大直径盾构“制-运-注”一体化系统，实现超大直径竖向掘进机、盾构等核心装备国产化，解决了超大断面盾构隧道小半径曲线、穿越岩溶、城际铁路等世界级技术难题，有力支撑世界最长高速公路隧道—天山胜利隧道等重大工程建设。

7

首创海上风电施工可靠性量化分析方法与成套技术，提出了深远海施工窗口的精确预报方法，构建了深水吸力桶基础沉贯精准分析与控制算法，研发了“吸力桶-导管架”精准高效安装成套技术与装备，建立了超深超软黏土地质条件下自升平台站桩作业与坐底平台作业稳定性分析方法，打造了国内首套高精度智能化深水稳桩平台，填补了行业空白，实现深水大浪环境下风电基础精准施工、超软土地质下风机成功安装。

8

创新自动化码头平面布局形式，研发了适应各种布局的智能调度系统，攻克了全自动化码头调度方法和IGV小车设计、研发、控制技术，智能水平运输设备关键零部件实现国产化替代，构建了构超大规模的车队群控系统，开发了基于工业互联网的IoT数据服务平台，岸桥下IGV动态复用、岸边作业IGV动态共享、双箱组合运输、缓冲位动态调度等多项关键技术实现世界首创、拥有全部自主知识产权，提出全球首个智能自动化码头成套解决方案，在广州港南沙四期和北部湾钦州港等多个自动化码头成功应用，为全球集装箱自动化码头建设贡献了中交方案。

9

创建超大型船闸、省水船闸建设技术体系，首次提出基于船舶航速的大型限制性航道尺度确定方法，攻克了高水头省水船闸阀门快速启闭技术，研发了基于船舶过闸服务水平的多级多线船闸通过能力仿真分析方法，开发了内河航运联合调度和智慧监管平台，形成了巨量疏浚底泥和开挖土石方优化调配和资源化利用、生态涵养区、枢纽鱼道建设成套技术，研发了护岸和护面块体的多种新型绿色防护结构形式，实现了数字孪生软件国产化，建造了亚洲最大预冷混凝土智慧化拌合工厂，设计了世界规模最大的内河省水船闸—平陆运河马道枢纽，阀门启闭速度提升至现行标准2倍以上，支撑了平陆运河、三峡船闸等重大内河航道工程建设，打造了全球航运枢纽绿色智能建造新标杆。

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构建了国内首个大型散货储运基地人工岛建设、一体化智慧管控平台技术体系，创新生态型人工岛土地功能利用和新能源综合使用方法，打造了港口绿色低碳施工碳排放监测系统与成套生产体系，提出了深厚淤泥大直径沉管碎石桩施工成套技术，自主研发了全球首套强震区高智能化超大型自移动式打桩平台，首创极密地层引孔辅助沉桩施工技术、无人驾驶开体驳和定向定位抛石系统，助力秘鲁钱凯港顺利建成并在习近平总书记见证下正式开港，树立了全球绿色智慧港口建设新的里程碑。

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首次建立覆盖公路水路全过程、全产业链的绿色低碳技术体系，构建了公路水路绿色低碳技术图谱，形成了工艺工法库，研制了淤泥固化土、淤泥基泡沫轻质土等固废利用新材料。建立了公路水路全生命周期碳排放预测、核算方法和碳排放因子数据库，提出了项目碳排放基准线量化方法，填补了公路水路基础设施碳排放预测与核算方法空白，支撑了交通基建领域首个中国温室气体自愿减排项目方法学制定和首单内部碳交易落地。构建了多参数时空数据融合的近零碳服务区降碳技术模型，开发了碳边缘一体化算法和智慧能源管理平台，支撑雾灵山服务区打造成为交通运输部第一批零碳服务区试点。

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首创河湖底泥精准研判-智能化疏浚-就地资源化的全程减量技术体系，突破水体生态系统恢复与稳态维持技术，发展了水体生态系统草-藻稳态相互转换过程理论，研发了内源污染控制与生态修复的系统方法，创立了国内首套河湖底泥脱水耦合资源化利用标准化协同处置方法，形成了可复制推广的江河湖库大规模底泥处理处置成套技术与核心装备，解决了生态清淤工程“最后一公里”，打造了江河湖库生态治理的“中交名片”和“太湖模式”。

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全球首创以聚乙烯隔膜为基材的高效选择性纳滤膜，攻克了高性能膜材料制备技术及规模化生产，构建了高效选择性纳滤膜、高性能海水淡化反渗透膜、绿色中空纤维超微滤膜等高性能膜材料全国产自主化技术体系，解决高性能膜材料制备核心原材依赖进口的技术难题。研发了双膜耦合海水淡化技术、低能耗振动膜生物反应器工艺及装备，建立了数字化水务运营平台，海水淡化反渗透膜脱盐率突破99.7%，建成了绿色中空纤维超微滤膜国家级绿色工厂，建成全球首座和规模最大的振动膜生物反应器示范工程，为系统解决我国新老水问题、保障国家水安全提供了战略支撑。

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攻克了交通基础设施建设全过程BIM成套应用技术，制定了中国公路行业BIM应用的技术政策和标准，提出了BIM+GIS正向设计、北斗定位、高分遥感等全过程数字化管控技术，开创了BIM技术在中国公路行业体系性规范应用的先河。首次研发混凝土云工厂、钢筋云工厂等数字化云平台，全球首创墩梁一体化架桥机、智能筑港机等先进装备，研发了新型承插式连接结构、虚拟预拼装技术、预制构件流水线、环缝大型焊接机器人，率先实现人工智能与工程建造深度融合，树立了交通基础设施工业化建造“中国标杆”。

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首次提出水上通道应急抢建、桥梁路网6小时快速更换、机场道面15分钟快修抢建等交通基础设施应急响应技术体系，研制了全球首套3000吨级桥梁模块化整体迁移系列智能装备、国内首台短距顶推式救援掘进机及支护装备，研发了桥梁损伤快速筛查、评估智能检测机器人，构建了高效精准的路网、机场与隧道应急响应与抢修新模式，支撑了“5·22”青海玛多地震、“7·31”北京暴雨灾害等大批应急抢险和保通抢修任务，成为我国应急抢险救援技术排头兵。

二、“十四五”核心装备成果

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世界首创生态清淤智能化一体平台船，首次提出水上绿色低碳、工厂化作业方法，实现生态清淤及底泥处置全过程水上一体化作业，研发了高浓度环保清淤船、除杂调蓄船、脱水减容船三大功能及综合监控系统为一体的双动力水上成套装备平台及一体化智能调控系统，实现淤泥固化占地减少300亩、环保疏浚浓度大于等于50%、清淤产能5000方/天、疏浚余水处理量减少80%，解决了江河湖库清淤底泥占用陆地资源的难题，打造了“科技治太”清淤利器。

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国内首艘拥有完全自主知识产权的超大型自航绞吸船，世界首创柔性钢桩台车、内置式三缆组合定位系统和补偿式双耳轴桥梁系统，配备全球首套无人操控自动挖泥系统，研发了泥泵输送与绞刀挖掘驱动功率匹配控制新技术，创新绞吸挖泥船自动挖泥控制模式、控制算法和无人操控疏浚控制方法，总装机功率25843千瓦，绞刀额定功率6600千瓦，泥泵输送功率17000千瓦，设计每小时挖泥6000立方米，最大排泥距离15公里，生产效率平均提高20%以上，推动我国疏浚装备从受制于人到世界领先，填补了超大型自航绞吸挖泥船自主设计建造的国内空白。

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世界首创“功能一体、船管一体、结构一体、动力一体”、具有完全自主知识产权的自航式沉管浮运安装一体船，配备世界首套集成北斗浮运导航、沉管结构和姿态实时监测预警、轻量化管内精确调位、数控精细化水力压接等十大功能的数智化施工管理系统，成功应用于世界首例双向八车道钢壳混凝土沉管工程—深中通道，实现了8万吨级远海沉管的浮运安装一体化、循迹自动化、安装精准化，较传统工艺效率提升1倍以上，封航时间降低80%，综合油耗降低70%以上，实现了在40米水深条件下毫米级对接安装。

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世界首创、自主研发的撑靴式竖向硬岩掘进机成套装备，核心元器件均实现国产化，开挖直径11.4米，攻克超大直径竖井钻进装备、大深度竖直排渣、垂直智能掘进等关键技术，形成了超深超大直径硬岩竖井掘进成套工艺，首次实现井下无人操作和超大直径竖井一次成型，已在天山胜利隧道竖井成功掘进400米，刷新了竖向掘进的世界纪录。

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国内首制、世界最大舱容的LNG清洁能源动力大型耙吸挖泥船，最大舱容16808立方米，主机、辅发电机、锅炉均为LNG双燃料型，通过“功率控制中心”实现“一拖二”复合驱动模式，配备国内最先进、智能化程度最高的“一键疏浚”和“浚驾合一”智能高效疏浚系统，在国内首次实现典型工况条件下的“无人疏浚”功能，填补了我国清洁能源疏浚船舶的空白。

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我国完全自主研发设计制造、国产最大直径泥水平衡盾构机，开挖直径16.07米，首创大直径盾构同步双液注浆“制-运-注”一体化成套技术，研发长距离掘进不换刀技术、绿色环保管路延伸技术、泥水环流防滞排技术、防止退国产化常压刀具技术，在北京东六环改造工程中成功应用，实现连续掘进2.6公里不换刀和毫米级穿越首都城区99处风险源、全线35万平米“不渗不漏”，成为领跑全球超大直径盾构机技术创新与应用的里程碑。

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全球首套一体化智能筑塔机，爬升承载力世界第一，集钢筋部品安装、自动布料及振捣、智能养护、应急避险等成套装置于一体，构建了超高大跨桥梁混凝土桥塔高空竖向移动工厂，在深中大桥、常泰大桥等重大工程成功应用，将传统桥塔施工进度由0.6米/天提高到1.2米/天，平均缩减工期约2个月，减少高空作业人员数量约50%，开创了超高大跨桥梁混凝土桥塔工厂化、智能化建造的先河，被誉为最强“筑塔神器”。

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我国首套自主研发的全国产远海智能勘探成套装备，首创高精度波浪升沉补偿、多工艺大通径海工勘察顶驱、高效智能自动化钻进、北斗岸船信息传输等10余项核心技术，实现复杂恶劣海况下高质量、高效率、智能化海洋工程勘探作业，解决了我国海洋工程勘察高端装备核心技术难题。

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国内起重能力最强、作业水深最大的自航自升式一体化风电安装平台，起重能力2500吨、作业水深70米、甲板可变载荷6500吨、甲板面积4500平方米，起重机主钩吊高为甲板面以上160米，副钩吊高为甲板面以上180米，安装高度位居国内同类型平台船之首，完全实现设计、核心配套及建造国产化，具备深远海风场2套20兆瓦级风机运输、安装一体化施工作业能力，可进行无限航区航行，成为我国深远海海上风电施工的大国重器。

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世界首艘集成自动化成桩系统的振冲式碎石桩专用施工船，实现了振冲设备的国产化替代，具备供料、施打、监测、记录等碎石桩施工全过程的水上一体化成桩功能，实现了上料过程自动化控制、振冲桩成桩质量的提升与桩径精确控制，突破了穿透标贯击数大于50击的地质硬层、最大成桩深度36米的碎石桩高效稳定施工，施工工效可达40根/天，填补了国内空白，有力支撑了东帝汶最大基建工程“帝巴湾新集装箱码头”建设。

三、“十四五”数字化成果

中交极端环境绿色长寿道路工程攻关团队：弘扬“两路”精神，以领先科技成果赋能工程建设