隧道建设迈入“智造”新时代 这项新技术将用于机场联络线和沪通铁路建设

2021-04-19 14:14:08 作者:刘辉 来源:东方网 选稿:朱燕亮

东方网记者刘辉4月19日报道:“推拼同步创新技术,即将运用于机场联络线和沪通铁路的盾构掘进任务中。”记者从昨天举行的2021年中国(上海)国际隧道工程研讨会上获悉,由隧道股份上海隧道自主研发的,盾构机掘进与拼装同步技术近日试验成功,首台推拼同步盾构机即将下线。

自机械化盾构问世以来,盾构施工工序是“推进、停止、拼装”,即盾构机向前掘进一环,原地停下,完成一环管片拼装,再继续掘进。但如此“走走停停”,施工效率难以提升。

 隧道股份上海隧道自主研发的“推拼同步”技术,则是将掘进与拼装“并联”,让两者同步进行。盾构机往前掘进的同时,拼装机同步进行管片拼装。 

说起来容易,但实现起来绝非易事。为此,研究团队在前期做了大量研究和试验工作,形成了推拼同步组态控制理论,并建立推拼同步模式下盾构推进系统力矩矢量控制算法,自主研发并形成了18项专利技术。

 模拟试验数据表明,推拼同步技术可使盾构法隧道建设效率较传统方式效率提升30~50%。据悉,此项推拼同步创新技术即将运用于上海市域铁路机场线和沪通铁路的盾构掘进任务中。 

在高峰论坛上,除了“推拼同步”,隧道股份上海隧道推出的“智能盾构”课题,也引起大会热议。

 不久前,世界首台智能盾构“智驭号”由隧道股份上海隧道自主研制成功,并在杭州至绍兴的城际铁路工程区间隧道实现“自主巡航”,圆满完成施工任务。 

什么是盾构机的自主巡航?即盾构机在精准感知施工信息的基础上,快速判断自身状态并认知周边环境特征,通过科学决策与智能控制,按照既定轴线实现自主掘进,过程中不需要人工介入。 

“与传统的盾构机相比,智能盾构也有司机,但这位司机其实是人工智能,可以自行感知、分析、决策、控制,完成掘进任务。”上海隧道盾构分公司总经理刘喜东介绍,“AI司机”可以精准捕捉掘进中地质特性、施工参数、盾构姿态、环境影响等近千组数据,通过分析作出行动命令。 

如何才能让这位“AI司机”“视野清楚、思路清晰、执行准确”呢?融合了大数据、5G网络和人工智能等新兴技术的盾构管控中心,是让盾构机拥有人工智能的核心,堪称智能盾构的“超级大脑”。

 为实现盾构施工数字智能化,隧道股份上海隧道早在2015年就开发成立了盾构管控中心。目前,盾构管控中心已累计接入了16座城市、90个项目、356台次盾构、400公里隧道建设的施工数据。 

无论实现是盾构机“自主巡航”, 还是告别盾构掘进的“走走停停”,切中的都是目前盾构法隧道建设中的痛点和难点,也是行业未来数字智能化的发展方向。 

随着地面地下的空间利用日益饱和,今后的盾构法隧道开发将向着埋深更深、直径更大、单次顶进距离更长的方向发展,推拼同步技术将大展拳脚。

 180年前,依靠人力手工劳作,人类在泰晤士河底挖出了世界第一条盾构法隧道;如今通过几代人的努力,中国隧道建设率先迈入了智造新时代。 

隧道股份上海隧道总经理裴烈烽表示,当前城市地下空间环境越来越复杂,城市管理者和建设者面临着风险、效率、环境等诸多难题。“数字智能”将成为解决问题的关键。“目前,我们正积极组建数字盾构工程技术研究中心,该中心将致力于数字隧道建造标准、数字隧道建造技术、数字盾构装备技术、数字隧道配套技术等四个方面的深化研究,减少施工过程中人为因素造成的各类隐患,并通过数据的深度挖掘以及快速交换共享,实现工程质量、施工风险、建设进度、盾构设备的全方位智能管控。”