我盾構隧道智能建造技術邁向新高度

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科技日報訊 （記者喬地 實習記者李詔宇 通訊員田玉鋒）5月6日，上海市域鐵路機場聯絡線11標段隧道，攻克各項技術難題最終貫通并通過驗收。該工程應用工程大數據、物聯網、人工智能技術，首次實現了大直徑盾構掘進由“人工為主、智能為輔”到“智能為主、人工為輔”產業升級，標志著我國盾構隧道智能建造技術已達世界領先水平。

中國工程院院士何華武表示：“以上海機場聯絡線11標工程為代表的大直徑盾構隧道，形成了盾構隧道智能建造體系架構，將我國隧道建造技術推向了新高度。”

上海市域鐵路機場聯絡線全長68.6公里。其中11標段隧道長4721米，是國內首條與國鐵網絡互通互聯的市域鐵路示范工程，由中鐵隧道局承建。該局近年來致力于隧道智能建造研究，并在上海市域鐵路機場聯絡線11標段隧道進行了首試。針對該標段地質不確定性、過程變異性等導致盾構效用發揮受限情況，中鐵隧道局依托該局隧道掘進機及智能運維全國重點實驗室的強大技術力量，由中鐵隧道局集團有限公司總工程師、實驗室主任洪開榮牽頭，在國家重點研發計劃“智能互聯裝備網絡協同制造/運維集成技術與平臺研發”項目支持下，圍繞工程多要素智能互聯、掘進機智能運維及制造/運維互饋機理等研究，研制了匯聚國內外603個重點工程數據的國內首個盾構TBM工程大數據平臺，構建了以智能掘進、智能拼裝、智能協同、智能診斷、智能物管為保障的盾構隧道智能建造體系。

在智能算法與邊緣控制技術測試盾構刀盤突然失速運轉情況下，團隊領軍人洪開榮通過反復測試和攻關，最終突破了神經網絡機器學習算法熔斷控制等技術，依據研發的“輔助掘進/智能巡航一鍵啟動”云邊端智能掘進系統，建成了“有人值守、無人操作”盾構智能掘進常態模式，使隧道線性偏差控制在±30毫米，地表最大沉降控制在13毫米以內；盾構綜合掘進效率提高33%。研制的弧形件、中隔墻等系列同步拼裝機器人，實現了盾構隧道掘進—隧道內部結構拼裝全工序作業，大尺度33.6噸預制混凝土件同步智能拼裝精度達到毫米級。

該智能建造體系在上海機場聯絡線11標段隧道的應用證明，設備利用率提高10%，施工組織效率提高16%，創造了14米級盾構單日掘進32米的行業最好紀錄。

洪開榮表示，下一步中鐵隧道局將以數智升級工程為抓手，瞄準地質探索、機器人技術應用、新一代云邊端智能控制技術研發等關鍵技術攻關，進一步夯實盾構隧道智能建造體系。