隧道行業(yè)的數(shù)字智能化新方向

180年前，依靠人力手工勞作，人類在泰晤士河底挖出了世界第一條盾構(gòu)法隧道。今天，依靠人工智能技術(shù)，中國隧道建設(shè)在精度和效率方面不斷破題。

4月18日，從“越極限?越無限”2021中國（上海）國際隧道工程研討會獲悉，上海市域鐵路機(jī)場線和滬通鐵路將啟用盾構(gòu)掘進(jìn)新技術(shù)，隧道掘進(jìn)施工效率可提高30至50%。

盾構(gòu)機(jī)有“地下蛟龍”之稱，是挖掘隧道的神器。傳統(tǒng)的盾構(gòu)施工工序是串聯(lián)模式——“推進(jìn)、停止、拼裝”，即盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)一環(huán)，原地停下，完成一環(huán)管片拼裝，再繼續(xù)掘進(jìn)，從而保證盾構(gòu)掘進(jìn)時的狀態(tài)穩(wěn)定。但如此“走走停?！?，施工效率難以提升。由隧道股份上海隧道自主研發(fā)的“推拼同步”技術(shù)，將掘進(jìn)與拼裝兩個環(huán)節(jié)“并聯(lián)”，同步進(jìn)行。

“我們將盾構(gòu)機(jī)的頂進(jìn)油缸進(jìn)行編組，通過數(shù)字化模塊進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)不同組別分時頂進(jìn)，在保證盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)穩(wěn)定的情況下，讓拼裝工作可以同步進(jìn)行?！鄙虾Ｋ淼罊C(jī)械制造分公司總經(jīng)理龔衛(wèi)介紹，模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，“推拼同步”技術(shù)較傳統(tǒng)方式效率提升30至50%。

隨著地面地下的空間利用日益飽和，未來隧道的地下深度和直徑更大，一次性挖掘頂進(jìn)的距離也更長，“推拼同步”技術(shù)將迎來巨大的應(yīng)用空間。

智能盾構(gòu)通過自我學(xué)習(xí)，還會變得越來越“聰明”。目前已有盾構(gòu)機(jī)實(shí)現(xiàn)“自主巡航”，并在杭州至紹興的城際鐵路工程區(qū)間、上海軌交14號線昌邑路站應(yīng)用。

“與傳統(tǒng)的盾構(gòu)機(jī)相比，智能盾構(gòu)有一位人工智能‘司機(jī)’，可以自行感知、分析、決策、控制，完成掘進(jìn)任務(wù)?！鄙虾Ｋ淼蓝軜?gòu)分公司總經(jīng)理劉喜東介紹，“AI司機(jī)”可以精準(zhǔn)捕捉掘進(jìn)中地質(zhì)特性、施工參數(shù)、盾構(gòu)姿態(tài)、環(huán)境影響等近千組數(shù)據(jù)，通過分析做出行動命令，可以說是“視野清楚、思路清晰、執(zhí)行準(zhǔn)確”。

當(dāng)前城市地下空間環(huán)境越來越復(fù)雜，城市管理者和建設(shè)者面臨著風(fēng)險(xiǎn)、效率、環(huán)境等諸多難題，數(shù)字智能將成為解決問題的關(guān)鍵。隧道股份上海隧道總經(jīng)理裴烈烽表示，目前正積極組建數(shù)字盾構(gòu)工程技術(shù)研究中心，聚焦數(shù)字隧道建造標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字隧道建造技術(shù)、數(shù)字盾構(gòu)裝備技術(shù)、數(shù)字隧道配套技術(shù)等四個方面，減少施工過程中人為因素造成的各類隱患。同時，通過數(shù)據(jù)深度挖掘以及快速交換共享，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量、施工風(fēng)險(xiǎn)、建設(shè)進(jìn)度、盾構(gòu)設(shè)備的全方位智能管控。