少人值守、无人操作,大幅提升施工效率,有效降低作业风险。在环北部湾广东水资源配置工程C1标段,经过智能化升级的“粤海环北9号”TBM成功实现连续自主掘进,标志着该工程在智能化施工领域取得重要进展。

TBM9掘进区间需长距离穿越硬岩及密集富水断裂带,面临岩石硬度高、地质变化频繁、地下水渗透风险大等多重挑战,对掘进技术的稳定性和适应性提出了极高要求。
为攻克复杂地质难题,自2023年10月起,环北广东工程以“智能化、自主化”为目标,联合中国水利水电科学研究院、北京交通大学等科研单位组成技术攻坚小组,依托中铁装备在自主掘进领域的成熟经验,对TBM9进行了全面智能化升级。
在数字化设计方面,构建了基于BIM技术的数字设计平台,实现TBM主机、辅助系统与施工工艺的一体化集成,打通设计、制造与施工全流程协同。智能装备方面,重点优化了自主定位、自动导向与围岩自适应调节三大核心系统。自主定位系统集成高精度传感器,实现厘米级定位;自动导向系统融合实时地质与设备姿态数据,动态修正掘进路径;围岩自适应系统通过PLC实时采集推力、刀盘扭矩等参数,结合超前地质预报,自动匹配最优掘进策略,形成“少人值守、无人操作”的智能掘进体系。流程数字化方面,建立了全链条数据采集与分析系统,实现施工工艺流程的数字化管控。

相较于传统掘进模式,TBM9连续自主掘进系统成为工程提质增效的“硬核引擎”。效率上,系统支持24小时连续作业,单环掘进至换步全程无需人工频繁干预,换步时间缩短30%以上,实现少人化与高效生产统一;安全上,依托高精度传感器实时监测围岩变形与地下水压,可提前预警坍塌、突水等风险,自动调整掘进参数,显著降低人员安全风险;质量上,自主导向系统实时校正隧道轴线,结合BIM数字化协同设计,保障了隧道成型质量,实现设计与施工精准对接。
截至目前,TBM9已完成316米自主掘进测试,全程失误率低于2%,无安全质量事故,隧道轴线偏差、断面规整度等指标均优于规范要求,充分验证了系统的成熟可靠。
下一步,环北广东工程将继续深化智能施工技术研究,进一步探索复杂地质条件下的高效掘进方案,为工程积累可复制、可推广的智能建造经验,推动工程建设全面迈向“智能高效”新阶段。
南方+记者 李赫
通讯员 刘兵
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