时间:2023/11/30来源:本站原创作者:佚名

数字隧道智能建造

隧道洞口

四川路桥火山隧道数字隧道智能建造示范基地,是交通运输部自动化作业技术交通运输行业研发中心的重要试点,是蜀道集团落地实行“智能建造”的战略性项目,对于集团在智慧交通、数字高速等全新领域开疆拓土,用科技创新助力交通强国建设和促进地方经济发展等方面意义重大。

我的名片

姓名:G线沿江高速宁南至攀枝花段火山隧道出口端

生日:在建预计年12月建成

籍贯:四川

长度:隧道左线全长m,右线全长m;其中出口端左线长m,右线长m

类型:分离式、双向四车道

施工难度:火山隧道属超特长隧道,隧道地质环境复杂多变,软岩大变形,围岩破碎,极易发生坍塌,施工困难,并且隧道穿越有碳质页岩大变形段落、断层破碎带及高地应力岩爆段落,为瓦斯隧道,施工风险极高。

特点:积极探索隧道机械化、数字化、智能化施工与管理新模式;牢牢把握高质量发展这一根本要求,夯基础、严标准、强管控、树品牌。

设计单位:四川公路桥梁建设集团有限公司

施工单位:四川公路桥梁建设集团有限公司

创新引领智能驱动

01

打造隧道自动化、智能化施工装备体系

引入系列隧道智能化施工装备,主要装备有全电脑三臂凿岩台车、机械化炸药混装台车、智能拱架安装台车、智能湿喷台车、远程控制指挥车、弧形梁自动生产线以及系列电动出渣装备等,全面涵盖隧道掌子面开挖作业、出渣作业、初期支护作业和支护构件加工生产,大大提升隧道主要作业环节的自动化、智能化施工水平,提高隧道掘进、支护、出渣作业效率,有效减少隧道掌子面及洞内作业人员数量,实现隧道安全、高效、高质施工,为隧道自动化、智能化、无人化施工奠定装备基础。

智能化施工装备体系三臂凿岩台车现场施工智能拱架安装台车智能湿喷台车拱喷一体化台车作业

02

智能建造管理系统研发与应用

研发并运用智慧隧道AI建造管理系统,初步实现了隧道作业人员、施工设备、作业工序以及作业环境、资源等信息的采集与高效匹配,使隧道进入信息化、数字化、自动化施工与管理新时代,为实现隧道施工精准导航和施工管理最优入轨提供了数字化解决方案,将隧道建造由以人为主导的经验决策逐步迈向AI智能决策。

光面爆破智能设计

研发一款光面爆破辅助智能、自动设计软件,该软件可根据隧道实际围岩地质情况、隧道轮廓尺寸、循环进尺长度、炸药使用量等条件进行隧道光面爆破方案的自动、智能设计,生成的炮孔布置图、炮孔装药结构图与起爆网络图可辅助现场技术员进行光面爆破施工管理,帮助现场及时针对变化的隧道围岩情况调整、优化光面爆破方案,提高光爆质量。

光爆软件

03

掌子面围岩智能判别

借助三臂凿岩台车随钻测量数据(MWD)系统采集的钻进参数,同时利用已有围岩智能分级系统,实现对隧道掌子面围岩的智能判别与分级,为隧道动态支护设计与安全施工提供决策依据和数据支撑。

围岩智能分级

04

隧道施工机械“油转电”

将电动装载机、电动挖掘机和电动卡车等“纯电新能源”电动施工装备规模应用于隧道施工。现场使用结果表明,纯电出渣装备的应用可明显改善隧道洞内空气质量,提高出渣工序作业效率,提升隧道文明施工水平,节约隧道施工能耗成本,以电动装载机计,一台电动装载机每小时施工成本仅为传统燃油装载机的24%,使用成本优势巨大。“油转电”项目是公司推动隧道施工节能减排的良好典范,也是集团践行绿色低碳发展的关键一招。

电动装载机电动挖掘机

05

隧道竖井TBM典型引领

竖井TBM应用使竖井施工过程实现全自动化、全机械化,掘进过程无需人员下井即可完成,通过刀盘旋转配合推进系统完成竖井开挖,设备井下噪音小于60dB,岩层扰动小、超欠挖少、成井完整。在软硬不均地质环境下,13小时掘进进尺可达6米,并同步完成出渣作业,大大提高各作业环节协同化、自动化、低碳化,实现大幅度减人增效,助推交通行业全面智慧发展。

“蜀畅号”--全国首台全断面双模式竖井掘进机

聚焦前沿科技引领

超前支护作业线

基于多功能钻孔注浆一体设备,开展不同类型超前支护机械化施工关键技术研究,形成一套匹配机械化施工,适用于各级围岩条件的新型隧道超前支护体系。

开挖作业线

充分利用已研发的光面爆破智能设计系统及全电脑三臂凿岩台车,实现大型机械设备的智能化开挖,实现爆破、钻孔、装药的机械化和数字化,大大降低施工安全风险,实现开挖工序减人45%。

初期支护作业线

开展拱架快速连接、预制拱架的多种装配化施工,自主研发的拱锚喷一体化台车,实现初支工序减人60%。利用3D激光扫描技术对隧道开挖轮廓及超欠挖情况进行精准识别,实现喷射混凝土的精准化、数字化控制。

绿创系统研发

引进电动化挖机、装载机、自卸车、混凝土罐车,论证并形成一套隧道电动化作业线。开展隧道掌子面及时降尘技术研究,成功研发与智能抑尘监测多功能台车,实现隧道掌子面处的及时降尘、除尘;开展了智能通风关键技术研究,预期实现隧道智能化、节能化通风。

安全管理数字管控

大力弘扬科技兴安理念,应用智慧隧道AI建造系统、大数据综合管理平台、隧道施工安全智能监管系统、洞内安全状态信息展示,聚焦项目施工班组规范化管理,助力项目提升监管效率,实现安全管理信息化监管目标,形成网络化、智能化、协同化的隧道安全监控,为项目质量、进度提供安全保障。项目应用先进信息化工装设备,坚持以工装保工艺,以工艺保质量,以质量保安全,加速工程技术提升,确保施工生产安全平稳,全力打造品质工程。

我的推广价值

社会经济

①促进公路隧道施工技术、施工装备、管理手段向数字化、智能化方向转变与升级,推动公路隧道施工数字化转型,在一定程度上确保“交通强国”战略目标的实现。

②为隧道“机械化换人、自动化减人、智能化无人”目标的实现提供新的思路,提高隧道工程施工质量、效率、安全水平以及行业整体技术水平。

③缩短隧道工程建设工期,确保公路工程如期或提前完工。

④降低隧道施工、管理成本,为工程建设管理者对多隧道、多标段工程施工的监督管理提供了可能。

展厅内景自动化作业技术交通运输行业研发中心展厅

四川路桥将在更多全新领域扛起智能建造担当大旗,助力蜀道集团打造成为国内领先、世界一流的交通基础设施领域龙头企业,为交通强国、交通强省建设贡献智慧和力量。


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