我國自主研制超大直徑盾構機創(chuàng)造隧道智能化建造新紀錄

張曄

在城市深邃的地下，重達數千噸、長達百余米的盾構機正在奮力前行。與過去不同，工程師無須手動操作只要坐在駕駛室里關注監(jiān)控屏幕，盾構機就能沿著既定的路線自主“巡航”掘進……

近日，在上海機場聯絡線工程11標項目召開的盾構隧道智能化建造現場會上，包括中國工程院何華武、朱合華、丁烈云等多名院士及相關專家均表示，上海機場聯絡線工程11標項目首次實現盾構機掘進由“人工為主、智能為輔”到“智能為主、人工為輔”的產品迭代和技術升級，標志著我國盾構隧道智能建造技術已達到世界領先水平。

上海機場聯絡線工程11標項目所使用超大直徑氣壓泥水平衡盾構機“虹浦號”，由中交天和自主設計研發(fā)，刀盤直徑14.04米，總長114米，總重約3174噸，不僅應用了刀具光纖磨損檢測及中交天和獨有超長距離掘進不換刀（高承壓水粉砂地層不換刀可實現連續(xù)掘進7000米以上）等先進技術，還配置了智慧監(jiān)控、自動導向等智能系統(tǒng)，創(chuàng)造了國內外同類隧道建造裝備新高度，國產化率達98%以上，大幅提高了盾構機的適應性、可靠性和安全性，為實現高效和智能化掘進奠定了堅實基礎。

智慧化遠程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)可實時記錄盾構機掘進數據，實現對風險邊界的自主管理，及時發(fā)出警訊并提供解決措施預案，保證對盾構機的全生命周期管理。自動導向系統(tǒng)為盾構機裝上了靈動智慧的“雙眼”，可以更加準確地判斷盾構機的掘進走向和作業(yè)姿態(tài)，將盾構機走向精度控制在±2mm以內，既確保了掘進施工質量，也大幅提高了掘進作業(yè)的智能化水平。

上海機場聯絡線工程全長68.6千米，從虹橋樞紐站出發(fā)，經過浦東機場，終到上海東站，設計時速160千米/小時，是國內首條與國鐵網絡互通互聯的市域鐵路示范工程。預計于2024年底建成通車，將實現虹橋國際機場與浦東國際機場快速聯系，行程由原來的2小時縮短為40分鐘。

截至目前，“虹浦號”已掘進隧道3000多米，創(chuàng)造了超大直徑盾構機月度掘進650米的全國最高紀錄以及單日掘進16環(huán)、32米的世界新紀錄。

此前，中交天和管片智能化拼裝技術已在南京和燕路過江通道工程項目的“振興號”盾構機上試驗成功。中交天和還在天津地鐵11號線工程項目開展了盾構機的“自主巡航”系統(tǒng)測試工作。中交天和負責無人化掘進盾構機研究的吳志洋博士介紹，中交天和盾構機無人化掘進的核心技術已日趨成熟，未來將進一步優(yōu)化和融合現有技術，實現自主掘進、自主拼裝一體化的超大直徑盾構機將研制，加快進入到盾構機掘進無人化的新時代。