近日,由中交天和研制的国内首台15.76米超大直径同步掘进机“兴业号”圆满完成珠海兴业快线(南段)二标主线隧道掘进任务。该设备创新搭载四大智能化核心技术,破解超大直径双层叠落盾构施工多重行业难题,标志着我国超大直径盾构智能建造取得关键阶段性成果。

珠海兴业快线(南段)工程地质条件复杂,超大直径双层叠落隧道施工中,长期存在掘进安全、施工效率、隧道成型质量难以协同兼顾的痛点。传统盾构间断作业、人工质量抽检、频繁迁站测量、数据分散管理等模式,制约工程提质增效。立足项目实际工况,中交天和靶向攻关,集成掘进同步拼装、管片成型质量智能监测、免换站导向测量、盾构数字孪生平台四大智能体系,构建起掘进、拼装、质量检测、动态管控一体化隧道施工闭环管控体系,以数字化、智能化技术全方位筑牢隧道施工安全与品质屏障。
工序革新:
掘进同步拼装,施工效率大幅跃升
长久以来,国内盾构施工普遍采用“掘进停机再拼装”的间断作业模式,工序割裂不仅拖慢施工进度,设备频繁启停也加剧机械损耗。针对这一短板,中交天和为“兴业号”配套全新掘进同步拼装系统,搭载多泵源高精度液压泵控系统,融合盾构姿态闭环调控、推进油缸压力均衡分配算法,攻克复杂地层并行作业技术难关,实现盾构掘进与管片拼装同步开展。在全程稳定控制盾构姿态的前提下,项目综合推拼施工效率提升超23%,大幅压缩隧道施工周期。

质量智控:
全流程监测,毫米级管控隧道成型品质
管片错台、破损、渗裂、断面收敛是隧道施工常见质量通病,传统人工抽检覆盖有限、监测滞后,难以实现全过程管控。项目团队自主研发管片成型质量一体化智能监测平台,搭建平整度、收敛度两大监测模块,实现隧道质量全时段、无间断数字化管控。管片平整度模块依托油缸行程与管环端面模型,通过空间几何运算精准测算端面偏差,拼装前完成毫米级无损检测;收敛监测模块借助高精度倾角传感器捕捉管片角度变化,预判管环形变趋势。实测数据显示,平整度监测精度可达±2毫米,收敛度监测精度达±3毫米,精准替代传统人工粗测,将隧道质量管控模式从“事后补救抽检”转变为“施工全程智能预警”,从源头规避隧道成型缺陷。


测量提效:
免换站导向系统,实现长距离连续精准掘进
传统盾构导向测量需人工频繁搬运全站仪、重新设站,不仅人力消耗巨大,迁站作业还必须中断掘进;同时管片上浮易扰动测量基准,姿态数据时常出现突变,测量稳定性不足。本次投用的免换站导向测量系统,全站仪随盾构台车同步前移,依托后方交会技术结合多棱镜数据解算,配套动态误差补偿算法,实时抵消台车震动、管片形变带来的测量干扰。工程实践验证,该系统将测量人员换站工作量缩减至传统模式三分之一,掘进全程无需停工迁站,姿态测量误差稳定控制在±3毫米以内,彻底解决测量数据跳变、迁站耗时等施工堵点,为超长距离不间断掘进提供稳定可靠的数据支撑。


数字赋能:
孪生全景平台,打造盾构精细化管理中枢
针对盾构设备、掘进参数、姿态数据分散、协同管理难度大的行业管理痛点,项目搭建专属盾构数字孪生平台。平台采用微服务架构,依托盾构整机三维可视化模型,集中整合刀盘运行、推进、管片拼装、同步注浆、盾构姿态、掘进进度等全维度核心数据,实现设备工况、施工流程实时联动三维展示。现场管理人员告别分散查阅零散数据的传统模式,通过一体化平台直观掌握全线施工动态,极大提升风险预判、现场调度与精细化管理能力,为超大直径盾构长距离连续安全掘进提供数字化保障。

四大智能系统在珠海兴业快线项目全面落地后,整机运行稳定,充分适配湾区复杂地层施工环境,成功支撑国内最大直径双层叠落盾构隧道顺利掘进。下一步,中交天和将持续总结“兴业号”智能盾构成套施工经验,深化同步拼装、智能质量监测、免换站测量等技术迭代与行业推广,打造标准化、可复制、可复用的超大直径盾构智能建造工程范本,持续以自主可控的高端装备与数智建造技术,助力全国隧道工程提质增效。

