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湖南自主研制成功盾构掘进装备“智慧大脑”

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轨道交通展消息 1月22日,记者从湖南大学获悉,该校地下空间开发先进技术与智能装备团队,联合中国铁建重工集团团队自主研发出盾构掘进运维与风险防控智能体。该智能体已搭载于超大直径盾构装备,为国家重大工程提供了技术支撑,让盾构机有了可精准防控风险的“智慧大脑”。

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盾构机是地下工程建设的重大核心装备。与地面装备施工场景不同的是,盾构机在地下掘进过程中,需与周围地层“亲密接触”。盾构机的掘进工作受二者间相互作用的影响,导致在复杂地质条件下人工难以调控合适的盾构机操作参数,从而易诱发开挖面失稳、地表沉降超限、盾构姿态失调等风险。为解决这一行业难题,在地下空间开发先进技术与智能装备湖南省工程研究中心,以及长沙市重大专项“复杂地层盾构智能掘进关键技术”的支持下,湖南大学土木工程学院教授陈仁朋带领团队,联合铁建重工科研团队协同攻关,着力于让盾构机学会自主“辨识”地质、“预判”风险,最终实现“精准”决策。

这一校企产学研用合作的重要成果,系统性打通了盾构机“性态感知—风险预警—智能决策”的完整链路,推动了复杂地质条件下的隧道掘进从“经验驱动”到“数据驱动”的跨越。“有了‘智慧大脑’,就能精准预测地表沉降与盾构姿态,提前规避地面塌陷风险。同时,它还可以实时预警盾构机的被埋隐患,智能决策掘进参数,让复杂地质下的掘进作业更平稳高效。”团队成员、湖南大学土木学院教授张超说。

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该智能体成功搭载到超大直径盾构装备中,应用于上海地铁崇明线20标工程后,系统参数辅助决策准确度高于90%,控制掘进姿态偏差不超30毫米,有效解决了传统人工操控滞后及不合理问题。在广花城际二工区工程中,智能体在设备故障诊断与智能运维环节,相比传统通过文档搜索故障排查的方式效率提升了20%,助力提升设备利用率12%,促进典型工况月进尺增加5%。

目前,该成果的相关技术已被列为中国公路学会隧道与地下空间“四新技术”重点推广成果。其推广应用,显著降低了施工安全事故率与人为误判风险,大幅提升了运维响应效率。陈仁朋透露,下一步团队将持续深耕隧道智能建造领域,着力推动相关技术在更多超大直径盾构、跨江越海隧道等复杂工程场景的拓展和应用,支撑我国地下工程建设高质量发展。

编辑:卓卓