国产盾构机装上智能"大脑" 春节加班调试备战越江隧道

问题:地下空间开发需求快速增长,跨江跨湖、穿越复杂地层的隧道工程持续增多;超大直径盾构施工工序多、连续性强,地质变化与施工扰动叠加,如果过度依赖人工经验和现场“临机处置”,质量稳定性、施工效率组织与安全风险控制上容易承压。如何在更复杂工况下实现稳定掘进、精准姿态、可控注浆与高质量管片拼装,成为重大工程装备能力提升的关键。 原因:一上,城市群一体化和轨道交通网络加密带动超长距离、超大断面隧道需求上升,施工窗口更紧、标准更严;另一方面,传统盾构施工对操作手经验依赖度高,数据分散、决策链条长,面对突发地质与参数波动时,容易出现“反应慢、调整粗、波动大”。基于此,数据驱动的智能化控制系统与自动化作业装备被寄予更高期待:通过对地质特征、施工参数、设备状态与环境影响等信息的快速感知、分析与闭环控制,尽量减少人为因素带来的不确定性。 影响:位于上海浦东海徐路的盾构研发基地春节期间保持运转,“锡望号”完成总装后进入数智系统调试阶段,研发团队将其视为出厂前的“质量检验”和“综合体检”。据介绍,该设备搭载数智盾构2.0技术体系,重点是将掘进开挖控制、盾构姿态控制、同步注浆控制、盾尾油脂控制等纳入自主控制框架,在满足工况约束的前提下实现更精细的参数匹配与更稳定的过程控制。,管片拼装环节引入视觉识别与末端动作控制模块,对“识别—抓取—就位—拼装”的连续动作进行联调验证,目标是在复杂作业环境中实现高精度、低误差装配。对工程而言,这些能力有望提升掘进质量一致性,减少返工与停机,增强风险预警与安全保障,并为大直径隧道施工组织提供更可靠的产能支撑。 对策:为确保关键功能“可用、好用、耐用”,调试工作围绕单元测试、诊断评估、仿真推演和系统联动等环节展开。技术人员将逐项验证自主控制模块的响应逻辑与边界条件,检验其在不同模拟地层与参数组合下的稳定性;对自动拼装系统,则重点核对识别鲁棒性、抓取路径规划、末端精度与安全互锁策略,降低实际施工中误抓、偏装等风险。完成模块级验证后,还将开展整机系统级模拟仿真与多设备协同测试,确保子系统间数据一致、控制协同以及故障处置闭环。与此同时,基地内另一台国产盾构机“沙湾河2号”也在制造安装,计划今年上半年服务深圳水库截排工程,显示国产盾构装备在多场景工程中的持续应用与迭代。 前景:业内认为,盾构装备正从机械化、电气化、信息化迈向智能化。随着传感、控制、算法与工业软件能力提升,智能盾构的价值不仅在于“替代部分操作”,更在于形成可复制、可追溯、可优化的标准化施工体系。按计划,“锡望号”将于今年上半年经水路运抵无锡,投入无锡至宜兴城际轨道交通S2线穿太湖隧道工程建设。此类跨湖隧道对地层适应性、沉降控制与施工连续性要求更高,也为数智化能力提供了更严格的检验场。此前对应的成果已在国内外多项工程中应用,下一阶段有望在更大范围推动施工数据标准、控制策略与安全管理体系的协同升级,助力我国盾构智能化能力在国际工程市场中形成更强竞争力。

从人工操控到智能决策,国产盾构机的演进折射出中国制造的转型。数字技术进入传统基建,正在为地下空间开发提供更稳定、更可控的工程手段,也推动高端装备能力向更高水平跃升。该轮由技术创新带动的产业升级表明,关键核心技术只有掌握在自己手中,才能在国际竞争中获得更强的话语权与定价能力。随着更多“大国重器”迈向智能化,“中国建造”的竞争力也将持续增强。