180年前，依靠人力手工劳作，人类在泰晤士河底挖出了世界第一条盾构法隧道；180年后，通过几代人的努力，中国隧道建设率先迈入了“智造”新时代。
4月18日，“越极限·越无限”2021中国(上海)国际隧道工程研讨会在上海举办。高峰论坛上，隧道股份上海隧道提出的全国首创“推拼同步”和“智能盾构”两大解决方案，引起大会热议。
上海隧道超大直径推拼同步技术盾构。上海隧道供图
自机械化盾构问世以来，盾构施工工序是“推进、停止、拼装”，即盾构机向前掘进一环，原地停下，完成一环管片拼装，再继续掘进。为保证盾构掘进时的姿态稳定，盾构掘进与管片拼装，便一直以这样“串联”的形式组合进行隧道建设。但如此“走走停停”，施工效率难以提升。
隧道股份上海隧道自主研发的“推拼同步”技术，则是将掘进与拼装“并联”，让两者同步进行。盾构机往前掘进的同时，拼装机同步进行管片拼装。“我们将盾构机的顶进油缸进行编组，通过数字化模块进行控制，实现不同组别分时顶进，在保证盾构机掘进姿态稳定的情况下，让拼装工作可以同步进行。”上海隧道机械制造分公司总经理龚卫介绍。
说起来容易，但实现起来绝非易事。为此，研究团队在前期做了大量研究和试验工作，形成了推拼同步组态控制理论，并建立推拼同步模式下盾构推进系统力矩矢量控制算法，自主研发并形成了18项专利技术。
上海隧道“自主巡航”智能盾构系统。上海隧道供图
模拟试验数据表明，推拼同步技术可使盾构法隧道建设效率较传统方式效率提升30%~50%。
相比“推拼同步”创新技术的即将运用，世界首台“自主巡航”智能盾构“智驭号”已在杭州至绍兴的城际铁路工程区间隧道率先落地，并圆满完成施工任务。
“与传统的盾构机相比，‘自主巡航’好比‘盾构”’的无人驾驶，可以自行感知、分析、决策、控制，完成掘进任务。”上海隧道盾构分公司总经理刘喜东介绍，“AI司机”可以精准捕捉掘进中地质特性、施工参数、盾构姿态、环境影响等近千组数据，通过分析作出行动命令。
为实现盾构施工数字智能化，隧道股份上海隧道早在2015年就开发成立了盾构管控中心，用于监测、分析盾构施工过程中的各项数据，具备“网络化、移动化、集中化”三大特征，拥有“标准化数据采集、可视化数据显示、系统化数据推送、专业化数据分析、规范化数据管控”等五大核心技术，实现对工程施工、盾构装备的动态管理与风险管控。
此外，基于神经网络技术的智能决策模型，智能盾构通过自我学习将变得越来越“聪明”。目前，盾构管控中心已累计接入了16座城市、90个项目、356台次盾构、400公里隧道建设的施工数据。
隧道股份上海隧道总经理裴烈烽表示，当前城市地下空间环境越来越复杂，“数字智能”将成为解决问题的关键。目前，我们正积极组建数字盾构工程技术研究中心，该中心将致力于数字隧道建造标准、数字隧道建造技术、数字盾构装备技术、数字隧道配套技术等四个方面的深化研究，减少施工过程中人为因素造成的各类隐患，并通过数据的深度挖掘以及快速交换共享，实现工程质量、施工风险、建设进度、盾构设备的全方位智能管控。 (张亨伟)
