近日,北京市轨道交通22号线项目中,直径达8米,首次搭载先进的智能辅助驾驶系统、地面智能操控中心和智能水平运输系统等多项智慧核心技术的“基石一号”盾构机,在政燕(政务中心东站至燕郊站)区间工程投入使用。现场,操作员在控制室操作键盘,轻点一个按钮即可实现智能化运转,助力轨道交通地铁盾构高安全、高质量、高效率建设。
“基石一号”盾构机集成多种新技术
随着科技的飞速发展,盾构智能建造技术已成为衡量国家装备制造业和基础设施建设水平的重要标志。为此,项目建设单位京投轨道快轨公司从“知识+经验”驱动向“知识+数据”驱动转型入手,运用智能感知、智能决策、智能执行构成新一代盾构施工闭环控制理念,将盾构自主掘进系统、盾构自动纠偏系统、盾构智能保压系统、渣温实时监测系统等进行技术集成,嵌入盾构自主驾驶轴线控制、智能运输、智能调度等多项关键技术,成功研发“基石一号”盾构机,实现了施工安全质量和经济效益大幅度跃升。
据京投轨道快轨公司相关负责人介绍,“基石一号”采用多项最新技术,首次应用盾构机自主掘进模式,在无人干预下,连续自动保压、纠偏和掘进参数控制,顺利完成了22号线政政(政务中心站至政务中心东站)区间掘进任务,通过左线数据采集和参数控制调试,首次实现右线区间全过程自主掘进控制。22号线政政区间右线无人干预累计掘进环占比超过81%,已连续不间断自动掘进260环(环宽1.6米)。
技术创新带来显著经济效益。22号线政政区间隧道减少工人30%,施工工期每公里减少10天;盾构机掘进过程中的轴线偏差、地面沉降控制和土仓压力波动控制远远优于人工操作水平。同时,盾构机的智能化还运用了自动导向和纠偏、物料水平运输等技术,大大提高了施工质量的稳定性和高效性。
为轨道交通隧道安全平稳掘进保驾护航
2024年,北京市轨道交通在建11条线(段),总里程222.7公里,其中在建地下线区间119段,使用盾构法施工区间达到81段,占68%,高峰时共计30台盾构机同时在地下掘进。“基石一号”盾构智能系统包含采集、监控、管理、分析四大核心功能,拥有独立思考、智能分析、自主判断的“超级大脑”,与传统盾构机相比,它能够通过自主计算,在确保安全的情况下,使人工成本降低30%,施工工期缩短10%,设备整体耐久性提升5%。
此外,为改善建设阶段设备安装作业环境和提升施工工效,在技术可靠、安全可行和经济合理的基础上,盾构管片也首次采用预埋套筒技术,有力践行工程建设降本增效的理念,为后续设备安装的高品质奠定坚实基础。
引领北京轨道交通智能盾构技术创新发展
北京轨道交通22号线(平谷线)是北京市首条跨省域的城市轨道交通线路,也是京津冀协同发展首条城市轨道交通领域的示范线。线路最高设计速度160公里/小时。22号线也是国内第一条集地铁快线、市域快线于一体,并预留与城际网互联互通条件、实现“多网融合”的创新线路,将在北京第一次实现快慢车运行、不对称发车、多交路运营等多种运营组织方式。线路建成通车后,将有效缓解跨界道路的交通压力。
据北京市重大项目办相关负责人介绍,当前,22号线整体建设进入施工高峰期,针对当前盾构机施工数量持续高位运行现状,北京市重大项目办组织建设管理单位围绕攻克隧道施工智能化掘进关键核心技术难题,向北京市科委、中关村管委会成功申报“智能盾构全流程自主化建造关键技术研发与示范”课题,成功研制以盾构智能掘进、远程监控、智能拼装、智慧调度等核心技术为一体的“基石一号”盾构机,并在全网首次试点应用,有利于提升隧道施工效率、缩短施工工期、降低人工成本。
后续,将以“基石一号”为起点,持续提升城市轨道交通科技创新能力,培育新质生产力,加大新技术、新材料、新设备、新工艺在北京地铁三期线网建设的推广应用,助力轨道交通建设高质量发展。
□本报记者 张晶