我国自主研发盾构机智能防控系统取得重大突破 助力地下工程建设提质增效

盾构机作为地下工程建设的关键装备,在城市轨道交通、跨江越海隧道等重大基础设施建设中发挥着不可替代的作用。

然而,传统盾构掘进过程中存在的突出问题长期困扰行业发展。

在复杂多变的地质条件下,操作人员难以精准调控盾构机的掘进参数,容易引发开挖面失稳、地表沉降超限、盾构姿态失调等一系列风险,这些问题不仅威胁工程安全,还严重影响施工效率。

为突破这一行业瓶颈,湖南大学地下空间开发先进技术与智能装备团队与中国铁建重工集团股份有限公司开展深度合作。

由陈仁朋教授领导的科研团队,通过多年的理论研究和工程实践,成功研发出具有自主感知、预测预警和智能决策能力的盾构掘进运维与风险防控智能体。

这一创新成果打通了从"性态感知"到"风险预警"再到"智能决策"的完整技术链路,实现了盾构机从被动应对向主动防控的转变。

该智能体的核心优势在于其多维度的感知与决策能力。

通过实时采集和分析地质参数、设备状态等多源数据,智能体能够精准辨识地层特征,提前预判可能出现的风险隐患,进而自动优化掘进参数,确保施工过程的平稳高效。

张超教授指出,这一技术使得复杂地质条件下的隧道掘进工作变得更加可控和可预测。

在实际工程应用中,该智能体已展现出显著的技术效能。

在上海地铁崇明线20标工程中,系统参数辅助决策的准确度超过90%,将盾构机掘进姿态偏差控制在30毫米以内,这一精度水平达到国际先进水平。

在广花城际二工区工程中,智能体在设备故障诊断与运维环节的效率相比传统文档查阅方式提升了20%,设备利用率提高12%,典型工况下月进尺增加5%。

这些数据充分说明了该技术在提高施工效率、降低安全风险方面的实际价值。

从更深层的意义看,这一成果代表了我国地下工程建设技术向智能化、数据驱动方向的重要转变。

传统的盾构掘进主要依靠操作人员的经验积累和现场判断,而智能体的应用使得决策过程更加科学、规范、可追溯。

这种转变不仅提升了工程质量和安全水平,也为行业的标准化、规范化发展奠定了基础。

陈仁朋教授表示,研究团队将继续深化在隧道智能建造领域的研究,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中的应用推广,为我国地下工程建设的高质量发展提供持续的技术支撑。

地下工程看不见、摸不着,却关系城市运行的安全底线与发展空间。

让盾构装备具备更强的感知、预警与决策能力,是对复杂地质与高密度城市环境的一种主动应对。

以工程应用为牵引,把科研创新嵌入施工全流程,既能降低风险、提升效率,也为我国地下空间开发从“规模扩张”迈向“质量跃升”提供了更坚实的技术支点。