从“经验驱动”到“算法驱动”——义龙庆高速度精准“把脉”隧道围岩推动工效升级
近日,义龙庆高速丽水段隧道施工现场一片热火朝天的景象,但与以往项目不同是,隧道深处不再是人力掘进、工人汗流浃背的作业场景,而是一台台精密智能化大机协同作战的震撼画面。在项目最长隧道——留明尖特长隧道现场,智能三臂凿岩台车发出阵阵轰鸣,挥动着三个坚实的“臂膀”,以精确到厘米级的姿态啃噬着岩层,智能拱锚一体机、智能锚杆台车、智能拱架台车等成套隧道智能设备在操作手的精细操作下紧密配合,精准执行各项施工指令。
在项目智慧监控中心大屏上,一个个隧道现场施工数据实时跳动,这是为隧道智能建造量身打造的“智慧主脑”——隧道智能建造平台,正在通过五大核心功能模块,为隧道施工提供精准决策。其中围岩智能辨识,正是平台5大核心功能之一。
隧道工程施工中,围岩等级判定是决定爆破方案和支护方案的核心依据,传统方法依赖人工钻孔取样和实验室分析,与现场实际施工需求存在时间差,无法实时跟进隧道岩层掘进面的地质变化。义龙庆高速丽水段项目通过围岩智能辨识技术的应用,改变了过往的建设思维,它就像是给隧道安装了“CT机”,将施工决策从“人工判别”推向了“智能分析”,为隧道建造迈向智能化走出了关键一步。
义龙庆高速丽水段项目围岩智能辨识模块融入了超前地质预报技术和围岩精细化分级技术等先进技术手段,智能三臂凿岩台车在施工过程中,通过前端感应装置,及时获取设备随钻数据,并结合掌子面图像信息、地勘及地质超前预报,精准判别围岩等级,并对掌子面前方下一循环地质进行超前预测。智能建造平台在接收到数据后,利用智能爆破参数决策算法,自动生成隧道爆破方案,并将钻孔布孔图传输至凿岩台车,实现隧道爆破线上决策指导,最后三臂凿岩台车按照布孔图的位置、角度、深度等要求自动完成打孔。爆破完成后,再通过3D扫描仪收集分析超欠挖等数据,对爆破效果评价与反馈,对后续爆破方案实时优化改进。
义龙庆指挥部工程处负责人表示:“隧道工程由于地质条件复杂,存在诸多不确定性,过去项目施工过程中采用的人工判别围岩模式,常因地质突变导致现场判别跟不上,对工程进度产生影响,自从有了隧道智能建造算法的加持,我们可以通过系统自动计算围岩等级,动态调整施工方案。同时我们的算法在实践过程中,随着数据的积累和智能算法的迭代升级,也在不断成熟与优化,围岩辨识准确率(与实际施工围岩等级对比)正在稳步提升,在此基础上,我们的爆破和支护模式也得到了较大的优化提升,在爆破方面,用药量控制更加精准,目前现场炮眼残留率已由最初50%左右提升至90%以上,有效做到了精准爆破,保证了围岩的稳定性,降低了安全风险,目前线性超挖值已由超30厘米降低至20厘米以内,在支护方面,通过合理判定围岩等级,避免了过度支护,有效了降低造价,提升了隧道施工的质效。”
从“经验驱动”转向“算法驱动”,在义龙庆高速丽水段项目上,一场机械化与智能化的技术演变正在悄然发生。义龙庆指挥部副指挥汪质华表示:“随着智能建造的不断深入与发展,我们将通过围岩智能辨识的充分应用,建立的岩机互馈机制,为隧道工程智能建造提供新的技术范式。”(浙江交通微信公众号)