科技日報記者 俞慧友

1月22日，記者從湖南大學(xué)獲悉，該校地下空間開發(fā)先進(jìn)技術(shù)與智能裝備團(tuán)隊，聯(lián)合中國鐵建重工集團(tuán)團(tuán)隊自主研發(fā)出盾構(gòu)掘進(jìn)運維與風(fēng)險防控智能體。該智能體已搭載于超大直徑盾構(gòu)裝備，為國家重大工程提供了技術(shù)支撐，讓盾構(gòu)機有了可精準(zhǔn)防控風(fēng)險的“智慧大腦”。

盾構(gòu)機是地下工程建設(shè)的重大核心裝備。與地面裝備施工場景不同的是，盾構(gòu)機在地下掘進(jìn)過程中，需與周圍地層“親密接觸”。盾構(gòu)機的掘進(jìn)工作受二者間相互作用的影響，導(dǎo)致在復(fù)雜地質(zhì)條件下人工難以調(diào)控合適的盾構(gòu)機操作參數(shù)，從而易誘發(fā)開挖面失穩(wěn)、地表沉降超限、盾構(gòu)姿態(tài)失調(diào)等風(fēng)險。為解決這一行業(yè)難題，在地下空間開發(fā)先進(jìn)技術(shù)與智能裝備湖南省工程研究中心，以及長沙市重大專項“復(fù)雜地層盾構(gòu)智能掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)”的支持下，湖南大學(xué)土木工程學(xué)院教授陳仁朋帶領(lǐng)團(tuán)隊，聯(lián)合鐵建重工科研團(tuán)隊協(xié)同攻關(guān)，著力于讓盾構(gòu)機學(xué)會自主“辨識”地質(zhì)、“預(yù)判”風(fēng)險，最終實現(xiàn)“精準(zhǔn)”決策。

這一校企產(chǎn)學(xué)研用合作的重要成果，系統(tǒng)性打通了盾構(gòu)機“性態(tài)感知—風(fēng)險預(yù)警—智能決策”的完整鏈路，推動了復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道掘進(jìn)從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的跨越。“有了‘智慧大腦’，就能精準(zhǔn)預(yù)測地表沉降與盾構(gòu)姿態(tài)，提前規(guī)避地面塌陷風(fēng)險。同時，它還可以實時預(yù)警盾構(gòu)機的被埋隱患，智能決策掘進(jìn)參數(shù)，讓復(fù)雜地質(zhì)下的掘進(jìn)作業(yè)更平穩(wěn)高效。”團(tuán)隊成員、湖南大學(xué)土木學(xué)院教授張超說。

該智能體成功搭載到超大直徑盾構(gòu)裝備中，應(yīng)用于上海地鐵崇明線20標(biāo)工程后，系統(tǒng)參數(shù)輔助決策準(zhǔn)確度高于90%，控制掘進(jìn)姿態(tài)偏差不超30毫米，有效解決了傳統(tǒng)人工操控滯后及不合理問題。在廣花城際二工區(qū)工程中，智能體在設(shè)備故障診斷與智能運維環(huán)節(jié)，相比傳統(tǒng)通過文檔搜索故障排查的方式效率提升了20%，助力提升設(shè)備利用率12%，促進(jìn)典型工況月進(jìn)尺增加5%。

目前，該成果的相關(guān)技術(shù)已被列為中國公路學(xué)會隧道與地下空間“四新技術(shù)”重點推廣成果。其推廣應(yīng)用，顯著降低了施工安全事故率與人為誤判風(fēng)險，大幅提升了運維響應(yīng)效率。陳仁朋透露，下一步團(tuán)隊將持續(xù)深耕隧道智能建造領(lǐng)域，著力推動相關(guān)技術(shù)在更多超大直徑盾構(gòu)、跨江越海隧道等復(fù)雜工程場景的拓展和應(yīng)用，支撐我國地下工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。

（受訪者供圖）