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智能型凿岩台车关键技术研究与应用

2019/11/15 16:00

智能型凿岩台车关键技术研究与应用

    项目简介:

    我国是名副其实的隧道超级大国,然而我国的隧道施工水平与国外差距显著。国内隧道95%以上采用钻爆法施工,而其中最普遍的是采用人工风钻凿岩机施工,存在人员需求多、劳动强度高、施工效率低、安全性低、质量差等问题。即使少数采用全液压凿岩台车进行施工仍存在地质风险高、施工精度低、质量控制差等一系列难题,尤其是面向川藏铁路等一批国家重大重难工程建设,世界尚无装备能满足施工需求。针对上述难题,铁建重工联合中南大学历时多年技术攻关,突破核心技术,研制出具有数字化控制、多重感知、自主分析决策能力的智能型凿岩台车并实现产业化,作为隧道智能建造的核心装备,其推动了隧道建设方式向动态优化设计、自主精准施工、质量在线评价的重大转变。主要创新成果包括:

    1、提出了多源信息融合的围岩智能分级技术,颠覆了传统人工经验为主的围岩分级方式,避免盲目施工,极大提高了施工安全,解决了工程围岩亚分级和隧道动态设计难题。

    2、提出了隧道三维空间整机快速自主定位技术,实现了基于机载扫描仪和导向激光的快速自主定位技术,解决了隧道施工装备三维空间定位的难题。

    3、突破了大惯量柔性臂架高精度控制技术,实现了臂架末端位姿精确控制,比现有技术水平提高50%以上。

    4、突破了隧道三维扫描与轮廓重建技术,实现了隧道施工质量的在线评价,提高了施工装备对外界环境的感知能力,颠覆了以往依靠目视判断和人工填报的评价方式。

    项目获专利授权18项,其中发明专利7项,由湖南省机械工业协会组织的、丁荣军院士任组长的鉴定专家组一致认为:该项目技术难度大,创新性强,总体技术达到国际领先水平。近三年,铁建重工已实现智能型凿岩台车销售收入约20亿元,国内市场占有率超90%。本项目建立了国内首个隧道智能装备产业基地,带动了配套企业整体发展。项目成果已在郑万高铁、玉磨铁路等重点工程成功应用,促进了我国隧道建造技术的进步,推动了我国从隧道建设大国向隧道建设强国的转变。

    获奖等级:二等奖

    完成单位:中国铁建重工集团有限公司;中南大学