采用了大量智能技術(shù)的政務(wù)中心站至政務(wù)中心東站右線盾構(gòu)本月始發(fā)

本報記者 趙鵬 實(shí)習(xí)記者 池陽 通訊員 董浩程

立秋已過，平谷線“瓜熟蒂落”的日子指日可待。在左線隧道剛剛順利貫通后，平谷線政務(wù)中心站至政務(wù)中心東站區(qū)間右線隧道已展開盾構(gòu)組裝施工，右線盾構(gòu)即將于本月內(nèi)始發(fā)，被譽(yù)為“地下蛟龍”的盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)就位，準(zhǔn)備開始第二輪“沖刺跑”。

記者從北京城建軌道公司獲悉，作為連通京津冀的重要軌道交通線路，該項目將大規(guī)模采用智能化盾構(gòu)，啟用盾構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺、盾構(gòu)自主掘進(jìn)系統(tǒng)、盾構(gòu)自動糾偏系統(tǒng)等智能技術(shù)。

工人正在安裝調(diào)試盾構(gòu)機(jī)，為再次出發(fā)做好準(zhǔn)備。 記者 常鳴/攝

綠色施工車站主體結(jié)構(gòu)完工

沿臺階拾級而下，18米的地下深處數(shù)十名建設(shè)者正各司其職，忙碌地進(jìn)行著“基石一號”盾構(gòu)機(jī)調(diào)試前的準(zhǔn)備工作。步入未來的政務(wù)中心站，向左看，規(guī)整的平臺向遠(yuǎn)處伸展，隨天井灑落的陽光終止于目力盡頭；向右看，視線伴著一道微風(fēng)進(jìn)入直徑8米的左線圓形隧道；再回頭，刀頭已開始順時針旋轉(zhuǎn)，“鋼鐵巨龍”正在小試牛刀。調(diào)試之后，“基石一號”盾構(gòu)機(jī)再次沉臥在軌道上，靜待正式出發(fā)的日子。

“我們負(fù)責(zé)的平谷線12標(biāo)段，地鐵線路沿兆善大街東西向延伸，包含政務(wù)中心站、政務(wù)中心東站、政務(wù)中心站至政務(wù)中心東站盾構(gòu)區(qū)間三部分?！表椖拷?jīng)理楊宇博介紹，政務(wù)中心站位于兆善大街與勤政路交叉路口，為明挖法地下二層島式車站，車站設(shè)備區(qū)為雙柱三跨結(jié)構(gòu)形式，公共區(qū)標(biāo)準(zhǔn)段為單柱雙跨結(jié)構(gòu)形式，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層。這座車站總長281.5米，基坑最深處達(dá)19.9米，基坑支護(hù)采用“地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐”型式。未來乘客將可通過4個出入口和2個無障礙出入口進(jìn)出這座現(xiàn)代化大型車站。

政務(wù)中心東站則位于兆善大街與通濟(jì)路交叉口西側(cè)，沿兆善大街東西向敷設(shè)，未來將與規(guī)劃中的102號線形成地下三層車站的L形換乘。目前，政務(wù)中心東站已預(yù)留了換乘條件。這座車站為明挖地下兩層的島式車站，車站設(shè)備區(qū)為雙柱三跨結(jié)構(gòu)形式，公共區(qū)標(biāo)準(zhǔn)段為單柱雙跨結(jié)構(gòu)形式，車站東端因與風(fēng)道合建，預(yù)留換乘廳為三柱四跨結(jié)構(gòu)形式。其地下一層為站廳層，地下二層為站臺層。這座車站總長度311.2米，基坑最深處為19.8米，基坑支護(hù)采用“地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐”型式。目前，該站共設(shè)立3個出入口。

綠色是副中心的底色，北京城建軌道公司踐行綠色施工，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化。楊宇博介紹，施工現(xiàn)場設(shè)置洗輪機(jī)，所有車輛均需沖洗干凈后方可離開，灑水車、地面清掃車、霧炮機(jī)和環(huán)場噴淋系統(tǒng)用于現(xiàn)場灑水清掃及降塵。“我們還在基坑開挖后安裝了天幕減少揚(yáng)塵，同時設(shè)置噪聲監(jiān)測儀實(shí)時監(jiān)控，并在動火動焊作業(yè)時配備電焊煙塵收集器防止污染?！睏钣畈┱f。

自動糾偏助智能掘進(jìn)顯神威

地下一層的樓梯邊，階梯狀的架子上整齊排列著一個個透明小盆，盆里是泥漿、石塊、黏土，外貼著“74環(huán)”“10環(huán)”“161環(huán)”等字樣。它們是左線隧道挖掘時獲得的地質(zhì)樣本，也是右線隧道挖掘時的重要參考。根據(jù)不同地質(zhì)條件，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時將作出適當(dāng)調(diào)整。

據(jù)介紹，平谷線12標(biāo)段盾構(gòu)要先后下穿燃?xì)夤艿?、市政管廊等諸多風(fēng)險源，最近時距隧道管線只有2.8米，還要克服含水細(xì)砂及中砂層等施工難題。不過在即將開啟的右線盾構(gòu)工程中，智能化掘進(jìn)應(yīng)用將大顯神威?！斑@將大幅減少操作手的工作強(qiáng)度并提高效率，還能實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理施工參數(shù)從而指導(dǎo)施工，避免人為操作及判斷失誤，規(guī)避施工人為因素，進(jìn)一步提高工程質(zhì)量?！表椖考夹g(shù)部部長張繼超信心滿滿地表示。

記者了解到，12標(biāo)段采用的“基石一號”盾構(gòu)機(jī)整機(jī)長度約為104米，推進(jìn)系統(tǒng)最大推力達(dá)66809千牛，鉸接系統(tǒng)最大推力為52685千牛，最大推進(jìn)速度是80毫米/分鐘，總重約達(dá)1050噸。

這次的右線盾構(gòu)工程將進(jìn)行自主控制、智能監(jiān)測、遠(yuǎn)程操控等，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)的智能化掘進(jìn)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)、先進(jìn)控制、人工智能等技術(shù)，啟用盾構(gòu)智能保壓系統(tǒng)、刀具磨損與刀溫實(shí)時檢測系統(tǒng)、盾尾間隙實(shí)時檢測系統(tǒng)等智能技術(shù)。

張繼超介紹，盾構(gòu)自主掘進(jìn)系統(tǒng)通過智能化一鍵啟動模塊，可減少操作手對各項系統(tǒng)逐項啟動的操作，避免因誤操作導(dǎo)致的設(shè)備故障。這種一鍵掘進(jìn)還能解決司機(jī)在掘進(jìn)啟動與停止間的繁瑣操作，實(shí)現(xiàn)刀盤正反轉(zhuǎn)自主決策、定速啟動，模塊化控制系統(tǒng)更是實(shí)現(xiàn)了即插即用。

盾構(gòu)自動糾偏系統(tǒng)可以采集盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與軸線狀態(tài)，通過人工智能算法，自動控制各分區(qū)推進(jìn)壓力，實(shí)現(xiàn)自動糾偏功能，更精準(zhǔn)指導(dǎo)參數(shù)的修正。目前，該系統(tǒng)的決策自適應(yīng)更新已可以實(shí)時適應(yīng)工況變化，客觀預(yù)判性控制實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)運(yùn)動狀態(tài)穩(wěn)定，高度實(shí)時性感知能保證糾偏并控制精度。

與此同時，盾構(gòu)智能保壓系統(tǒng)能夠?qū)Ρ犬?dāng)前土壓與期望土壓，采用人工智能算法，自適應(yīng)控制螺機(jī)實(shí)時轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)土壓動態(tài)自平衡?！斑@可以有效預(yù)防地表沉降與隆起，也是安全平穩(wěn)糾偏掘進(jìn)的前提保障?！睆埨^超說，目前所有這些系統(tǒng)均已安裝完成，都將在右線盾構(gòu)工程中應(yīng)用。

大工程鍛出智能運(yùn)輸新工法

這項超級工程的建設(shè)，已經(jīng)成為新技術(shù)與新工法的“試驗田”，化身北京軌道交通首個盾構(gòu)智能化掘進(jìn)的示范工程。

已經(jīng)貫通的左線隧道入口處，工人在高高的腳手架中上下穿行，鋪設(shè)隧道外壁。進(jìn)入隧道，兩側(cè)燈光向前延伸，照亮了墻壁上排布整齊的接縫，如同一支巨大的“萬花筒”。

張繼超介紹，未來在右線隧道施工時，不僅要對盾構(gòu)智能化掘進(jìn)展開應(yīng)用及驗證，北京城建軌道公司同時還要對盾構(gòu)智能水平運(yùn)輸系統(tǒng)開展研究及應(yīng)用，力爭讓更多新技術(shù)從副中心走向全國各地的重大工程中。

“目前我們通過隧道高精度建模、電瓶車智能控車技術(shù)，解決電瓶車在隧道內(nèi)的智能自控(10.190, -0.26, -2.49%)、精準(zhǔn)定位問題。這將有效規(guī)避電瓶車司機(jī)長時間疲勞駕駛，減少隧道內(nèi)部信息調(diào)度人員數(shù)量，讓運(yùn)輸效率提升15%至30%?！彼硎?，這有望成為國內(nèi)電瓶車智能水平運(yùn)輸?shù)南壤?/p>

在此之前，國內(nèi)重大工程的盾構(gòu)智能水平運(yùn)輸系統(tǒng)研究始終面臨著幾大關(guān)鍵問題，其中電瓶車改造及智能控車等問題都屬“老大難”。例如電瓶車型號設(shè)備老舊，改造難度大；隧道內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，軌道平整度差；缺少無線信號傳輸；主動安全要求高、智能控車難度大、標(biāo)準(zhǔn)高等。

面對這一道道難關(guān)，北京城建軌道公司的技術(shù)骨干立即展開研究，對電瓶車進(jìn)行自動電氣化改造，通過隧道高精度建模實(shí)現(xiàn)智能控車。

眼下，水平運(yùn)輸感知模塊、水平運(yùn)輸高精度地圖構(gòu)建模塊、水平運(yùn)輸自主定位模塊、水平運(yùn)輸障礙物檢測模塊、水平運(yùn)輸顯示模塊、水平運(yùn)輸智能控車模塊、水平運(yùn)輸自組網(wǎng)通信模塊等七大技術(shù)模塊已通過軟硬件協(xié)調(diào)，即將在右線隧道施工中大顯身手。

建成后，平谷線將西起朝陽區(qū)東大橋站，經(jīng)副中心連通三河市，東至平谷區(qū)平谷站，全長約81.2公里，設(shè)站21座。按照規(guī)劃，其中包括換乘站12座，未來可與6號線、10號線等多條軌道交通線路實(shí)現(xiàn)換乘。屆時，其將采用市域D型車，設(shè)計最高速度地上段可達(dá)160公里/小時、地下段為120公里/小時。伴隨著北三縣、平谷區(qū)首次接入北京城市軌道交通網(wǎng)，今后副中心與平谷區(qū)之間可實(shí)現(xiàn)最快32分鐘通達(dá)。與此同時，副中心與北三縣更將實(shí)現(xiàn)最快9分鐘通達(dá)，助力實(shí)現(xiàn)京津冀交通一體化。

審核編輯 黃宇