【產(chǎn)品】鐵建重工隧道施工機(jī)器人讓隧道建造更智能、更高效、更安全、更環(huán)保

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的快速發(fā)展，以人工智能、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的智能產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，成為時(shí)代科技創(chuàng)新的一個(gè)重要標(biāo)志。在隧道建造行業(yè)，鐵建重工以產(chǎn)品機(jī)器人化為目標(biāo)，打造具有智能感知和分析決策功能的隧道智能施工機(jī)器人并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人。隧道施工裝備機(jī)器人化是實(shí)現(xiàn)隧道少人化、無人化施工的必然趨勢，是踐行隧道智能建造的重要途徑，讓隧道建造更智能、更高效、更安全、更環(huán)保。

地下—隧道施工機(jī)器人軍團(tuán)

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超前勘探

超前鉆探機(jī)器人作為地質(zhì)偵察兵，具備150m超前地質(zhì)取芯功能，可對前方隧道施工地質(zhì)進(jìn)行快速超前勘探、預(yù)報(bào)。在福宜高速順利完成超前探孔施工，鉆進(jìn)速度達(dá)40m/h 。

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開挖作業(yè)

鑿巖機(jī)器人是隧道施工先鋒，自動定位、自動移臂、自動鉆孔高效完成隧道開挖作業(yè)。在鄭萬高鐵向家灣隧道單循環(huán)進(jìn)尺突破 4.5m，向家灣隧道成為鄭萬高鐵湖北段平均開挖進(jìn)尺最快的隧道之一。

裝藥機(jī)器人作為炮兵，可實(shí)現(xiàn)快速裝藥，自動送退管、精準(zhǔn)控制裝藥量。在鄭萬高鐵單循環(huán)開挖進(jìn)尺4m，單循環(huán)平均裝藥時(shí)間 2h以內(nèi)，裝藥人員由10人降至4人。

除塵機(jī)器人作為衛(wèi)生兵，快速吸附隧道爆破后產(chǎn)生的揚(yáng)塵、集中排放，改善隧道作業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量。在拉林段達(dá)嘎拉隧道距離掌子面150m左右的位置進(jìn)行除塵，20min 左右可將隧道內(nèi)能見度不足 5m 的空氣處理到清晰狀態(tài)，將原傳統(tǒng)2h的通風(fēng)降塵時(shí)間縮短至20min。

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初期支護(hù)

拱架機(jī)器人通過機(jī)械手快速實(shí)現(xiàn)拱架的抓取、拼裝，自動運(yùn)送精準(zhǔn)就位。在安九鐵路實(shí)現(xiàn)一榀拱架一次抓取、定位，安裝作業(yè)時(shí)間縮短至40min，施工人員減少至5人。

錨桿機(jī)器人實(shí)現(xiàn)一體化錨桿鉆孔、安裝、注漿施工，進(jìn)一步提高隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在鄭萬高鐵單根錨桿鉆孔、安裝、注漿用時(shí)5min。

濕噴機(jī)器人自動規(guī)劃路徑、自動噴射，與拱架、錨桿共同形成穩(wěn)定的初支結(jié)構(gòu)。在拉澤項(xiàng)目隧道，在高寒高海拔（4600m）、低壓（68kPa）、低溫（最低氣溫 -10℃）環(huán)境下正常作業(yè)。

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結(jié)構(gòu)作業(yè)

襯砌機(jī)器人自動分層分窗帶壓灌注、自動振搗，有效避免混凝土不密實(shí)和空洞缺陷。在安九鐵路襯砌施工，一個(gè)循環(huán)約8-10h，施工效率高；澆筑完成后的混凝土成型質(zhì)量好，表面平整光潔。

地面—隧道施工機(jī)器人遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)

機(jī)器人遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)好似通訊兵，負(fù)責(zé)洞內(nèi)外信息的上傳下達(dá)，監(jiān)控管理隧道施工機(jī)器人軍團(tuán)，更能夠?qū)崿F(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)區(qū)段無人化操控作業(yè)。

車載式機(jī)器人遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)

室內(nèi)式機(jī)器人遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)

虛擬沉浸式機(jī)器人遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)

云端—隧道施工機(jī)器人協(xié)同管理平臺

機(jī)器人協(xié)同管理平臺是隧道施工機(jī)器人的指揮部，能夠?qū)⑺淼绹鷰r、設(shè)計(jì)、施工、機(jī)器人等數(shù)字化信息集成、分析、共享，打破信息孤島，助力實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-巖實(shí)時(shí)高效協(xié)同決策。支撐隧道建造過程中圍巖判識、設(shè)計(jì)交互、施工監(jiān)管、質(zhì)量評價(jià)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)由傳統(tǒng)工作模式向智能化轉(zhuǎn)型升級。

隧道施工機(jī)器人的加入，顛覆了以人工為主的傳統(tǒng)隧道建造方式，以機(jī)器人換人、減人，有效減少隧道施工高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)人員，大幅度提高了施工質(zhì)量和效率。以隧道施工機(jī)器人為核心的“地下—地面—云端”技術(shù)體系已經(jīng)初步在高原高寒鐵路、鄭萬高鐵、沿江高速公路等國家重大工程中進(jìn)行應(yīng)用，為隧道全生命周期智能建造提供了強(qiáng)有力的裝備保障。

隧道智能建造，鐵建重工在行動！

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