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智能型鑿巖臺車關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

    項(xiàng)目簡介：

    我國是名副其實(shí)的隧道超級大國，然而我國的隧道施工水平與國外差距顯著。國內(nèi)隧道95%以上采用鉆爆法施工，而其中最普遍的是采用人工風(fēng)鉆鑿巖機(jī)施工，存在人員需求多、勞動強(qiáng)度高、施工效率低、安全性低、質(zhì)量差等問題。即使少數(shù)采用全液壓鑿巖臺車進(jìn)行施工仍存在地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)高、施工精度低、質(zhì)量控制差等一系列難題，尤其是面向川藏鐵路等一批國家重大重難工程建設(shè)，世界尚無裝備能滿足施工需求。針對上述難題，鐵建重工聯(lián)合中南大學(xué)歷時(shí)多年技術(shù)攻關(guān)，突破核心技術(shù)，研制出具有數(shù)字化控制、多重感知、自主分析決策能力的智能型鑿巖臺車并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，作為隧道智能建造的核心裝備，其推動了隧道建設(shè)方式向動態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、自主精準(zhǔn)施工、質(zhì)量在線評價(jià)的重大轉(zhuǎn)變。主要創(chuàng)新成果包括：

    1、提出了多源信息融合的圍巖智能分級技術(shù)，顛覆了傳統(tǒng)人工經(jīng)驗(yàn)為主的圍巖分級方式，避免盲目施工，極大提高了施工安全，解決了工程圍巖亞分級和隧道動態(tài)設(shè)計(jì)難題。

    2、提出了隧道三維空間整機(jī)快速自主定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于機(jī)載掃描儀和導(dǎo)向激光的快速自主定位技術(shù)，解決了隧道施工裝備三維空間定位的難題。

    3、突破了大慣量柔性臂架高精度控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了臂架末端位姿精確控制,比現(xiàn)有技術(shù)水平提高50%以上。

    4、突破了隧道三維掃描與輪廓重建技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了隧道施工質(zhì)量的在線評價(jià)，提高了施工裝備對外界環(huán)境的感知能力，顛覆了以往依靠目視判斷和人工填報(bào)的評價(jià)方式。

    項(xiàng)目獲專利授權(quán)18項(xiàng)，其中發(fā)明專利7項(xiàng)，由湖南省機(jī)械工業(yè)協(xié)會組織的、丁榮軍院士任組長的鑒定專家組一致認(rèn)為：該項(xiàng)目技術(shù)難度大，創(chuàng)新性強(qiáng)，總體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。近三年，鐵建重工已實(shí)現(xiàn)智能型鑿巖臺車銷售收入約20億元，國內(nèi)市場占有率超90%。本項(xiàng)目建立了國內(nèi)首個隧道智能裝備產(chǎn)業(yè)基地，帶動了配套企業(yè)整體發(fā)展。項(xiàng)目成果已在鄭萬高鐵、玉磨鐵路等重點(diǎn)工程成功應(yīng)用，促進(jìn)了我國隧道建造技術(shù)的進(jìn)步，推動了我國從隧道建設(shè)大國向隧道建設(shè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。

    獲獎等級：二等獎

    完成單位：中國鐵建重工集團(tuán)有限公司；中南大學(xué)