国家重点研发计划盾构技术示范工程落地苏州--大直径极浅覆土实现自主掘进

  本报讯　记者李　榕报道　日前，国家重点研发计划“城市大型地下基础设施智能暗挖建造关键技术与装备”项目，在中铁十四局集团有限公司承建的通苏嘉甬苏州东隧道1标盾构段完成成果核查，“极浅覆土大直径盾构自主掘进技术”示范工程通过验证。

　　该项目由中国铁建股份有限公司牵头承担，是住房城乡建设部主要负责的国家重点研发计划“城镇可持续发展关键技术与装备”重点专项成果。自立项以来，项目组建“产学研用”攻关团队，以中国铁建为牵头单位，联合同济大学、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中铁十四局集团有限公司、中国铁建重工集团股份有限公司等院校和企业共同开展研究。团队聚焦城市地下工程智能暗挖建造领域，推进关键技术与成套装备研发攻关，“极浅覆土大直径盾构自主掘进技术”是本次示范工程的核心攻关成果。

　　针对盾构直径D大于10米、覆土厚度小于0.1D的极端工况，项目团队提出极浅覆土大直径盾构隧道空间抗浮体系，构建了盾构自主驾驶L0～L4五级分级标准，研发了三大智能决策算法，包括基于“预测—规划—控制”的姿态自主纠偏算法、基于时序算法的掘进参数多步预测算法和基于模型预测控制（MPC）的掌子面稳定控制算法。团队同步开发出集盾构姿态控制、掘进参数控制、泥水平衡控制、智能预警和一键启停等功能于一体的L2级盾构自主掘进系统，成功攻克极浅覆土条件下隧道上浮、掌子面失稳、地表沉降超限等行业技术难题，有效解决了依赖人工经验调控导致精度不足的问题。

　　本次示范工程依托通苏嘉甬苏州东隧道1标盾构段实施，盾构段全长11.544千米，采用1台直径14.81米的泥水平衡盾构机掘进，浅覆土段长185米，极浅覆土埋深1.39米，为洞径14.81米的0.09倍，小于0.1D标准，是国内外首次极浅覆土大直径盾构自主掘进工程应用。经验证，盾尾姿态偏差、地表累计沉降及变化速率的合格率达100%、优秀率达80%以上，掘进参数波动控制整体稳定，掘进效率综合提升约30%。

来源：中国建设报