“通了!”在四川广安市亭子口灌区一期工程4标项目望子山隧洞3号检修支洞进口,传来项目总负责人符业晃激动的声音,“有了掘进机的数字可视化系统这双‘慧眼’的指引,我们隧洞施工的进程大大提前了。”
亭子口灌区一期工程是国务院确定的“172”重大水利工程,也是四川省引水补水生态水网的重要组成部分,四航局参建的标段线路全长91.43公里,其中,望子山隧洞长11.27公里,是全线最长隧洞。隧洞内地质情况复杂,围岩差,加上雨季影响,施工难度大,小断面长隧洞通风布置要求高,安全风险高,导致施工进展十分缓慢。看着日益临近的隧洞贯通节点,符业晃十分焦急。
望子山隧洞包含3座检修支洞,3号检修支洞是其中最长的检修隧洞,隧洞围岩主要以易坍塌变形的四、五类围岩为主,裂隙发育导致层间裂隙涌水现象的隐患较大。为了掌握实时情况,攻坚小组采用悬臂式掘进机,以“机械化换人、自动化减人”为隧洞施工提供安全保障。
“开挖断面小,隧洞线路长,洞内作业很容易‘两眼一抹黑’,这时我们的悬臂式掘进机就派上了大用处。”项目副经理汪泽文介绍。尽管有掘进机的帮助,项目团队不敢掉以轻心。两支小分队分别驻扎在工点和项目驻地,紧张地关注着望子山各支洞的作业动态。
随着3号检修支洞开挖的深入,现场出现了新问题。“悬臂式掘进机截割时有视角盲区,再加上洞内能见度低,影响了开挖控制以及人员作业安全。”工程部副部长鄢湘丁在讨论会上解释道。他随即提出想法:“如果能打造一套数字辅助系统,实时传递数据,精准控制掘进,这个问题就能解决了。”
有了想法后,项目团队联合四航局研发中心开展可视化技术研究。“要做好可视化,关键点就是掘进机的‘眼睛’——传感器。”汪泽文指出了方向,项目团队抓紧行动起来。众人首先解决传感器安装的问题,增加传感器以收集更加全面的掘进机工作数据。接着,又进行多次比选和验证,确定了将传感器安装在悬臂底部等环境干扰小且便于维护的位置,同时采用波纹管保护薄弱区域,确保传感器不易受到损害。
在操作平台上,一个掘进机模型正在屏幕中挥舞它的手臂,在它面前,已经开挖过的地方和正要开挖的区域清晰可见。这是根据传感器反馈的数据搭建起的掘进机数字孪生模型。“这个数字模型与掘进机能够实时联动。”鄢湘丁兴奋地说道,“掘进过程实时三维显示,完美解决了视野盲区开挖问题,控制了隧洞超欠挖。不仅如此,该模型还采用了智能技术,能够提供掘进工艺决策。”
在数字可视化系统的帮助下,隧洞开挖进度按下了“加速键”。项目部全体人员坚守一线,在望子山各个支洞忙碌起来,并且深入洞内不断监控着掌子面变化,保障隧洞安全掘进。6月14日,望子山隧洞3号检修支洞提前17天贯通,项目顺利转入主洞施工。