前不久,成都站(火車北站)擴能改造迎來最新進展!成都站已完成整體進度70%以上,將于明年與成渝中線高鐵同步建成投運。這座承載城市記憶的老牌樞紐,未來將集鐵路、市政、軌道交通于一體,實現高鐵、長途客運、市域鐵路與地鐵1號線、7號線、18號線的無縫換乘。
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施工人員正在安裝管片。
地上,一座特大型綜合交通樞紐正加速成型。地下,為它“聯通全城”的軌道交通18號線三期火車北站至騾馬市站盾構區間,也悄然貫通。該區間不僅要穿越這座特大鐵路樞紐,同時也是成都地鐵建設史上最深的盾構區間之一。成都軌道集團主動開放工地場景,推動技術供給端與工程需求端深度結合,構建起“盾構+數字孿生”“盾構+無人機巡檢”“盾構+微動探測”等一系列智能化施工新場景。
盾構+數字孿生
讓地下施工“看得見、控得準”
最大埋深49.97米,“看得見”成為地下施工安全的第一道保險。過去,盾構掘進很大程度上依靠經驗,一旦遇到復雜地層,就像“在黑暗中摸索前進”,掘進難度極大。
如今,成都軌道搭建了盾構安全風險智慧管理系統,在地下、地面、盾構機內部布設大量傳感器,采集盾構推進推力、刀盤扭矩、盾構周圍地層壓力、盾構姿態等實時數據,在電腦和手機上實時生成與地下施工一致的3D數字孿生模型,讓地下掘進更加可視可控。
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盾構安全風險智慧管理系統。
盾構機在黑暗隧道中掘進,不僅要“看得見”,更要“控得準”。18號線三期火車北站到騾馬市站區間施工,盾構機不僅需30余次下穿地鐵1號線、4號線、6號線、7號線、17號線等5條既有地鐵線,還需穿越二環高架、火車北站等建構筑物28處。“就像在心臟區域做微創手術,誤差必須以毫米計。”中國鐵建昆侖集團18號線三期盾構負責人張思遙說。
通過實時生成的3D數字孿生模型,無論施工人員在哪里,只要掏出手機,就能看到地下盾構施工的實時情況。一旦某參數偏離既定標準,或者盾構推進推力、速度、扭矩出現異常波動、注漿量不足等情況,手機會立刻彈出預警信息。據了解,這套盾構智能化系統已“參建”了成都地鐵19條線路,讓遠程施工同步監測成為現實。
盾構+無人機巡檢
隧道里飛進“靈活的眼睛”
解決了高埋深作業,在全長3.4公里的掘進中,如何檢查每一環管片都拼得嚴絲合縫?無人機巡檢成為建設團隊在盾構施工中上的第二道保險。
傳統巡檢方法大多是靠人工步行進入隧道、一段一段檢查,但18號線三期火車北站到騾馬市站區間全長3.4公里,如果靠工人徒步巡檢外加登高作業,一趟下來就要大半天,而且隧道埋深深、光線暗、空間狹窄,有許多細節隱患人眼難以探查。
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飛行中的巡檢無人機。
因此,成都軌道引入了無人機巡檢技術,體積小、機動靈活的無人機飛進隧道深處,可以第一時間回傳圖像及視頻,再通過人工智能技術,能夠迅速檢查管片拼裝質量、識別滲水點,只需要十幾分鐘就能完成一次巡檢。
“以前巡檢靠兩條腿走,現在靠無人機‘飛’。”張思遙說,這套輔助巡檢系統不僅大幅提升了巡檢效率,還讓原來“看不到、夠不著”的地方變得一目了然。
盾構+微動探測
給地層做“彩超”
除了埋深深、區間長,火車北站到騾馬市站區間還有一個特殊難點是干擾多。第三道安全保險——微動探測就派上了用場。
常規的地層探測方法只能探測到地下4到5米的淺表區域,且容易被信號干擾,造成數據不準確。為此,項目團隊采用了微動地層探測技術,通俗講,就是給地下做“彩超”。
它通過高靈敏度傳感器接收自然界中無處不在的微弱震動信號,反推出地下幾十米深的地層結構,相比常規方法,探測深度可以達到30到40米,抗干擾能力更強、分辨率更高。
從而在盾構穿越之前,就能給地層做一次精細“彩超”。哪里有空洞,就提前注漿填充;哪里地層軟,就提前加固。等盾構機到達時,地層已經是“加固版”的了。“我們不是在面對風險時被動應對,而是在盾構到達之前就把風險消滅掉。”張思遙說。
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通過微動地層探測技術獲取的地層“彩超”信息。
這一系列智能化技術的落地,是成都軌道持續推動場景培育和開放的成果。從安全風險智慧管理系統,到數字孿生、微動探測、無人機巡檢、北斗衛星定位、AI識別風險等技術深度集成,成都軌道一直在為技術提供工地,為工地注入技術,為城市軌道交通建設鋪開一張層層疊加的“安全網”。
如今,成都軌道交通758公里線網,已成為前沿技術的“試驗場”和創新產業的“孵化器”。
“未來,我們還會把AI、大數據進一步融入盾構施工,讓安全風險控制系統從‘智能管控’走向‘智慧決策’,讓每一米掘進都可知、可控、可預防。”成都軌道建設公司風險監控應急指揮中心相關負責人羅松說。
來源:成都軌道集團
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