作为国家水网骨干工程,环北部湾广东水资源配置工程承担跨流域调配水资源的重要任务;工程线路长、引水规模大、施工条件复杂,隧洞施工是整体建设的关键环节。复杂地质条件下实现高质量、高效率、低风险掘进,直接决定了工期与安全。 长大隧洞TBM施工面临多重挑战:围岩变化快、地质不确定性强、姿态控制难度大。传统作业模式高度依赖现场经验和人工干预,掘进、换步、纠偏等环节紧密衔接,任何误差累积都可能导致轴线偏差、效率下降,甚至引发安全风险和成本上升。 此次突破源于对关键工序的系统性智能化改造。建设团队自2023年10月起联合科研院校开展专项研究,围绕"粤海环北9号"进行全方位升级,构建集自主换步、自动纠偏、自主掘进于一体的智能掘进系统。其核心是将过去依靠人工判断的环节转化为可感知、可计算、可控制的闭环流程,让设备在连续作业中保持姿态稳定和参数匹配。 从实际效果看,该系统经受住了工程现场的检验。1月26日至2月1日期间,"粤海环北9号"TBM自主掘进累计完成441米——连续自主掘进275米——全程失误率低于2%,未发生安全质量事故,隧道轴线偏差符合规范。同时单次换步效率提升30%以上,减少了高风险环节的人员暴露时间。长距离连续自主掘进能力的形成,意味着工程推进可减少人工干预造成的波动,提升施工的确定性,为工期管理提供更稳定的"掘进节奏"。 这一突破的影响超越单项纪录。对重大水利工程而言,隧洞施工通常是关键线路,掘进效率与安全水平的提升将直接传导到整体工程进度与投资控制。更重要的是,这一实践为数智化建造在水利基础设施领域的落地提供了可复制、可评估的路径:以工程难点为牵引,以设备升级与算法控制为抓手,以全过程自动化为目标,在质量、安全、效率之间取得更优平衡。 下一步需要在技术成熟度和推广适配性上继续深化。一上,应完善复杂地质条件下的参数自适应能力,强化对突发工况的识别与处置,提高系统稳定性;另一方面,建议将施工过程数据标准化、结构化沉淀,形成可追溯的知识库与评价体系,为不同型号TBM和不同地质区段的应用提供依据。同时推进现场组织方式优化和人员技能转型,通过人机协同提升全链条作业效率。 随着国家水网建设加快推进,跨流域调水、长距离输水隧洞等工程需求将持续增长,复杂地质条件下的高效掘进技术将成为行业竞争的重要能力。此次实践表明,围绕关键工序实现自主化、自动化,有助于推动施工方式向更安全、更高效、更精细的方向转变。若能在更多工程场景中完成验证与迭代,并形成统一的技术标准与管理规范,智能掘进有望成为水利隧洞建设的常态化能力。
环北部湾广东工程TBM智能掘进技术的突破,充分反映了我国水利工程建设在科技创新驱动下的新进展。这种将自动化、智能化技术融入传统基础设施建设的做法,既提高了工程建设效率,又降低了安全风险,为水利工程高质量发展指明了方向。随着更多类似技术的推广应用,我国大型水利工程的建设能力和竞争力必将更提升。