原标题:“追光”34年,洪开荣说:“当光芒照进贯通的隧道,是我最满足的时刻”——(引题)
他给盾构装上“智能掘进脑”(主题)
工人日报-中工网记者 赵思远 通讯员 宋宝华
4月12日,洪开荣站在上海崇明岛上,隔着十余公里宽的江面,望向江苏太仓。此刻,近90米深的水下,“领航号”盾构机正以每天16~28米的速度穿越长江。
“领航号”正在掘进的,是由中铁隧道局承建的世界行车速度最高的水下隧道——崇太长江隧道。“通车后,350公里时速的高铁将穿江而过,两地实现分钟必达。”全国劳动模范、中铁隧道局首席专家洪开荣振奋地说。
“领航号”搭载的“智能掘进脑”系统由洪开荣带领团队自主研发。这一“智脑”,让“领航号”实现“参与自决策、操作自执行”的智能掘进,也让隧道建设实现从“经验驱动”到“数据驱动”的突破。
从1991年开始就一直与隧道打交道,洪开荣是众多“追光者”中的一员。“当光芒照进贯通的隧道,是我最满足的时刻。”他说。
图为洪开荣在“领航号”盾构机中控室内就智能掘进情况与现场技术人员交流。杨婷尧 摄
冒着生命危险做试验
时间拨回到世纪之交,当时的中国盾构事业面临两个“老大难”:一是盾构严重依赖进口,出现技术问题不会修,受制于人;另一个是我国幅员辽阔、地质条件复杂,“洋盾构”经常“水土不服”。施工中,洪开荣和同事们常常因为不掌握核心技术受限、受屈。
一次施工中,一台盾构机抓不牢管片,施工人员向外方代表求助,对方提出更换真空吸盘,但这至少要花费300多万元。
“不花这笔钱也能解决问题。”当时已是高级工程师的洪开荣经过充分的理论分析和周密计算,提出了调整参数设置解决问题的方案。
傲慢的外方代表直接否定了方案,“出了问题你们自己负责。”但倔强的洪开荣坚持要尝试。
“你们放心调整参数。”洪开荣让其他技术人员留在地面,只身一人进入地下施工现场,近距离观察管片抓取情况。
朝夕相处的技术人员把心都提到了嗓子眼。“一片管片重达3吨多,吊起时会晃动,稍有不慎就会造成难以想象的后果。洪工这是拿生命在做试验啊。”一位当时在现场参与调试的技术人员回忆说。
洪开荣在现场镇定地看着盾构设备按照他设定的参数牢牢抓取管片,慢慢上升到他的头顶上方,移动、固定,成功!
也是从那时起,他和同事们下定决心,“一定要造中国人自己的盾构机。”
2002年起,中铁隧道局依托国家863计划,联合相关高校、研究院所和企业,自主研发盾构关键技术。洪开荣和研发团队在各个盾构隧道项目“安家”,将参数推算和问题论证搬到了施工现场。
6年后,他们研发出了第一台国产复合式盾构机——“中国中铁1号”。中国自此打破了“洋盾构”垄断,掌握了盾构机制造的核心技术。
2020年2月25日,由中铁隧道局承建的特拉维夫红线地铁全线贯通。洪开荣心潮澎湃:这是中国隧道技术和盾构技术首次整体出口,中国盾构走向了世界!
量“隧”定“盾”,成本控制到一颗螺钉
“坚持在隧道里发现问题、观察问题、解决问题,每个隧道都是他的实验室。”这是中铁隧道局科技创新与数字化部副部长冯欢欢对洪开荣最深的印象。
引汉济渭项目施工中,隧道岩爆现象突出,威胁施工人员生命安全。洪开荣与一众专家马不停蹄向问题现场进发。
冯欢欢回忆说,当时隧道内温度有四十多度,为了等待一个完整的岩爆过程,并对岩爆结束后掉落的岩块进行观察和取样,总结岩爆发生规律,洪开荣在隧道内一待就是几个小时。
最终,洪开荣团队经过紧急攻关,针对不同岩爆等级采用相应支护措施,有效保障了施工人员安全。
广深港铁路客运专线狮子洋隧道,是当时国内最长、承受水压最大、标准最高、世界速度目标值最高的水下铁路隧道。“那时的盾构江底对接是世界级难题,狮子洋隧道也是国内大直径盾构第一次在长距离软硬不均地层施工。”洪开荣回忆说。
超长距离水下隧道需要两台盾构机相向施工,最终在江底会合。通常做法是“筑岛取机”——在会合点构筑人工岛,然后建竖井取出两台盾构机,但这样不仅会增加工程成本,还要受江海航运等客观因素影响。
时任狮子洋隧道项目经理的洪开荣组建攻关团队寻求破解之法。他们探索出了“相向掘进、地中硬接、洞内解体”的盾构对接施工方法,将盾构机在江底对接后就地拆卸,设备部件从隧道原路运出,大大节省了人力、物力。“这就好比在水下做了一个无创血管手术,再也不用在江海上划开口子做‘剖腹产’了。”洪开荣说。
“我追求的盾构隧道是一首控本增效、数字智能、工艺美学兼具的奏鸣曲。”洪开荣坚持量“隧”定“盾”,将进度分析到分钟,成本控制到一颗螺钉。
“领航”智能掘进
遍布工业化传感器的盾构机一边向前掘进,一边实时报告自主决策的掘进参数和数据。无人运输物料车有条不紊地行驶,弧形件智能拼装机器人将拼装精度控制在毫厘之间。
“这台盾构机拥有独立思考、智能分析和自主判断作业能力。”中控室内,洪开荣看着“领航号”掘进的实时画面,向记者介绍说。
经过洪开荣团队多年的攻关,中铁隧道局已建成盾构隧道智能建造V2.0技术体系,形成智能感知、设计、预制、掘进、安装、构筑、环控、运输、管控等九大成果,在崇太长江隧道工程中,这一技术体系实现了常态化应用。
这会给盾构施工带来怎样的改变?洪开荣以盾构隧道底部大型弧形件智能拼装举例:“以往的大型弧形件拼装误差是5~10毫米,现在降低到了1毫米左右,作业效率也提升了5倍。”
打开洪开荣的手机备忘录,密密麻麻记录着他的工作笔记,有的是工程数据,有的是一段话或是只言片语的想法。“不管是在现场还是实验室,有灵感我会随时记录,没准就会对未来的技术攻关有帮助。”洪开荣说。
洪开荣团队研发搭建了行业最大的盾构TBM工程大数据中心,实现盾构隧道建造工程地质、施工环境、盾构群组装备等多源异构数据融合,为行业提供了数据基础与原发平台。该平台被纳入工信部试点示范项目,取得多项技术创新成果,服务560多个工程项目。
“隧道还将有更多功能被开发,更多场景能应用。”眼下,洪开荣团队正着手构建盾构隧道的数据数字化共同体,通过数据共享、技术交互、产学研合作,把无形数据转化成有形资产,让盾构隧道施工更加智能。
来源:中工网-工人日报