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创新突破!中铁科研院推动隧道超欠挖技术实现智能化
作者:系统管理员  来源:中铁西南科学研究院有限公司   发布于:2019-11-05 09:47:08    文字:【】【】【

在大量使用钻爆法进行地下隧道开挖的背景下,先进安全智能的技术保障成为重中之重。针对目前爆破自动化智能化发展不足问题,着眼于解决整个爆破系统的管理及操作环节智能和自动统筹规划的能力,中铁科研院、二局、四局相关爆破、检测、施工、自动化、信息化、人工智能及管理方面专家及技术人员近30人组建科研团队,中铁科研院总经理李林亲自挂帅,开启了隧道超欠挖控制系统技术的攻坚之战。

在三年的科研时间里,项目组开展了隧道爆破设计智能化、隧道超欠挖智能化检测、爆炸物品管理标准、隧道炸药混装车应用技术及爆破作业安全质量管理信息化系统等5方面的研究工作,根据控制震速建立起爆网络连接系统,并开发隧道爆破技术智能化设计系统。攻克根据围岩情况和隧道断面情况等的爆破智能设计技术、神经网络预测云端化及根据现场实施情况的反馈系统等技术难点。

针对隧道超欠挖过程控制中的钻孔角度、钻孔位置及爆破后断面检测问题,专家组结合我国隧道工程实际情况,从实用性、精度、成本等多方面进行试验对比分析,提出了钻孔检测杆方案,攻克检测杆精度、无线组网及断面检测等难点,结合全站仪进行检测,实现超欠挖的过程控制及爆破效果检测,并开发相应的现场手机APP及检测信息化管理系统。

项目组以现行法律、法规为基础,按层级化、程序化、标准化的形式确定爆破物品管理流程,制定爆炸物品在不同作业程序中的标准化管理流程,通过信息化系统实现设计方案执行情况及爆破物品领退数量进行自动闭合,对方案设计、库房管理、作业过程进行智能化的管理。

经过3年深入研究及试验,项目取得了一系列的阶段性成果。针对爆破设计智能化提出了基于机器学习决策树的隧道爆破参数选区方法及训练-预测分离的云端神经网络参数选取方法,编制了隧道炮孔自动布置系统及智能云端爆破设计管理系统;研制了超欠挖过程控制及效果检测的手机端软件及配套炮眼钻孔检测杆,编制了隧道超欠挖检测信息化管理系统,实现了超欠挖过程控制及爆破效果检测;制定了爆炸物品管理标准,编制了隧道爆炸物品管理信息化系统;进行了炸药混装车在隧道施工中应用的可行性及相关实施技术研究。

     项目获得授权发明专利1项,实用新型专利1项,软件著作权2项,发表相关科技论文3篇。项目成果在杭黄铁路、成蒲铁路等相关项目中取得成功应用。

     随着项目研究成果在实际应用中不断优化改进、深化研究,相关成果形成从爆破设计、施工、检测到管理的智能化及统筹能力,为隧道爆破施工提供有效技术支持。隧道超欠挖控制技术研究项目将智能化与传统工艺相结合,在飞速发展的信息时代,书写科技创新的精彩画卷。

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