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惊艳全场!世界隧道大会上的“神仙装备”

  “中铁1237号”绿色盾构,刀盘直径9.16米,长135米,总重1900多吨。该设备兼具智能控制和低碳环保两大特色,可通过对盾构掘进过程中各系统的自动智能管理,自主达到掘进效率和能源消耗的最佳匹配。相比于盾构常规配置的IE3能效等级电机,本次搭载的IE4能效等级电机,其耗能排放量比常规降低20%左右。此外,该设备还搭载了连续掘进技术、快速换模技术等,掘进效率大幅度的提高,节能减排效率显著提升。

  “高加索号”是全球最大直径全断面硬岩掘进机,刀盘直径15.084米,整机长度约182米,重量约3900吨,采用主动铰接系统,搭载多项创新技术,极大提高了设备稳定性和地质适应性。该设备有高低挡位快速切换、掘进与拼装同步作业等技术特点,满足了稳定围岩高转速掘进和软弱围岩大扭矩等不一样的情况下的掘进需求,实现了掘进与拼装两道工序并联作业,设备掘进效率提升20%到30%。

  新一代掘锚一体机全面升级,具有破煤、装煤,提供临时支护与除尘,同时支护部分顶板锚杆和侧帮上部锚杆等功能。据悉,它还搭载了智能掘进控制技术、组合式定位导航技术、安全报警及维护技术、人员定位及环境感知技术等,在可靠性、智能化以及掘进效率方面均表现出卓越性能。

  CTR450悬臂掘进机是一种用于隧道非爆法开挖的机械化重型高效掘进装备,整机总重188吨,截割部为超长伸缩结构设计,最大伸长量1.2米,最大单次定位截割断面面积达76平方米。该设备是采用软、硬岩双类型截割头配置,适应范围广,此外还具备高稳定性、高截割效率、低消耗、超挖量小等特点,可用于平原及海拔4500米高原的公铁路、水利、市政等工程的掘进施工。

  DJ系列三臂凿岩台车是一种采用钻爆法施工的隧道凿岩设备,最大覆盖面积为31至190平方米,最大钻孔高度为5.4至13.1米,钻孔直径43至140毫米。该设备适用于地铁、公路、水利、铁路、市政、矿山等多领域,大多数都用在山岭隧道钻爆法全断面或微台阶法钻孔开挖作业,还可用于超前地质钻探、超前管棚钻设、超前注浆钻孔、径向锚杆钻设、辅助装药及撬毛等多种施工作业。

  大坡度水平运输编组列车是创新领域的拳头产品,70%坡度下最大牵引重量140吨。三轨双模式驱动液压运输编组率先采用了“胶轮驱动+钢轮驱动”的复合轨双模式驱动技术,其钢轮动力水平布置,胶轮驱动垂直设计,确保大坡度运行不再受机车载重限制,解决了零下40℃、狭窄拥挤的空间、超大坡度等多种极端工况下隧道施工物料运输的难题,为大坡度隧道施工运输提供了全新解决方案。

  垂直皮带机专门用于隧道开挖出渣的连续性物料运输设备,主要和盾构机、硬岩TBM配套施工,具有出渣速度快、施工效率高、操作维护简单、无污染、抗天气因素干扰性强等特点,可实现不停机掘进,是隧道施工机械化、成套化的关键设备。该设备可按照每个客户需求进行针对性设计,以满足生产特殊用途。

  中国中铁坚持“机械化换人、自动化减人、智能化无人”理念,研制了CTR系列悬臂掘进机、DJ系列凿岩台车、HP系列混凝土湿喷台车、GJ系列拱架安装台车、MT系列锚注台车等核心产品,覆盖隧道机械化施工的七大作业线,建立了硬岩隧道和软岩隧道两套机械化成套装备作业体系,为客户提供全工序机械化解决方案,推动隧道建造行业进步。

  MT系列高原型智能锚注一体台车是隧道锚杆支护工序全机械化作业的新型施工装备,可实现钻孔、锚杆安装、树脂搅拌、预应力施加及注浆工序全机械化施作,具有适应锚杆种类多、施工可靠性高、施工速度快等优点。

  移动集成式混凝土外加剂反应釜实现了母液生产、复配站的小型化。该设备能便捷移动,大幅度降低母液和复配的生产所带来的成本;通过智能化设计,可将温度、压力、反应时间等参数精确把控,实现对反应过程的严控,确保反应安全,提升产品质量。

  爬壁机器人适用于工业设施、机器、建筑结构等垂直面上,搭载相机或者雷达后能够直接进行结构物表观和本体结构的病害检测。此外,还能够直接进行高空设备、结构物的巡检、维护、清洁、喷涂等操作,使用爬壁机器人能够大幅度提高工作效率和安全性。

  四足机器人,主要使用在于施工现场或运维现场的巡检、侦查、安防、测绘等。该设备拥有独创的融合感知能力,能快速、稳健越障与上下镂空楼梯,其使用温度范围-20℃到55℃,打破了更多场景限制。同时,它自带全面实时监控系统及应急处理系统,能够针对突发任务快速反应,保障智能作业的同时更安全高效。

  作业机械臂是一种用于模仿和替代人类操作的机器人,具有高效性、可编程性、安全性、精准性、多功能性等特点,能够实现拾取、装配、焊接、喷涂等操作任务。该设备能广泛地用于钢筋加工厂的半成品钢筋拾取、焊接、堆码、搬运,也可用于搭载激光切割头、焊枪等设备,能够大幅度提升现场作业效率和施工精度。

  挂轨式巡检机器人系统以自主或遥控的方式,在无人值守的室内环境(如开关室、 GIS 室、保护室、厂区、管廊等),完成对设备及环境进行监测巡检任务。可及时有效地发现设备的故障、缺陷等非正常现象,提高运行的工作效率和质量,真正起到减员增效的作用。

  中铁“万新号”隧道智能综合检测车攻克了隧道结构裂缝高精度移动非接触测量、隧道结构病害空间雷达检测、随车智能无人机巡检等行业技术瓶颈,实现了隧道结构表观病害、内部病害检测及道路旁边的环境快速、移动、智能检测,明显提升了检测作业效率与质量,确保了隧道维护工作的科学性和有效性。

  HSP超前地质预报仪主要是针对TBM隧道空间狭小、物探信源干扰大等问题,系统采用模块化设计,搭载不需要改造TBM,能在不停机的情况下对不良地质进行实时精准探测;创新性地采用刀盘刀具破岩振动信号作为激发震源,实现不停机实时地质感知与图像智能解译。该设备的探测解译成果即时上传于TBM平台,真正意义上实现了TBM的随掘、随探、随馈,为TBM掘进智能化赋能。

  机器视觉图像结构位移测量技术属于摄影测量法的一种,通过计算监测点与基准点在同一个CMOS 传感器上成像的像素坐标差的变化,反映被测物体点的位移情况,具备非接触测量、高精度、平台扩展性强、与人工智能技术衔接良好等优势。

  该系统针对检验测试的数据失真问题,通过开发数据锁定设备将检验测试的数据上传至人工智能自动识别系统,实现对隧道衬砌钢筋、空洞和衬砌厚度三类参数的地质雷达图像的智能识别与计算,并自动出具相关检测结果,平均准确率超过95%。该系统目前已应用于贵南铁路、盘兴铁路、宜威高速等多个铁路、公路及城市轨道交通在建项目。

  中国中铁为提升隧道病害整治施工——钻孔、凿毛、开槽、拱架安装及混凝土喷射等关键工序的效率,研制了运营隧道维护多功能作业台车,实现了上述关键工序的机械化全断面作业。相比传统作业方式单工序施工效率提高8-10倍,减少作业人员数量50%以上。据悉,该装备已应用到成昆铁路、沪昆铁路、达成铁路、宝成铁路、内六铁路等二十余座运营隧道病害整治工程中。

  隧道智能通风是基于数字孪生、机器学习等技术开发的一种针对隧道施工通风全过程、全工序的实时控制管理系统,能根据隧道内作业环境,如有害化学气体、粉尘、温湿度、能见度等一直在变化的特点,实时对风机变频器进行智能调节,解决了隧道内空气质量不达标与通风能耗难以控制的问题,实现隧道施工通风的智能化节能控制,与传统通风方式相比,节约能源的效果达15%以上。

  轨行式隧道结构智能综合检测机器人主要有三维激光扫描检测系统、机器视觉检测系统、主控制箱、便携式轨道小车、数据采集与处理软件等组成,可实现隧道衬砌结构表观病害、结构形变一体化快速检测与智能识别,适用于城市轨道交通、铁路等隧道及地下工程全寿命周期质量无损综合检测。

  混凝土3D打印智能建造试验平台主要由7轴摆臂机器人、混凝土打印头、中心控制柜、运动导轨、机器人群控系统及集成打印配套设备(拌合、泵送、布料设备)等组成。平台工作原理是通过编程控制各轴角度和位姿,操作机械臂打印机端点的空间点位、运动速率及打印材料的泵送,完成混凝土结构打印作业。其大多数都用在地下工程异形混凝土结构的无模制造试验,及结构裂损部位的原位修复试验。

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