智能型凿岩台车关键技术研究与应用

项目简介：

我国是名副其实的隧道超级大国，然而我国的隧道施工水平与国外差距显著。国内隧道95%以上采用钻爆法施工，而其中最普遍的是采用人工风钻凿岩机施工，存在人员需求多、劳动强度高、施工效率低、安全性低、质量差等问题。即使少数采用全液压凿岩台车进行施工仍存在地质风险高、施工精度低、质量控制差等一系列难题，尤其是面向川藏铁路等一批国家重大重难工程建设，世界尚无装备能满足施工需求。针对上述难题，铁建重工联合中南大学历时多年技术攻关，突破核心技术，研制出具有数字化控制、多重感知、自主分析决策能力的智能型凿岩台车并实现产业化，作为隧道智能建造的核心装备，其推动了隧道建设方式向动态优化设计、自主精准施工、质量在线评价的重大转变。主要创新成果包括：

1、提出了多源信息融合的围岩智能分级技术，颠覆了传统人工经验为主的围岩分级方式，避免盲目施工，极大提高了施工安全，解决了工程围岩亚分级和隧道动态设计难题。

2、提出了隧道三维空间整机快速自主定位技术，实现了基于机载扫描仪和导向激光的快速自主定位技术，解决了隧道施工装备三维空间定位的难题。

3、突破了大惯量柔性臂架高精度控制技术,实现了臂架末端位姿精确控制,比现有技术水平提高50%以上。

4、突破了隧道三维扫描与轮廓重建技术，实现了隧道施工质量的在线评价，提高了施工装备对外界环境的感知能力，颠覆了以往依靠目视判断和人工填报的评价方式。

项目获专利授权18项，其中发明专利7项，由湖南省机械工业协会组织的、丁荣军院士任组长的鉴定专家组一致认为：该项目技术难度大，创新性强，总体技术达到国际领先水平。近三年，铁建重工已实现智能型凿岩台车销售收入约20亿元，国内市场占有率超90%。本项目建立了国内首个隧道智能装备产业基地，带动了配套企业整体发展。项目成果已在郑万高铁、玉磨铁路等重点工程成功应用，促进了我国隧道建造技术的进步，推动了我国从隧道建设大国向隧道建设强国的转变。

获奖等级：二等奖

完成单位：中国铁建重工集团有限公司；中南大学