原標題：他給盾構(gòu)裝上“智能掘進腦”，助力中國盾構(gòu)走向世界！
作者 | 趙思遠 宋寶華
4月12日，洪開榮站在上海崇明島上，隔著十余公里寬的江面，望向江蘇太倉。此刻，近90米深的水下，“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機正以每天16～28米的速度穿越長江。
“領(lǐng)航號”正在掘進的，是由中鐵隧道局承建的世界行車速度最高的水下隧道——崇太長江隧道?！巴ㄜ嚭?，350公里時速的高鐵將穿江而過，兩地實現(xiàn)分鐘必達?！比珖鴦趧幽７丁⒅需F隧道局首席專家洪開榮振奮地說。
“領(lǐng)航號”搭載的“智能掘進腦”系統(tǒng)由洪開榮帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)。這一“智腦”，讓“領(lǐng)航號”實現(xiàn)“參與自決策、操作自執(zhí)行”的智能掘進，也讓隧道建設(shè)實現(xiàn)從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的突破。
從1991年開始就一直與隧道打交道，洪開榮是眾多“追光者”中的一員?！爱敼饷⒄者M貫通的隧道，是我最滿足的時刻?！彼f。
冒著生命危險做試驗
時間撥回到世紀之交，當時的中國盾構(gòu)事業(yè)面臨兩個“老大難”：一是盾構(gòu)嚴重依賴進口，出現(xiàn)技術(shù)問題不會修，受制于人；另一個是我國幅員遼闊、地質(zhì)條件復雜，“洋盾構(gòu)”經(jīng)?！八敛环?。施工中，洪開榮和同事們常常因為不掌握核心技術(shù)受限、受屈。
一次施工中，一臺盾構(gòu)機抓不牢管片，施工人員向外方代表求助，對方提出更換真空吸盤，但這至少要花費300多萬元。
“不花這筆錢也能解決問題?！碑敃r已是高級工程師的洪開榮經(jīng)過充分的理論分析和周密計算，提出了調(diào)整參數(shù)設(shè)置解決問題的方案。
傲慢的外方代表直接否定了方案，“出了問題你們自己負責?！钡髲姷暮殚_榮堅持要嘗試。
“你們放心調(diào)整參數(shù)?！焙殚_榮讓其他技術(shù)人員留在地面，只身一人進入地下施工現(xiàn)場，近距離觀察管片抓取情況。
朝夕相處的技術(shù)人員把心都提到了嗓子眼。“一片管片重達3噸多，吊起時會晃動，稍有不慎就會造成難以想象的后果。洪工這是拿生命在做試驗啊?！币晃划敃r在現(xiàn)場參與調(diào)試的技術(shù)人員回憶說。
洪開榮在現(xiàn)場鎮(zhèn)定地看著盾構(gòu)設(shè)備按照他設(shè)定的參數(shù)牢牢抓取管片，慢慢上升到他的頭頂上方，移動、固定，成功！
也是從那時起，他和同事們下定決心，“一定要造中國人自己的盾構(gòu)機?！?/p>
2002年起，中鐵隧道局依托國家863計劃，聯(lián)合相關(guān)高校、研究院所和企業(yè)，自主研發(fā)盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)。洪開榮和研發(fā)團隊在各個盾構(gòu)隧道項目“安家”，將參數(shù)推算和問題論證搬到了施工現(xiàn)場。
6年后，他們研發(fā)出了第一臺國產(chǎn)復合式盾構(gòu)機——“中國中鐵1號”。中國自此打破了“洋盾構(gòu)”壟斷，掌握了盾構(gòu)機制造的核心技術(shù)。
2020年2月25日，由中鐵隧道局承建的特拉維夫紅線地鐵全線貫通。洪開榮心潮澎湃：這是中國隧道技術(shù)和盾構(gòu)技術(shù)首次整體出口，中國盾構(gòu)走向了世界！
量“隧”定“盾”，成本控制到一顆螺釘
“堅持在隧道里發(fā)現(xiàn)問題、觀察問題、解決問題，每個隧道都是他的實驗室。”這是中鐵隧道局科技創(chuàng)新與數(shù)字化部副部長馮歡歡對洪開榮最深的印象。
引漢濟渭項目施工中，隧道巖爆現(xiàn)象突出，威脅施工人員生命安全。洪開榮與一眾專家馬不停蹄向問題現(xiàn)場進發(fā)。
馮歡歡回憶說，當時隧道內(nèi)溫度有四十多度，為了等待一個完整的巖爆過程，并對巖爆結(jié)束后掉落的巖塊進行觀察和取樣，總結(jié)巖爆發(fā)生規(guī)律，洪開榮在隧道內(nèi)一待就是幾個小時。
最終，洪開榮團隊經(jīng)過緊急攻關(guān)，針對不同巖爆等級采用相應支護措施，有效保障了施工人員安全。
廣深港鐵路客運專線獅子洋隧道，是當時國內(nèi)最長、承受水壓最大、標準最高、世界速度目標值最高的水下鐵路隧道?！澳菚r的盾構(gòu)江底對接是世界級難題，獅子洋隧道也是國內(nèi)大直徑盾構(gòu)第一次在長距離軟硬不均地層施工?！焙殚_榮回憶說。
超長距離水下隧道需要兩臺盾構(gòu)機相向施工，最終在江底會合。通常做法是“筑島取機”——在會合點構(gòu)筑人工島，然后建豎井取出兩臺盾構(gòu)機，但這樣不僅會增加工程成本，還要受江海航運等客觀因素影響。
時任獅子洋隧道項目經(jīng)理的洪開榮組建攻關(guān)團隊尋求破解之法。他們探索出了“相向掘進、地中硬接、洞內(nèi)解體”的盾構(gòu)對接施工方法，將盾構(gòu)機在江底對接后就地拆卸，設(shè)備部件從隧道原路運出，大大節(jié)省了人力、物力?！斑@就好比在水下做了一個無創(chuàng)血管手術(shù)，再也不用在江海上劃開口子做‘剖腹產(chǎn)’了。”洪開榮說。
“我追求的盾構(gòu)隧道是一首控本增效、數(shù)字智能、工藝美學兼具的奏鳴曲?！焙殚_榮堅持量“隧”定“盾”，將進度分析到分鐘，成本控制到一顆螺釘。
“領(lǐng)航”智能掘進
遍布工業(yè)化傳感器的盾構(gòu)機一邊向前掘進，一邊實時報告自主決策的掘進參數(shù)和數(shù)據(jù)。無人運輸物料車有條不紊地行駛，弧形件智能拼裝機器人將拼裝精度控制在毫厘之間。
“這臺盾構(gòu)機擁有獨立思考、智能分析和自主判斷作業(yè)能力。”中控室內(nèi)，洪開榮看著“領(lǐng)航號”掘進的實時畫面，向記者介紹說。
經(jīng)過洪開榮團隊多年的攻關(guān)，中鐵隧道局已建成盾構(gòu)隧道智能建造V2.0技術(shù)體系，形成智能感知、設(shè)計、預制、掘進、安裝、構(gòu)筑、環(huán)控、運輸、管控等九大成果，在崇太長江隧道工程中，這一技術(shù)體系實現(xiàn)了常態(tài)化應用。
這會給盾構(gòu)施工帶來怎樣的改變？洪開榮以盾構(gòu)隧道底部大型弧形件智能拼裝舉例：“以往的大型弧形件拼裝誤差是5~10毫米，現(xiàn)在降低到了1毫米左右，作業(yè)效率也提升了5倍?！?/p>
打開洪開榮的手機備忘錄，密密麻麻記錄著他的工作筆記，有的是工程數(shù)據(jù)，有的是一段話或是只言片語的想法。“不管是在現(xiàn)場還是實驗室，有靈感我會隨時記錄，沒準就會對未來的技術(shù)攻關(guān)有幫助?！焙殚_榮說。
洪開榮團隊研發(fā)搭建了行業(yè)最大的盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)盾構(gòu)隧道建造工程地質(zhì)、施工環(huán)境、盾構(gòu)群組裝備等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，為行業(yè)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與原發(fā)平臺。該平臺被納入工信部試點示范項目，取得多項技術(shù)創(chuàng)新成果，服務(wù)560多個工程項目。
“隧道還將有更多功能被開發(fā)，更多場景能應用?！毖巯拢殚_榮團隊正著手構(gòu)建盾構(gòu)隧道的數(shù)據(jù)數(shù)字化共同體，通過數(shù)據(jù)共享、技術(shù)交互、產(chǎn)學研合作，把無形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成有形資產(chǎn)，讓盾構(gòu)隧道施工更加智能。
來源：工人日報微信公眾號
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