《地下工程非开挖隧道自动测量系统关键技术研发及其应用》

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该项目属于工程测量自动化技术领域随着社会发展进步,自动测量技术在地下非开挖隧道工程的建设中被广泛应用,在隧道工程应用中大部分依赖国外进口,每套价格约120万。这些系统只能固定与一台掘进设备配套,无法用于其他的掘进设备,涉及知识产权保护,后期技术支持困难,较难满足特定工况的盾构、顶管工程的测量需求。使工程建设的工期、项目成本大大增加。

该项目针对上述现状,以攻克拥有自主知识产权的自动测量系统为主线,确立能适用于各类地下非开挖隧道自动测量系统为研究方向,研发超长距离多曲线顶管自动测量导向系统、盾构自动测量导向系统等技术,建立地下非开挖隧道工程多功能模块化自动测量系统体系。解决了特定工况地下非开挖隧道工程的自动测量技术难题。保证了隧道施工安全,确保了工程的质量,提高了测量的精度,测量成本降低三分之二,综合工作效率提升70%。并形成了三大关键技术创新:

1、首创开发了超长距离多曲线顶管自动导向测量系统针对单次顶进长度超2km以上的超长距离曲线顶管,没有同类工程实践和研究成果供参考。通过应用自主研发的多仪器可移动接力顶管自动测量导向系统,解决了在超长距离曲线顶管中较难应用现有自动测量技术的难题。比人工测量效率提高了5倍以上,比原有自动测量效率提高了2倍,贯通测量精度提高了3倍,顶管施工效率提高20%。

2、研发了盾构隧道的自动测量导向系统针对国内使用的自动导向测量系统,因知识产权保护,较难在自主改造的盾构机及特殊工况的隧道中应用等难题。自主研发了多台全站仪组成的盾构自动测量导向系统,解决了在小管径、小曲率的隧道中无法加大测站观测距离且需停机搬站的难题。测量效率提高了50%,测量精度提高了1倍,盾构施工效率提高了10%。

3、建立地下非开挖隧道工程多功能模块化自动测量系统体系研发了多功能模块化自动测量系统体系,根据工程不同需求,配备适合的多功能模块化自动测量系统。解决了各类地下非开挖隧道工程中应用新工艺、新技术及特殊工况无法正常使用常规自动测量系统的难题,开辟了多功能模块化自动测量系统在各类地下非开挖隧道工程中应用的全新解决方案。

该系统的后续研发效率提升了2倍。

基于以上创新,项目成果为城市重大管网隧道的掘进施工安全提供重要的技术保障,获授权发明1件、软件著作权1件、市级测量工法1件、获授实用新型1件,项目相关内容已纳入上海市《顶管工程施工规程》,另外3件发明专利正在实审中。经中国科学院上海科技查新咨询中心检索及专家评审项目成果总体水平达到国际先进。三年新增产值4836.51万元,利税260.19万元,节约127.5万元。成果研究对改善民生,保障地下隧道工程质量,促进智能、绿色为特征的通用性技术突破,信息技术、人工智能等新技术在非开挖隧道工程建设、质量控制和安全保障等领域应用。同时也为今后的建筑业转型升级,行业科技进步奠定了坚实的基础。

成果说明

在各类重大工程建设中,普遍面临着工况条件复杂,施工工艺复杂,施工难度大等难题,该项目对超长距离多曲线顶管的自动测量导向系统、盾构隧道的多模式自动测量导向系统等问题进行深入研究,建立了地下工程非开挖隧道多功能模块化自动测量系统体系,形成多项专利、软件著作权、测量工法等自主知识产权,并在多项重大工程建设中得到推广应用,取得了良好的经济效益和社会效益。

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