关键词:
公路隧道
铣挖法
智能控制
BIM技术
数字孪生技术
摘要:
为解决传统隧道铣挖法存在的截割作业工作环境恶劣、安全风险高、成隧质量差等问题,提出一种基于BIM和数字孪生技术深度策划的隧道掘进智能控制开挖方法。首先,通过地面综合物理探测构建隧道三维地质模型,导入隧道结构参数、设备模型、测量控制构件要素,生成基于BIM虚拟隧道掌子面场景;其次,运用BIM和数字孪生技术深度规划掘进机截割作业时截割部运动路径与轨迹,设计自动截割作业控制程序,并进行施工模拟碰撞,以提高模拟运算的准确性。结果表明,该方法解决了隧道铣挖法智能化、自动化施工水平低的问题,实现离机遥控操作自动截割作业;利用局域网和传感技术,解决高粉尘、低照度环境下掘进机截割部运动跟踪定位的难题,实现“人-机-环”全面感知;通过感知系统精确定位,跟踪测量掘进机和截割部的位姿,实现对掘进机的远程监测与控制;通过测控与传感器、计算机技术,能够精确地控制截割头位置,完成掘进断面截割自动成形;通过控制系统精确地控制,截割部运动控制精度达到±20 mm,从而有效提高隧道成形质量。