原標(biāo)題：他給盾構(gòu)裝上“智能掘進(jìn)腦”，助力中國(guó)盾構(gòu)走向世界！

作者 | 趙思遠(yuǎn)  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(cāng)。此刻，近90米深的水下，“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī)正以每天16～28米的速度穿越長(zhǎng)江。

“領(lǐng)航號(hào)”正在掘進(jìn)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(zhǎng)江隧道。“通車后，350公里時(shí)速的高鐵將穿江而過，兩地實(shí)現(xiàn)分鐘必達(dá)?！比珖?guó)勞動(dòng)模范、中鐵隧道局首席專家洪開榮振奮地說(shuō)。

“領(lǐng)航號(hào)”搭載的“智能掘進(jìn)腦”系統(tǒng)由洪開榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)。這一“智腦”，讓“領(lǐng)航號(hào)”實(shí)現(xiàn)“參與自決策、操作自執(zhí)行”的智能掘進(jìn)，也讓隧道建設(shè)實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”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?dāng)光芒照進(jìn)貫通的隧道，是我最滿足的時(shí)刻。”他說(shuō)。

冒著生命危險(xiǎn)做試驗(yàn)

時(shí)間撥回到世紀(jì)之交，當(dāng)時(shí)的中國(guó)盾構(gòu)事業(yè)面臨兩個(gè)“老大難”：一是盾構(gòu)嚴(yán)重依賴進(jìn)口，出現(xiàn)技術(shù)問題不會(huì)修，受制于人；另一個(gè)是我國(guó)幅員遼闊、地質(zhì)條件復(fù)雜，“洋盾構(gòu)”經(jīng)?！八敛环?。施工中，洪開榮和同事們常常因?yàn)椴徽莆蘸诵募夹g(shù)受限、受屈。

一次施工中，一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)抓不牢管片，施工人員向外方代表求助，對(duì)方提出更換真空吸盤，但這至少要花費(fèi)300多萬(wàn)元。

“不花這筆錢也能解決問題。”當(dāng)時(shí)已是高級(jí)工程師的洪開榮經(jīng)過充分的理論分析和周密計(jì)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(fù)責(zé)?！钡髲?qiáng)的洪開榮堅(jiān)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(jìn)入地下施工現(xiàn)場(chǎng)，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?！耙黄芷剡_(dá)3噸多，吊起時(shí)會(huì)晃動(dòng)，稍有不慎就會(huì)造成難以想象的后果。洪工這是拿生命在做試驗(yàn)啊?！币晃划?dāng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)參與調(diào)試的技術(shù)人員回憶說(shuō)。

洪開榮在現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)、固定，成功！

也是從那時(shí)起，他和同事們下定決心，“一定要造中國(guó)人自己的盾構(gòu)機(jī)?！?/p>

2002年起，中鐵隧道局依托國(guó)家863計(jì)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(tuán)隊(duì)在各個(gè)盾構(gòu)隧道項(xiàng)目“安家”，將參數(shù)推算和問題論證搬到了施工現(xiàn)場(chǎng)。

6年后，他們研發(fā)出了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)——“中國(guó)中鐵1號(hào)”。中國(guó)自此打破了“洋盾構(gòu)”壟斷，掌握了盾構(gòu)機(jī)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(guó)隧道技術(shù)和盾構(gòu)技術(shù)首次整體出口，中國(guó)盾構(gòu)走向了世界！

量“隧”定“盾”，成本控制到一顆螺釘

“堅(jiān)持在隧道里發(fā)現(xiàn)問題、觀察問題、解決問題，每個(gè)隧道都是他的實(shí)驗(yàn)室。”這是中鐵隧道局科技創(chuàng)新與數(shù)字化部副部長(zhǎng)馮歡歡對(duì)洪開榮最深的印象。

引漢濟(jì)渭項(xiàng)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(chǎng)進(jìn)發(fā)。

馮歡歡回憶說(shuō)，當(dāng)時(shí)隧道內(nèi)溫度有四十多度，為了等待一個(gè)完整的巖爆過程，并對(duì)巖爆結(jié)束后掉落的巖塊進(jìn)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(gè)小時(shí)。

最終，洪開榮團(tuán)隊(duì)經(jīng)過緊急攻關(guān)，針對(duì)不同巖爆等級(jí)采用相應(yīng)支護(hù)措施，有效保障了施工人員安全。

廣深港鐵路客運(yùn)專線獅子洋隧道，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)、承受水壓最大、標(biāo)準(zhǔn)最高、世界速度目標(biāo)值最高的水下鐵路隧道。“那時(shí)的盾構(gòu)江底對(duì)接是世界級(jí)難題，獅子洋隧道也是國(guó)內(nèi)大直徑盾構(gòu)第一次在長(zhǎng)距離軟硬不均地層施工?！焙殚_榮回憶說(shuō)。

超長(zhǎng)距離水下隧道需要兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)相向施工，最終在江底會(huì)合。通常做法是“筑島取機(jī)”——在會(huì)合點(diǎn)構(gòu)筑人工島，然后建豎井取出兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，但這樣不僅會(huì)增加工程成本，還要受江海航運(yùn)等客觀因素影響。

時(shí)任獅子洋隧道項(xiàng)目經(jīng)理的洪開榮組建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)尋求破解之法。他們探索出了“相向掘進(jìn)、地中硬接、洞內(nèi)解體”的盾構(gòu)對(duì)接施工方法，將盾構(gòu)機(jī)在江底對(duì)接后就地拆卸，設(shè)備部件從隧道原路運(yùn)出，大大節(jié)省了人力、物力。“這就好比在水下做了一個(gè)無(wú)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?！焙殚_榮說(shuō)。

“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(xué)兼具的奏鳴曲?！焙殚_榮堅(jiān)持量“隧”定“盾”，將進(jìn)度分析到分鐘，成本控制到一顆螺釘。

“領(lǐng)航”智能掘進(jìn)

遍布工業(yè)化傳感器的盾構(gòu)機(jī)一邊向前掘進(jìn)，一邊實(shí)時(shí)報(bào)告自主決策的掘進(jìn)參數(shù)和數(shù)據(jù)。無(wú)人運(yùn)輸物料車有條不紊地行駛，弧形件智能拼裝機(jī)器人將拼裝精度控制在毫厘之間。

“這臺(tái)盾構(gòu)機(jī)擁有獨(dú)立思考、智能分析和自主判斷作業(yè)能力?！敝锌厥覂?nèi)，洪開榮看著“領(lǐng)航號(hào)”掘進(jìn)的實(shí)時(shí)畫面，向記者介紹說(shuō)。

經(jīng)過洪開榮團(tuán)隊(duì)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(jì)、預(yù)制、掘進(jìn)、安裝、構(gòu)筑、環(huán)控、運(yùn)輸、管控等九大成果，在崇太長(zhǎng)江隧道工程中，這一技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化應(yīng)用。

這會(huì)給盾構(gòu)施工帶來(lái)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。”

打開洪開榮的手機(jī)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(yǔ)的想法?！安还苁窃诂F(xiàn)場(chǎng)還是實(shí)驗(yàn)室，有靈感我會(huì)隨時(shí)記錄，沒準(zhǔn)就會(huì)對(duì)未來(lái)的技術(shù)攻關(guān)有幫助。”洪開榮說(shuō)。

洪開榮團(tuán)隊(duì)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(shí)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(tái)。該平臺(tái)被納入工信部試點(diǎn)示范項(xiàng)目，取得多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新成果，服務(wù)560多個(gè)工程項(xiàng)目。

“隧道還將有更多功能被開發(fā)，更多場(chǎng)景能應(yīng)用?！毖巯拢殚_榮團(tuán)隊(duì)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(xué)研合作，把無(wú)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。