数字化赋能长赣高铁,隧道爆破方案实现分钟级设计

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近日,云爆破平台在长赣高铁隧道钻爆施工中完成新一轮功能升级。围绕现场技术人员反馈最集中的炮孔编辑环节,云爆破对单孔参数编辑、批量修改、选取交互等能力进行了系统优化,使单循环爆破方案的设计与调整时间由原来的90分钟以上压缩至3分钟,进一步打通了“爆破方案数字化设计—智能凿岩台车精准施工”的数据闭环链路。

一、项目简况

长赣高铁是国家“八纵八横”高速铁路网“厦渝通道”的重要组成部分。本次应用所在的坪里隧道为长赣高铁沿线隧道工程,属单洞双线隧道,洞口段为浅埋偏压地段;隧道穿越湘赣低山丘陵区,地质条件多变,钻爆法施工对开挖轮廓控制的要求高。同标段的石牌隧道同样采用智能凿岩台车开展钻爆作业,掌子面围岩变化频繁,爆破方案需要随围岩条件动态调整。

图1  长赣高铁线路

图2  中铁十四局长赣高铁7标项目部

二、设计环节的问题

在传统施工模式中,受山区岩体条件复杂多变、设计依赖人工绘图等多重因素制约,爆破参数与方案的调整工作量大、过程繁复,单循环爆破方案人工设计耗时可达90分钟以上。大量时间消耗在炮孔布置的计算绘图上,方案迭代修改效率低,难以快速响应掌子面围岩的动态变化。

随着现场应用的深入,技术人员对“炮孔编辑”这一高频操作提出了大量改进诉求,此次云爆破的升级也集中在该方面。

三、升级改进的内容

围绕现场反馈最集中的编辑环节,云爆破做了如下优化:

1. 面板显示齐全

选中掌子面上的任意一个炮孔,编号、孔型、孔口坐标、起爆顺序、装药量,以及炮孔深度H、投影长度D、倾角φ、孔长L等参数会集中呈现在同一面板上,剖面图随参数同步刷新。

图3  单孔编辑:全要素参数集中呈现,剖面同步联动

图4  单孔编辑:孔深、倾角等参数修改后实时校核

2.炮孔参数批量修改

把需要调整的炮孔框进去,即可对孔深、投影距等参数进行赋值。系统会按输入的数据自动计算炮孔参数;点“逐孔预览”可先逐个核对换算结果,确认无误后一次性批量保存。掌子面起伏带来的辅助孔、周边孔超深问题,也就从“逐孔填数”变成了一次设定。

图5  批量修改:框选多个炮孔,逐孔预览后统一保存

四、设计方案导入

方案定稿后,云爆破一键输出孔位、孔深、倾角、装药量与起爆网路等完整数据,并生成标准化钻孔文件;文件导入智能凿岩台车控制系统、下发到车载终端后,台车按文件中的孔位、深度和外插角钻进。按照图纸一孔一孔敲参数的环节被跳过,抄错、录错的机会也一并消失。

图6  云爆破平台炮孔布置成果

图7  标准化钻孔文件导入台车车载终端

图8  智能凿岩台车按设计参数钻进

五、应用成效

时间更短:单循环爆破方案的设计与调整,由约90分钟降到3分钟,基本做到“围岩一变、方案即改”;

迭代更轻:临时调整不再推倒重来,改一批孔就是一次操作;

流转更顺:数据文件直接进台车,跳过图纸与人工录入环节;

成型更稳:炮孔利用率保持在90%以上,开挖面轮廓平顺,超欠挖可控。

图9 爆破后掌子面效果图

六、结尾

本次功能升级立足现场实际需求,紧扣炮孔参数编辑这一关键环节,有效解决了方案调整周期长、参数修改繁琐等突出问题,进一步提升了爆破设计成果的规范性与可执行性。后续,将系统总结本项目应用经验,持续完善相关功能模块,形成可复制、可推广的隧道钻爆数字化解决方案,助力隧道工程机械化、信息化、智能化建设水平稳步提升。

图文 | 李博文

审核 | 杜念伟