3D打印|智能机器人当家——颠覆传统隧道建设的新方式( 三 ) 智能机器人

掘洞阶段——新式挖掘机减少人员伤亡风险
为了从小型隧道和小型扩建隧道中分离、挖掘弃土，可以使用标准挖掘机。然而，对于更大的隧道项目， HyperTunnel公司正在开发一种新的拉铲式盾构技术，称为HyperShield ，利用露天开采中使用的技术，使一次开挖成为可能。
“工人们认为从隧道中清除矿石是一个问题，但如果你是一名矿工，那么矿石就是你的收入来源。当我们跟采矿业、石油和天然气行业的人交谈时，他们为了尽快将石油开采出来所做的降低成本、提高效率的措施，启发了我们。 ”Steve Jordan说。
HyperShield由之前建造隧道外壳时的HDPE管道中的电缆牵引，沿着隧道路线移动，并使用带有摄像头和激光雷达扫描系统的探头作为导向，由位于隧道外的操作人员进行控制。这大大降低了隧道建设时的人员伤亡风险。在准备、施工或开挖的任何阶段，都没有必要让人们进入未完工的隧道，这种充满潜在风险的环境中。
安装在HyperShield前面的一系列工具，可以切割出HDPE管道之间精确的内部形状，定义隧道轮廓和基础尺寸。松散的碎片被铲起，穿过HyperShield挖掘机的后部，然后由电动卡车将其清除，这种电动自卸车通常使用的是用于装满矿石或煤炭的箱式装载机。移除的土体在现场进行回收，减少了加工和运输过程中的时间、成本和环境影响。
HyperShield还可以为下一阶段的二次衬砌施工进行准备和整合系统。
值得注意的是，因为隧道的基础底部是平的， HyperTunnel解决方案减少了需要清除的弃土量，这与使用圆筒形掘进机创建的隧道相反，并且在本质上效率更高。

竣工阶段——数字孪生简化项目交付流程
在最后的阶段，需要进行隧道衬砌和传感器布设，便于长期监控隧道健康情况，进行预防性维护。
一旦HyperShield挖掘出被破坏的材料，其他机械设备，如机器人喷射混凝土衬砌机或滑模成型机，可以跟随它穿过隧道，安装满足隧道需要的二次衬砌类型。根据地质情况， HyperTunnel解决方案中的钻孔管还可以为后续的加固、监测或安装光纤提供使用服务。
由于已经创建了隧道的数字孪生，因此简化了竣工时的项目交付流程。在建设过程中收集的各项数据构成了最为真实的项目数据库，为未来的资产维护和管理提供了依据。
经济环保安全可控
HyperTunnel解决方案与传统的隧道方法相比，更具有可持续性。因为它不仅减少能源消耗、用水量、空气污染，还减少浪费并更有效地使用原材料，降低对环境和敏感环境的影响，例如通过减少建筑工地的规模和取消超载车辆通行的需求，减少对当地社区的干扰。
与此同时，采用该解决方案的隧道项目有利于提高当地的经济发展。例如加快基础设施建设并降低成本，增加流动性、能源供应、贸易和投资，为国家和地方的重大挑战提供新的解决方案，改变城市的设计和开发方式，创造就业机会并投资于高价值技能培训。
不可否认， HyperTunnel解决方案对隧道承包商来说，具有多种优势，为隧道和地下结构的建造、维修、扩建和维护，设计了一个新的智能、可扩展的系统，这也更适合21世纪。
本文刊载 / 《桥隧产业》杂志 2022年 1月刊总第47期
作者 / JRUSH
资料来源 / Tunnel Business Magazine