水庫大壩是優(yōu)化配置水資源、有效開發(fā)水電能源、保障流域防洪安全、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。碾壓式土石壩是我國應用最廣泛的一種壩型,數(shù)量最多,占比92%以上。壓實質(zhì)量是土石壩施工質(zhì)量最重要的內(nèi)在指標,事關(guān)壩體的抗滑、滲透和變形穩(wěn)定安全。
當前,土石壩正在向300m級高壩跨越,對壓實質(zhì)量提出了更高的要求。傳統(tǒng)碾壓方式采用振動碾人工駕駛操作,視覺判斷軌跡、人工記憶遍數(shù)、人為控制速度,干擾因素多,施工存在漏壓、欠壓率高,碾壓合格率低、控制精度差、質(zhì)量保證程度低、施工效率低等諸多問題,而且振動環(huán)境嚴重影響操作人員身心健康。
智慧建造是國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,振動碾無人駕駛智能操作是唯一有效的解決辦法。項目重點依托世界第一座深厚覆蓋層上建設(shè)的特高礫石土心墻堆石壩—長河壩水電站大壩工程開展研究,歷經(jīng)5年產(chǎn)學研用歷經(jīng)聯(lián)合攻關(guān),首次提出了無人駕駛碾壓單機和機群的控制理論和框架,提出了筑壩機械作業(yè)姿態(tài)的蛇形趨近智能控制原理和全液壓控制方法,發(fā)明研制了無人駕駛振動碾;提出了無人碾壓機群高效大規(guī)模協(xié)同作業(yè)關(guān)鍵技術(shù),首創(chuàng)振動碾機群作業(yè)系統(tǒng);首創(chuàng)鋪筑、碾壓、監(jiān)控的無人駕駛智能化筑壩關(guān)鍵技術(shù),破解了壩體密實度、均一性高質(zhì)量精細控制難題。
項目成果在長河壩水電站、阿爾塔什水利樞紐、河北津石高速公路等多個工程成功應用,獲發(fā)明、實用專利7項,國家、省部級工法5部,達到了“國際領(lǐng)先水平”,開創(chuàng)了國內(nèi)外土石壩無人駕駛智能建造的先河,引領(lǐng)大型土石方工程碾壓進入無人駕駛時代,有力地推動了行業(yè)科技進步。
研發(fā)的無人駕駛振動碾
無人駕駛振動碾機群作業(yè)在長河壩工程應用實景
無人駕駛振動碾機群作業(yè)在長河壩工程應用實景