珠江入?？?，是陸地與海洋的交界。江面之上，潮起潮落，見證著大灣區(qū)的發(fā)展變遷。江面之下，盾構(gòu)深潛，一座世界級超級工程正在建設(shè)——水面下106米處，“深江1號”盾構(gòu)機(jī)正在進(jìn)行檢修。它的身后，是3590米內(nèi)實(shí)外美的成型隧道，左側(cè)管片壁上，兩根白色的泥漿管路格外顯眼?！斑@些管道都是由智能焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接。”深江鐵路項目負(fù)責(zé)人李兵介紹道。

成型隧道（葉彪 供圖）

全長13.69公里的珠江口隧道為深江鐵路的關(guān)鍵控制性工程，采用“礦山法+盾構(gòu)法”組合施工。其中由中鐵十四局負(fù)責(zé)從東莞虎門向廣州南沙方向掘進(jìn)，采用一臺開挖直徑13.42米的“深江1號”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。

泥漿是盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)的關(guān)鍵。在施工中，調(diào)制的泥漿被輸送到刀盤開挖面，攜帶渣土后返回地面，經(jīng)過分離處理后，泥漿再次輸送到開挖面，這就是泥水循環(huán)，所以泥漿常常被稱為“血液”，而輸送泥漿的管路也被稱為“血管”。

珠江口隧道采用的泥漿管路主要采用直徑為500毫米、長為10米的鋼管和法蘭焊接加工而成，3590米長的隧道總計需要泥漿管718根、法蘭接頭數(shù)量1436個。

“一般來說，泥漿管路主要采用人工焊接的方式，但如果焊縫不飽滿，連接處就會存在氣孔，隨著時間的推移，有可能會出現(xiàn)腐蝕生銹的情況，嚴(yán)重時會造成漏漿現(xiàn)象的發(fā)生?！崩畋f，尤其是珠江口隧道盾構(gòu)段埋深達(dá)百米，隨著埋深的加大，遇到的壓力越來越強(qiáng)，對焊接質(zhì)量要求也更高。

“目前，隧道建設(shè)向著‘機(jī)器化換人、自動化減人、智能化無人’的目標(biāo)發(fā)展，泥漿管路人工焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，我們是否可以考慮運(yùn)用智能技術(shù)來改善這一狀況？”在一次管理提升會議上，有人提出有沒有一種工效快、質(zhì)量又穩(wěn)定的機(jī)器，能夠提高管道的焊接質(zhì)量。

這一想法得到許多人的認(rèn)可，但當(dāng)分管鋼筋加工廠的副經(jīng)理陳浩詢問行業(yè)專家時發(fā)現(xiàn)，目前盾構(gòu)領(lǐng)域還沒有人使用過這樣的機(jī)器。隨后，他擴(kuò)大了咨詢范圍，通過國內(nèi)考察，他發(fā)現(xiàn)在北方熱力管道、污水管道的焊接上，常常使用一種智能焊接機(jī)器人，可以滿足項目的焊接需求。

他們決定引入這套智能設(shè)備進(jìn)行施工。智能焊接機(jī)器人包含了焊接軌道、焊槍和中控臺，操作時，只需要在中控臺輸入焊接指令，機(jī)器人的導(dǎo)軌定位系統(tǒng)就可以將焊槍送達(dá)焊接的預(yù)備位置，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)使鋼管勻速轉(zhuǎn)動，焊槍就可以精準(zhǔn)地完成鋼管法蘭的焊接。

機(jī)器人正在焊接管道（葉彪 供圖）

在加工車間內(nèi)，操作人員只需要摁下啟動按鈕，機(jī)器人的4只焊槍就會同時工作，依據(jù)預(yù)定位置和次數(shù)對泥漿管道進(jìn)行焊接。但在一次使用中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，焊接電壓出現(xiàn)上下波動故障，使焊縫達(dá)不到理想效果?！拔覀冊趯?shí)踐分析后認(rèn)為，相較于普通管道，泥漿管路上更厚的油漆層讓信號線連接不良。”設(shè)備物資部部長趙宇說，他們對設(shè)備進(jìn)行了改造，增加了一根0.5平信號線，徹底解決了電壓上下波動產(chǎn)生的焊縫不美觀問題。

智能焊接機(jī)器人的應(yīng)用不僅僅局限于泥漿管路的焊接。“我們還將它廣泛應(yīng)用于盾構(gòu)掘進(jìn)過程中水汽管路的焊接，這些管路直徑小、數(shù)量多?！壁w宇說，不同直徑的管路，焊接電流也不同，電壓過大時，焊接效果會不穩(wěn)定，甚至燒壞電嘴，而電壓過小時，焊接外觀易形成焊熘狀，進(jìn)而引起焊絲發(fā)紅、爆斷。為此，他們多次試驗(yàn)，最終總結(jié)出一組最佳參數(shù)。

“機(jī)器人焊接操作簡單、易上手，焊接處的成型狀為魚鱗狀，焊縫美觀、質(zhì)量好?！标惡普f，這一技術(shù)也先后在各類技術(shù)交流會、施工觀摩會等活動中備受關(guān)注、獲得點(diǎn)贊。

據(jù)統(tǒng)計，原來一根泥漿管人工焊接的時間是2小時，而焊接機(jī)器人20至25分鐘就可以完成，“機(jī)器人”的使用至少可以節(jié)約焊工3人，按照66個月的施工工期計算，節(jié)約費(fèi)用超百萬元。

如今，隨著管道智能焊接機(jī)器人在深江鐵路項目的成功應(yīng)用，通蘇嘉甬蘇州東隧道項目和甬舟鐵路金塘海底隧道項目也引入該設(shè)備，使用效果受到廣泛好評。

“在落實(shí)項目精細(xì)化管理的過程中，小成本也是不可忽略的一點(diǎn)，我們堅持以智能化、自動化為抓手，以智能建造實(shí)現(xiàn)成本控制?！表椖控?fù)責(zé)人李兵說，在項目建設(shè)中，項目還在箱涵自動化生產(chǎn)線應(yīng)用打印式混凝土澆筑AI機(jī)械手，提升安全質(zhì)量和效率，通過研發(fā)改進(jìn)邊箱涵拼裝機(jī)使拼裝效率和精度大提升，整體工效提高30%。

【編輯：佳冰】