2024年中国盾构TBM隧道智能建造蓝皮书_46页_3mb

中国盾构/TBM隧道智能建造蓝皮书总结

一、盾构/TBM隧道智能建造新兴发展

国家"交通强国"、"水安全保障"等战略及"一带一路"倡议推动中国盾构/TBM隧道智能建造全面深入发展。当前中国隧道总里程达7万公里，盾构法施工占比低，具有巨大发展前景。2013-2023年，铁路、公路、城市轨道交通隧道运营里程年均增长率超过10%。

二、新一代信息技术和机器人技术深度赋能

新一代信息技术与传统隧道工程深度融合，主要技术包括：

• 传感器技术：地质探测、高精度工业传感器，实现全方位动态感知
• 5G与物联网技术：解决隧道狭小空间数据传输难题，构建工业互联基础
• 大数据技术：形成隧道工程大数据系统，实现多源数据融合分析
• 人工智能技术：应用于施工计划优化、设备故障预测、安全监控等
• BIM+GIS技术：支撑空天地隧一体化多维场景构建
• 机器人技术：研发仓内检测、管片安装等专业机器人
• 云计算技术：为隧道大模型构建提供计算支持

三、盾构/TBM隧道建造智能技术体系

形成以"智能感知、智能设计、智能预制、智能掘进、智能安装、智能构筑、智能环控、智能运输、智能管控"为核心的智能建造技术体系，主要成果有：

1. 智能感知

• 地质感知技术取得创新突破
• 故障预测与健康管理(PHM)技术逐步推广
• 研发隧道智能综合检测车

2. 智能设计

• 推进"BIM+GIS"智能设计技术工程示范应用
• 研发隧道工程BIM协同设计平台

3. 智能预制

• 建立预制混凝土构件智能生产标准技术体系
• 研发管片绿色流水生产线

4. 智能掘进

• 研发云-边-端智能掘进控制系统
• 实现主动参数自预测、姿态运行自巡航等功能

5. 智能安装

• 管片运输装"全流程无人操作"
• 研发中隔墙、弧形件拼装机器人

6. 智能构筑

• 研发新型盾构/TBM隧道智能衬砌台车
• 探索隧道二衬拱部预制拼装技术

7. 智能环控

• 形成盾构/TBM隧道环境监测技术
• 研发隧道智能通风系统

8. 智能运输

• 研发隧道L4级智能运输系统
• 构建隧道车辆智能调度技术

9. 智能管控

• 搭建隧道建造工业互联网平台
• 实现工程各生产要素协同管控

四、面临问题与对策

（一）主要问题

1. 全要素数据感知处理能力不足，地质探测技术局限
2. 算法模型泛化能力不强，自主决策能力不足
3. 国产工业设计软件核心技术待突破
4. 产研用三链融合不足
5. 多学科交叉研究不够深入
6. 设计/施工协同不足

（二）对策建议

1. 加快地质、设备、结构感知基础研究，推进多技术融合
2. 构建盾构/TBM数智赋能创新共同体，推进"隧道"大模型建设
3. 构建国产工业软件自主生态链
4. 建设盾构/TBM隧道全国大数据云计算共享中心
5. 加强跨学科、跨领域协同创新
6. 组建盾构/TBM隧道智能建造联盟