盾构机装上“智能掘进脑” 隧道建造步入数智时代

　　中国网财经3月31日讯(记者李春晖)崇太长江隧道项目，直径15.4米、整机长约148米的“领航号”盾构机在长江水下数十米处全速掘进，而它的驾驶舱内，驾驶员正在“袖手旁观”。

　　原来，这座总重约4000吨的“庞然大物”搭载了中铁隧道局首席专家、隧道掘进机及智能运维全国重点实验室主任洪开荣团队自主研发的“智能掘进脑”系统，实现了“参数自决策、操作自执行”智能掘进，可以做到“有人值守、无人操作”。

　　近日，中国网财经记者跟随国资委新闻中心组织的“走进新国企·科技创新主力军”调研活动，走进中国中铁隧道局崇太长江隧道项目，感受隧道建设从“经验驱动”到“数据驱动”的转变。

　　曾经，盾构施工就像“盲人走路”，在一片漆黑的地下，由于无法100%预判前方地质情况，施工过程中可能会遇到沉降、渗水、不明障碍物等等各种突发情况，全靠驾驶员凭经验判断处置。

　　“有时候一些仪表参数出现异常，驾驶员无法立刻判断问题出在哪里，还需要层层上报、开会分析，很耽误时间。”中铁隧道局相关工作人员表示。

　　中铁隧道局多年前就开始数字化、智能化转型，收集过往各个项目的掘进过程中的各项参数，将人的经验操作数据化。“只要机器一动，就开始采集数据，然后用于训练大模型、小模型。”中国中铁高级专家李建斌说，这样一旦出现参数异常，“智能掘进脑”系统就能快速得出故障原因，并实施处置。

　　“机器的反应是毫秒级的，远远快过人工处置。”前述工作人员表示。

　　崇太长江隧道是由沪杭客专公司建设管理、中国中铁隧道局承建的沪渝蓉高速铁路(沿江高铁通道)关键控制性工程，连接上海市崇明区与江苏省太仓市，全长14.25千米，其中盾构段长13.2千米，设计时速350公里，是全球首条实现高铁“过江不减速”的隧道。

　　水下掘进就像在一块淤泥里的豆腐上打孔，还得保证豆腐不散，而崇太长江隧道建设难度更高。

　　该项目有“长大高深”四大特征。一是长：盾构独头掘进距离达11.3255千米，为全球最长。二是大：盾构机直径15.4米，是目前世界最大直径高铁盾构隧道。三是高：设计时速350公里，创水下隧道行车速度之最。四是深：隧道最深处距长江水面89米，最大水压0.9兆帕，为长江流域已建和在建工程中开挖最深的隧道。

　　面对罕见的施工难度，搭载了“智能掘进脑”的“领航号”盾构机自主调节推力转速并完成毫米级纠偏，在崇太长江隧道中最高实现单日掘进尺28米，高效保障了掘进效率。

　　“领航号”盾构机于2024年4月从上海市崇明区3号井始发，截至2025年3月24日已掘进突破5172米，平均月进尺达600米。

　　据2024年11月发布的《中国盾构/TBM隧道智能建造蓝皮书》，中铁隧道局研发的“智能掘进脑”系统，突破了盾构仓内压力自适应、云端预测数据自决策、掘进姿态自巡航、环流出渣自调整等核心技术，掘进、环流、姿态参数较人工操作更平稳，创造了单月掘进718米的最高纪录，平均月进度达到600米，误差控制在毫米级，成功实现全系统算法控制的无人化掘进的常态应用。

　　不仅如此，中铁隧道局还将智能化转型从掘进拓展到了管片预制、运输、环控等其他生产环节，形成了“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”等九大智能建造成果，在崇太长江隧道工程常态化应用。

　　回顾中国盾构的发展历史，1997年，我国建设西康铁路秦岭隧道，花费7亿元人民币从国外采购了两台硬岩掘进机，那时候中国还没有真正属于自己的盾构；2008年，中国第一台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构——“中国中铁1号”成功下线，并在天津地铁三号线施工项目成功应用，实现了从0到1的突破；此后数年，中国盾构机快速发展，实现了从1到1000的飞跃，李建斌作为我国盾构机自主化研制和产业化的开拓者，带领团队研制出了一系列具有奠基性和开创性的中国国内首台和世界首台产品，累计研发盾构机超过1000台，实现了中国盾构机量变到质变、从行业“追随者”到“引领者的转变。

　　随着人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术快速发展，未来，盾构/TBM 隧道建造逐步走向数字化、智能化成为必然趋势。

　　李建斌表示，建议未来国内行业可以开放数据，共同进行智能化建设、共享创新成果，这样行业整体智能化水平会很快出现质的飞跃。