如何让“地下航母”学会协同思考？这里有一份答案｜走进全国重点实验室⑥

封面新闻记者 赵紫萱 闫雯雯 周晓凤

位于河南郑州的中铁隧道局集团隧道掘进机及智能运维全国重点实验室，被誉为我国隧道工程的“最强大脑”。从穿山越岭的高原铁路到跨江越海的水下隧道，许多世界瞩目的“地下长龙”背后，都有实验室的技术保障。

直面极端工况的国家使命

解决工程难题，攻关核心技术

实验室的核心使命明确：面向高原、高寒、深地、深水等极端工况，开展隧道掘进机及智能运维技术攻关。

“我们的工作必须解决现场工程难题。”实验室科技管理部部长韩伟锋介绍，围绕三个研究方向，实验室开展隧道掘进机及智能运维技术前沿和共性技术攻关。研发的隧道场变控制技术，应用于西南某引水隧洞工程，实现了高地应力深埋TBM隧道施工从“被动应对”到“主动预控”的突破，围岩最大变形量由2.5m有效控制在30cm以内。面向工程一线技术难题，研发了泥水盾构保压控制、狭长空间内物资调度、复杂地质条件超前感知等软硬件系统，成果已应用于武汉地铁、环北部湾水资源配置等工程。实验室建成了盾构TBM工程大数据平台，已服务郑州地铁、深圳地铁等盾构TBM隧道工程线路700余条。

九大智能建造技术体系

支撑智能掘进实现多系统协同

谈到具体应用，以上海崇太长江隧道（沪渝蓉高铁关键节点工程）使用的“领航号”盾构机为例，其搭载的“智能掘进”系统是实验室近年来的一项标志性成果。“单点智能化不难，难的是多系统协同。”

该系统首次实现了刀盘掘进、推进控制、泥水环流等多个子系统的智能协同作业，如同一个“交响乐团”。这背后是九大智能建造技术体系的支撑。该技术在崇太长江隧道创造了15米级盾构机月掘进718米的行业纪录。然而，创新之路充满挑战。韩伟锋回忆，在一次调试智能保压系统时，因一个阀门的安装问题，四五个技术人员在隧道内通宵工作至天明。“它看着小，却关系到开挖面稳定和地面安全。地下工程的特点就是，小问题可能引发大风险。”

从制造到应用的全面智能化探索

实验室的成果最终要落实到装备上。基于科研成果，实验室为众多重大工程提供了关键装备技术支持，包括崇太长江隧道、高原铁路、重大水电工程等所用的盾构机与TBM，实现了在深水、高原、高寒环境下的安全可靠应用。

“目前，我们的部分技术，特别是盾构智能建造技术，已达到世界领先水平。”韩伟锋坦言。

展望未来，韩伟锋认为智能化是中国高端装备制造与施工技术的必然方向。这既包括制造过程本身的智能化，以提升产品质量稳定性；更包括重大装备应用的智能化，如隧道智能掘进，其核心价值在于“保障安全、传承经验、提升功效”。目前，实验室的智能建造成果正计划在南京、舟山等地的重大工程中进一步推广和完善。在这个国家级的研发平台上，科研工作正持续聚焦地下工程的核心难题，推动中国从隧道大国迈向隧道强国。

特别鸣谢：比亚迪为本次新闻报道提供采访用车。