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1、 I 目目 錄錄 前 言.1 一、盾構/TBM 隧道智能建造新興發展.3（一）國家戰略驅動智能化發展勢在必行.3（二）隧道行業的轉型升級需要智能化支撐.5（三）盾構/TBM 隧道建造技術發展突飛猛進.8（四）盾構/TBM 裝備自主技術快速發展.10（五）盾構/TBM 隧道建造技術代紀形成.13 二、新一代信息技術和機器人技術深度賦能.17（一）傳感器、5G、物聯網技術.18（二）大數據技術.19（三）人工智能技術.19（四）BIM+GIS 技術.20（五）機器人技術.21（六）云計算技術.22 三、盾構/TBM 隧道建造智能技術取得突破.22（一）智能感知競相深化.23（二）智能設計有序推進.

2、26（三）智能預制邁向成熟.27（四）智能掘進快速發展.29（五）智能安裝縱深推廣.31 II（六）智能構筑持續進步.33（七）智能環控大勢所趨.34（八）智能運輸初顯效用.35（九）智能管控日臻完善.36 四、面臨問題挑戰及對策.38（一）問題與挑戰.38（二）對策與建議.40 結束語.43 1 前前 言言 當今世界，人類正面臨國際政治格局加速演變、全球經濟增長放緩、產業變革日新月異、新一代信息技術和工業技術快速發展等巨大機遇與挑戰，各行各業正經歷著前所未有的變革與重塑。人工智能、大數據、云計算、5G 網絡及機器人等新興技術，正快速與傳統行業深度融合，經濟社會變革的磅礴大勢已將建筑業推到轉型

3、升級的歷史關口。隧道工程1是國民經濟發展基礎設施的重要組成部分，近5 年來中國年均建成隧道里程超 4000 千米，為鐵路、公路、地鐵、水利、能源、國防等事業發展提供了強力支撐。盾構/TBM法作為高度機械化的隧道施工方法，相較其他隧道施工方法具有安全、優質、高效的特點。近年來國外隧道工程采用盾構/TBM法修建的占比已超過 50%，而中國相應占比不足 15%，盾構/TBM 隧道在中國具有巨大的發展前景。本藍皮書從上承勘察初步設計、下接運營維護的隧道智能建造關鍵環節，圍繞隧道工程的動態設計與施工轉型，全面展示了中國盾構/TBM 隧道智能建造的“智能感知、智能設計、智能預制、智能掘進、智能安裝、智能構

4、筑、智能環控、智能運輸、智能管控”最新成果，并指明了其發展趨勢，旨在為行業內外人士開展隧道智能建造研究與實踐提供參考和借鑒。隧道行業“提質增效、綠色低碳”是盾構/TBM 隧道智能建 2 造追求的目標，伴隨著新興技術的深度賦能，在“交通強國”、“水安全保障”、“能源安全”等戰略和“一帶一路”倡議的引導下，中國必將進一步加快盾構/TBM 隧道智能建造技術全面深入發展，中國盾構/TBM 隧道智能建造已啟動并蓄勢遠航。我們期待與各方攜手共進，發展隧道行業新質生產力，為推動隧道行業高質量發展、建設中國式現代化、構建人類美好生活貢獻智慧和力量?！咀?1】本藍皮書所指隧道工程包括交通隧道、輸水隧洞、地下能源

5、洞庫工程。3 一、盾構一、盾構/TBM 隧道智能建造新興發展隧道智能建造新興發展 近二十年來，中國隧道建造行業得到了快速發展，隧道總里程已達 7 萬千米，在建和在役隧道總規模世界第一。鉆爆法、沉管法、盾構/TBM 法在鐵路、公路等各類隧道建設中發揮巨大的作用。隨著人工智能、云計算、大數據等新一代信息技術快速發展，盾構/TBM 隧道建造逐步走向數字化、智能化成為必然趨勢。（一）國家戰略驅動智能化發展勢在必行（一）國家戰略驅動智能化發展勢在必行 智能建造是落實黨中央重大決策部署的關鍵舉措。智能建造是落實黨中央重大決策部署的關鍵舉措。黨的十九大報告要求推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。

6、黨的二十大報告中指出，實施產業基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程，支持專精特新企業發展，推動制造業高端化、智能化、綠色化發展。黨的二十屆三中全會提出，健全因地制宜發展新質生產力體制機制。通過深化改革，讓傳統產業“煥發新機”，使傳統產業所蘊含的新質生產力有效釋放。建筑業的智能建造帶來的不僅僅是一種技術手段的革新，更是一場深刻的生產力革命，通過智能建造提質增效，能實現建筑業從勞動密集型向技術密集型轉變、從粗放式向集約式升級。智能建造是落實國家高質量發展要求的必然選擇。智能建造是落實國家高質量發展要求的必然選擇。2020 年住房和城鄉建設部、國家發展改革委、科技部等 13 部委聯合印發關于推動智能建

7、造與建筑工業化協同發展的指導意見明 4 確提出，要圍繞建筑業高質量發展總體目標，以大力發展建筑工業化為載體，以數字化、智能化升級為動力，形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系。到 2025 年，中國智能建造與建筑工業化協同發展的政策體系和產業體系基本建立，建筑產業互聯網平臺初步建立，推動形成一批智能建造龍頭企業，打造“中國建造”升級版。到 2035 年，中國智能建造與建筑工業化協同發展取得顯著進展，建筑工業化全面實現，邁入智能建造世界強國行列。因此，建筑行業智能化建造是高質量發展的必然選擇。智能建造是推動建筑業市場轉型升級的迫切需求。智能建造是推動建筑

8、業市場轉型升級的迫切需求。隨著市場環境和競爭模式的變化，建筑業轉型迫在眉睫，從傳統的勞動密集型作業模式向機械化、智能化作業模式轉變，是科技進步與行業發展相互交融的深刻變革。從建筑業從業人員結構看，2016 年到 2023 年，建筑業大齡從業者占比與年輕從業者占比呈明顯剪刀差，建筑工人的老齡化趨勢明顯；從專業技術人才培養看，即使在全國高校持續擴招的大趨勢下，土木工程專業招生吸引力逐年下降，2020 年到 2024 年，土木工程專業類的計劃人數占比從3.4%下降至2.92%。智能建造在安全質量管控、效率效益提升、勞動強度降低、產業協同創新等方面都具有極強的優勢，是建筑行業未來的發展趨勢，更是當前建

9、筑市場轉型升級的迫切需求。5 圖圖 1 建筑行業從業人員年齡構成變化趨勢建筑行業從業人員年齡構成變化趨勢 圖圖 2 全國本科普通批土木類專業計劃招生人數全國本科普通批土木類專業計劃招生人數（二）隧道行業的轉型升級需要智能化支撐（二）隧道行業的轉型升級需要智能化支撐 中國隧中國隧道建設規模持續增長。道建設規模持續增長。2013 年到 2023 年底，鐵路隧道運營里程從 8939 千米增長至 23508 千米，平均年增長率約 10.15%；公路隧道運營里程從 9606 千米增長至 30231.8 千米，平均年增長率約 12.15%；城市軌道交通運營里程從 2746千米增長至 8668 千米，平均年

10、增長率約 12.18%（數據來源：中國土木工程學會隧道及地下工程分會、交通運輸行業發展統計公報等）。6 圖圖 3 近近 10 年中國隧道建設規模發展年中國隧道建設規模發展“一帶一路”倡議加速中國隧道行業走向國外?！耙粠б宦贰背h加速中國隧道行業走向國外。1998 年，中國隧道施工企業進入新加坡地鐵盾構隧道建造市場；隨著2013 年 9 月習近平主席提出共建“一帶一路”倡議，中國隧道行業大步伐進入國外市場。2013 年，承擔了全長 19.2 千米的“中亞第一長隧”卡姆奇克隧道建設，該隧道是絲綢之路重要國際運輸走廊“中國一中亞一歐洲”的關鍵性工程。2015 年，承建了全長約 24 千米的以色列特拉

11、維夫輕軌紅線，該工程是以色列建國以來最大的政府特許基礎設施建設項目，全部采用中國盾構施工裝備及技術；2017 年，承建新加坡 C885 等多個地鐵項目，全面展示了中國盾構隧道技術。2018 年在歐洲參與建設首個地鐵工程莫斯科地鐵第三換乘環線西南段項目。2021 年，采用中國制造的世界最大直徑的 TBM 修建格魯吉亞南北公路古多里隧道，用時32個月完成8.86千米的隧道建設；2021 年，承建孟加拉國首條水下隧道卡納普里河底隧道，也是南亞首個采用盾構法建設的水下大直徑隧道項目?！耙粠?7 一路”倡議為中國盾構/TBM 隧道建造技術在國外的全面拓展帶來了機遇。a）烏茲別克斯坦卡姆奇克隧道 b）莫斯

12、科地鐵第三換乘環線西南段 c）格魯吉亞 KK 公路隧道 d）孟加拉卡納普里河底隧道 圖圖 4 中國修建的典型國外隧道中國修建的典型國外隧道 盾構盾構/TBM 法隧道建造前景廣闊。法隧道建造前景廣闊。相比傳統隧道人工建造工法，盾構/TBM 機械化程度高，隧道施工環境更優、勞動強度更低。國內盾構/TBM 法隧道已涉及鐵路、公路、地鐵、水利水電、能源等領域，據不完全統計已累計建設隧道長度 8708 千米。國內地鐵區間隧道建設盾構法施工占比超過 90%以上，水下隧道盾構法施工占比超過 70%。同時，盾構/TBM 法隧道建造的工程隱蔽性缺陷更少，成型隧道結構質量更容易保障；施工擾動更小，施工排污更少，施

13、工環境影響更低；從隧道建造 8 全生命周期看，盾構/TBM 法隧道建造的工程綜合造價與效用更具優勢。伴隨著機械化、自動化的發展，近年來，國外隧道工程采用盾構/TBM 法的占比超過 50%，中國不足 15%，盾構/TBM 法將成為未來隧道修建主要工法，具有廣闊的應用前景。隧道建造行業數智賦能具有迫切需求。隧道建造行業數智賦能具有迫切需求。隧道工程具有地質的不確知性、理論的模糊性、過程的變異性、措施的時效性等四大特性，決定了隧道工程的不確定性，使得隧道建造的安全風險高、工程成本與建造效率難以準確把控，隧道設計與施工具有復雜性與艱巨性。另一方面，隧道施工是在相對窄長狹小的地下空間進行，工作環境相對惡

14、劣，工作質量難以精細把控。隧道行業常態化倡導的“動態設計、動態施工”更能說明隧道的不確定性，而智能化就是解決不確定問題的有力武器，在隧道行業“自感知、自決策、自操控”的盾構/TBM 隧道智能建造技術成為必然的發展趨勢。（三）盾構（三）盾構/TBM 隧道建造技術發展突飛猛進隧道建造技術發展突飛猛進 中國盾構中國盾構/TBM 隧道建造技術迅猛崛起。隧道建造技術迅猛崛起。東北阜新煤礦采用手掘式盾構修建疏水巷道，揭開了中國盾構施工技術從無到有的歷史。因各種原因，在上世紀九十年代之前，中國盾構/TBM隧道施工主要是依靠國外團隊，天生橋二級水電站引水隧洞、萬家寨引黃入晉隧洞工程、引大入秦工程均是引進國外設

15、備和國外施工隊伍進行建造。上世紀九十年代以后，中國盾構/TBM 9 隧道建造技術進入自主階段，特別是西康鐵路秦嶺隧道自主施工創造了 TBM 最高月進尺 531 米，平均月進尺 310 米的好成績，大幅提升了中國盾構/TBM 施工技術的自信心。進入 21 世紀，使用多種類型盾構/TBM（土壓平衡盾構、泥水平衡盾構、多模式盾構、敞開式 TBM、護盾式 TBM）建造的隧道如雨后春筍般涌現，開挖斷面從 2.5 米（淮河能源張集礦北區）到 17.5米（濟南市黃崗路穿黃隧道），使用地域從陸地延伸至水域（武漢長江隧道、汕頭海灣隧道等）；隧道斷面既有常規的圓形，也有馬蹄形、矩形等異形斷面（蒙華鐵路白城隧道為馬

16、蹄形斷面，鄭州緯四路下穿中州大道隧道為矩形斷面）。從完全依靠國外團隊建造到完全自主建造，中國已掌握了盾構/TBM 隧道施工技術，隧道建造技術水平進入世界前列。a）淮河能源張集礦北區礦用 TBM b）海太長江隧道 10 c）武漢長江隧道 d）蒙華鐵路白城隧道 圖圖 5 典型盾構典型盾構/TBM 隧道工程隧道工程（四）盾構（四）盾構/TBM 裝備自主技術快速發展裝備自主技術快速發展 從國外引進到聯合制造。從國外引進到聯合制造。盾構始于英國，發展于日本、德國。早在 20 世紀 60 年代中國已經開始盾構研制之路，1965 年中國制造出第一臺 TBM，比國外晚了 120 年，由于基礎工業落后、技術差距

17、大，裝備整機性能不足。1985 年，為建設天生橋二級水電站引水隧洞工程，首次引進美國羅賓斯公司制造的敞開式 TBM，直徑為 10.8 米，中國開啟了全斷面隧道掘進機裝備引進之路。隨后在西康鐵路秦嶺隧道引進了德國維爾特 TBM、在廣州地鐵 3 號線大漢區間引進海瑞克復合盾構等。2007 年，為掌握先進的盾構/TBM 裝備制造技術，依托廣深港獅子洋隧道、北京直徑線隧道等工程，中國與法國 NFM 開展裝備聯合研制，制造了 6 臺直徑 11.18 11.8 米盾構，初步掌握了大直徑泥水盾構制造技術。11 圖圖 6 國外引進國外引進 TBM 圖圖 7 聯合研制泥水盾構聯合研制泥水盾構 從自主制從自主制造

18、到快速發展。造到快速發展。為確保裝備自主可控，通過國家“863”計劃開展復合盾構立項研究，至 2008 年研制國產首臺復合盾構“中鐵一號”，成功應用于天津地鐵 3 號線，實現盾構自主研制從 0 到 1 的跨越，拉開國產盾構的序幕。隨后通過國家 863、973、國家重點研發計劃等系列重大科研項目支持，攻克了盾構/TBM 整機選型、刀盤刀具設計制造、2.6-8 米主軸承制造等關鍵技術。依托吉林引松供水研制國產首臺 TBM，依托汕頭蘇埃通道研制國產首臺超大直徑常壓換刀泥水盾構，依托廣州地鐵 7 號線研制了三模盾構，依托蒙華鐵路白城隧道研制首臺馬蹄形盾構，依托深江鐵路珠江口隧道研制最大工作水壓（116

19、 千帕）的盾構，依托崇太長江隧道研制國產首臺智能盾構，依托海太長江隧道研制國產最大直徑（16.64 米）盾構。12 a）國產首臺復合盾構 b）國產首臺 TBM c）國產首臺馬蹄形盾構 d）國產首臺超大直徑盾構 e）國產首臺三模盾構 f）國產水壓最大的泥水盾構 g）國產首臺具備自主掘進盾構 h）國產最大直徑盾構 圖圖 8 典型國產盾構典型國產盾構/TBM 裝備裝備 13 盾構盾構/TBM 產銷穩居全球首位。產銷穩居全球首位。目前，中國已經成為全球盾構/TBM 最大的生產國和最大的市場?！笆濉睍r期中國基礎設施建設需求大幅增加，盾構/TBM 年生產數量在 20152017 年呈突破式增長，至 2

20、022 年全年生產數量突破 700 臺，年市場銷售金額約 243 億元。應用領域從傳統的交通、水利水電拓展到礦山、儲能、綜合管廊等新型領域。中國盾構/TBM 裝備已經出口海外約 40 個國家和地區，設備多項性能在海外客戶評價中名列前茅，積累了豐富的業績和國際行業認可度，大國重器成為響當當的“中國品牌”。圖圖 9 20152023 年中國盾構年中國盾構/TBM 年生產總量年生產總量（五）盾構（五）盾構/TBM 隧道建造技術代紀形成隧道建造技術代紀形成 盾構盾構/TBM 隧道工廠化作業隧道工廠化作業特點特點，是隧道建造新代紀形成是隧道建造新代紀形成的基礎的基礎。結構件工廠化和工序模塊化是盾構/TB

21、M 法施工中的重要特點。結構件生產從傳統的現場施工轉變為在工廠內進行標準化、規?；a，如針對管片生產，實現管片鋼筋籠加工、模具清理、噴涂脫模劑、混凝土澆筑、振搗、抹面、蒸養等工 14 序自動化，對于提高管片生產效率、保證產品質量、降低生產成本具有重要意義。工序模塊化將施工中各個工序進行拆分，更加靈活地調整生產流程、實現機械配套、減少現場施工時間，與傳統隧道施工方法相比較，盾構/TBM 法具有施工工序標準化、裝備運行自動化等優點，為隧道建造轉型升級提供了良好的基礎條件，推動了隧道建造數智時代的到來。國外盾構國外盾構/TBM 智能建造智能建造技術不斷發展，隧道數智建造時技術不斷發展，隧道數智建造

22、時代已經開啟代已經開啟。國外，隧道建造技術也在向智能建造方向發展，在隧道 結構拼 裝方面，2015 年法國 布依格（Bouygues Construction）團隊研發了 Atlas 管片自動拼裝系統，在英國高速鐵路二期（HS2）Chilterns 隧道應用驗證顯示，其運行過程中仍需人工監控，最后的驗收和檢查階段也需要人來完成，從自動化到無人化的最后一步始終難以邁出；在智能掘進系統研發方面，2016 年，馬來西亞 MMC Gamuda 公司開始研發 A-TBM系統，搭載在“Betty”號和“Dorothy”號盾構上，據報道在澳洲悉尼地鐵西線成功應用?？傮w看，國外盾構/TBM 智能建造技術正處于

23、不斷研究和發展中，隧道建造數智時代已經開啟。15 a）Dobydo 管片定位機器人 b）Atlas 管片自動拼裝系統 圖圖 10 法國布依格團隊研發管片安裝機器人法國布依格團隊研發管片安裝機器人 a）“Betty”號盾構始發 b)A-TBM 系統架構示意圖 圖圖 11 馬來西亞馬來西亞 MMC Gamuda 公司研發公司研發 A-TBM 系統系統 專業人才培養體系正在形成專業人才培養體系正在形成，推動了中國隧道建造新代紀，推動了中國隧道建造新代紀發展發展。中國在智能建造 24 個試點城市支持有關單位啟動建設39 個智能建造科技創新平臺，其中國家級平臺 2 個、省部級平臺 19 個，頒布實施 4

24、7 項智能建造相關標準、定額和導則，內容涉及建筑信息模型（BIM）、建筑機器人、智能建造項目評價等方面，其中建筑機器人補充定額已在 6 個城市落地實施。有 99 所高校開設智能建造專業或方向，2022 年招生 3562 人，2023 年招生 5539 人。一批大型建筑企業、大學、科研院所及裝備制造商等積極布局智能建造，建立研發平臺、儲備人才隊 16 伍、實施項目研發，一些已在特定領域形成獨特的技術優勢。專業人才的體系培養，促進了中國隧道建造數智時代的發展。中國中國盾構盾構/TBM 隧道建造技術隧道建造技術蓬勃發展，隧道建造蓬勃發展，隧道建造代紀代紀不不斷進步斷進步。中國盾構/TBM 隧道建造技

25、術從手掘式、機械化起步，不斷向前發展；在計算機技術和電液控制技術推動下，盾構/TBM 隧道建造技術迅速邁入自動化時代；隨著中國盾構/TBM隧道建造核心裝備與施工關鍵技術取得重大突破，在新一代信息技術、高端裝備制造技術的驅動下，盾構/TBM 隧道建造技術已跨入數智化時代?？傮w來講，中國盾構/TBM 隧道建造技術可以劃分為機械化、自動化與智能化三個時代九個紀元，目前，盾構/TBM 隧道智能建造技術處于快速發展階段。表表 1 中國盾構中國盾構/TBM 隧道建造技術代紀劃分隧道建造技術代紀劃分 時代時代 紀元紀元 技術特征技術特征 里程碑標志里程碑標志 開啟開啟 年份年份 機械化 時代 初創紀（J1）

26、手掘式盾構研制應用，網格氣壓盾構研制應用，半斷面插刀盾構研制應用。阜新煤礦疏水巷道、上海打浦路越江公路隧道北京地鐵復-八線區間。1953 年 機械紀（J2）加泥式土壓盾構研制應用。上海市南站過江電纜隧道 1987 年 自動化 時代 引進紀（Z1）盾構/TBM 隧道建造技術，進應用。天生橋二級水電站引水隧洞。1985 年 研發紀（Z2）盾構/TBM 國產化突破 天津地鐵 3 號線、吉林引松供水工程。2008 年 多元紀（Z3）多類型多模式盾構/TBM研制應用。蒙華鐵路白城隧道（首臺馬蹄形盾構）、汕頭海灣隧道（首臺超大常壓泥水盾構）、廣州地鐵 7號線（首臺三模盾2014 年 17 構）。數智化 時

27、代 數聯紀（SZ1）工程多要素群組互聯，輔助掘進、輔助安裝、故障診斷。建成行業工程大數據平臺，輔助掘進系統 在上海機場聯絡線工程應用。2016 年 數智紀（SZ2）形成“智能感知、智能設計、智能預制、智能掘進、智能安裝、智能構筑、智能環控、智能運輸、智能管控”隧道建造技術體系。智能掘進 I-TBM(Intelligent TBM Boring System)系統在崇太長江隧道成功應用。2024 年 數智紀（SZ3）感知-決策-運算-執行全系統協同，自監測-自診斷-自決策。建成行業“隧道云”。數智紀（SZ4）隧道基礎通用大模型應用，隧道建造生成式人工智能。發布“隧道”大模型。備注：表中“J”、“

28、Z”、“SZ”分別為機械化時代、自動化時代、數智化時代的簡稱代號。二、新一代信息技術和機器人技術深度賦能二、新一代信息技術和機器人技術深度賦能 中國的新一代信息技術產業和機器人產業在技術創新、總體規模效益等方面均取得顯著的進展和成就，為隧道行業深度賦能奠定堅實的基礎。在新一代信息技術產業方面，已建成全球規模最大的 5G 網絡，在人工智能、量子信息、高性能計算等前沿技術研發中處于全球領先地位，市場規模已達 26.8 萬億元。在機器人產業方面，不斷突破多元信息融合感知、人機自然交互等前沿技術，減速器、控制器、伺服系統等關鍵部件的國產化進程加速，已連續 11 年成為全球最大的工業機器人市場，近三年新

29、增裝機量占全球一半以上。18（一）傳感器、（一）傳感器、5G、物聯網技術、物聯網技術 傳感技術促傳感技術促進隧道建造智能感知。進隧道建造智能感知。近年來，中國智能傳感器產業發展迅猛，其普遍具備的高精度測量、高分辨率識別、高度環境適應性、高度運行可靠性等優勢特性。地質探測、激光雷達掃描、沉降監測、正射影像技術、測繪航空攝影及攝影測量與遙感等技術，實現了地質、環境全面感知探測。壓力、位移、流量、精準定位等高精度工業傳感器，助推隧道裝備等多資源要素動態實時感知。5G 通訊技術解決隧道建造狹小空間數據傳輸難題。通訊技術解決隧道建造狹小空間數據傳輸難題。5G 技術作為第五代移動通信技術，是目前移動通信領

30、域中最先進的技術，它的特點是高速、低延遲、大容量、高可靠和廣覆蓋等。隧道建造臨時性強、場地分布分散、隧道空間狹小，5G 技術保障了盾構/TBM 隧道工程工業物聯網信號傳輸問題。物聯網提供隧道智能建造工業互聯基礎。物聯網提供隧道智能建造工業互聯基礎。物聯網是把集成化的智能感知器件與移動互聯網融為一體，實現對客觀世界的全面感知、信息傳輸、數據的智能化處理，是連接物理世界、具有感知功能、實時可靠的物理網絡體系。國內施工企業基于物聯網技術開發企業級盾構/TBM 信息化工程管理系統，隧道掘進機及智能運維全國重點實驗室研發集“智能監控、綜合分析、協同管理、風險防控、輔助掘進”等于一體的盾構/TBM 工程大

31、數據管理應用平臺，有力推動隧道智能建造技術發展。19（二）大數據技術（二）大數據技術 中國大數據產業蓬勃發展。中國大數據產業蓬勃發展。中國大數據產業發展迅速，融合應用不斷深化，增強了對經濟社會的創新驅動作用。大數據技術產品水平持續提升，大數據基礎類技術供應商數量、產品功能、大規模部署能力和自主研發能力持續進步；大數據行業應用不斷深化，電力、鐵路、交通、石化等實體經濟領域龍頭企業不斷完善自身大數據平臺建設，持續加強數據治理，構建起以數據為核心驅動力的創新能力。隧道工程大數據基礎正在形成。隧道工程大數據基礎正在形成。隧道工程大數據系統功能架構基本完善，形成了包括多源數據穩定采集傳輸、可靠存儲、融合

32、分析和多場景應用在內的完整架構。隧道施工信息感知手段形成體系，傳感測量設備在隧道建造裝備、地質、環境、結構大量部署，實現對設備狀態、運行環境、地質條件、建造質量全方位的監測。（三）人工智能技術（三）人工智能技術 人工智能（人工智能（AI）技術深刻變革產業新質生產力形成。）技術深刻變革產業新質生產力形成。AI 技術以機器學習算法理論為基礎，以智能感知技術、計算機視覺、自然語言處理、智能控制與決策為突破，以人工智能架構與系統、人工智能開發工具、人工智能框架和智能芯片等為工具及平臺，實現“AI+”產業賦能。當今世界，AI 技術正深刻改變工業改革，賦能裝備生產自動化、預測性維護、個性化服務、20 決策

33、支持等，推動產業升級與經濟結構調整。隧道建造已經站在轉型關口，AI 賦能必將推動隧道建造新質生產力形成。AI 技術已經推動隧道建造快速發展。技術已經推動隧道建造快速發展。AI 技術驅動的施工管理系統通過分析施工數據，自動調整施工計劃、優化人力資源分配，不僅提高作業效率，也有效縮短工期、節約費用。利用傳感器和物聯網技術，施工現場的實時數據被及時收集和分析，確保施工進度的高效推進。在設備安全管理方面，AI 系統實時監控施工裝備運行數據，對設備故障和異常及時預警，保障設備長期穩定運行。利用深度學習算法的 AI 監測系統分析施工現場的監控視頻，能夠迅速識別違規操作并及時發出警報，保障工人的安全和施工環

34、境的穩定。（四）（四）BIM+GIS 技術技術 BIM+GIS 助推“空天地隧”一體化多維場景構建。助推“空天地隧”一體化多維場景構建。整合數字地模、影像、規劃、鉆孔等大場測繪地質信息模型、線路、隧道等 BIM 模型，實現隧道與各類數據實時交互，提升項目工可、初設及施工階段中的方案比選決策效率，直接關聯經濟屬性，實現隧道設計與投資協同控制。構建全階段多專業設計閉合環，支撐隧道建造正向設計。構建全階段多專業設計閉合環，支撐隧道建造正向設計。以 BIM 模型+GIS 球坐標驅動，全過程場景交互，隧道構建定向驅動、參數化建模、結構分析計算、繪圖算量一站式同步集成設計等貫通隧道設計全流程，構成完整的設

35、計閉環。以全新 21 三維為內核，多專業協同平縱橫設計、標準化結構參數、內部構件、智能交切硐室及襯砌、打破洞內低效壁壘驅動機電高效設計、聯動運營數字化設計交付，支撐復雜隧道正向多維設計。優化時序場景匹配設計與隧道設計優化時序場景匹配設計與隧道設計/運維全面協同。運維全面協同。根據BIM 模型及現狀地形地貌模型，添加隧道建設進度，完成建設全周期時序模擬，導入監測數據，整合“時空人”維度下的關鍵工序及控制節點，支撐設計優化?；谀Ｐ偷鬃?，優化構建隧道運維機電布局與后期維護，助力隧道項目高品質工程建造。（五）機器人技術（五）機器人技術 機器人技術機器人技術的快速發展加快了各行業的應用。的快速發展加快

36、了各行業的應用。機器人技術的目標是設計可以幫助和協助人類的機器，可以替代人類并復制人類行為，特別在一些危險、繁重環境，機器人具有廣泛優越性。當前，工業機器人技術主要集中在了日本和歐洲。在日本，它的關鍵部件如減速器遙遙領先，并且已經形成了很強的技術壁壘；德國的工業機器人原材料、本體零部件具有很大的優勢；在中國，機器人產業還處于穩步追趕階段，但各行各業應用勢頭正盛。機器人是隧道智能建造裝備的重要組成部分。機器人是隧道智能建造裝備的重要組成部分。盾構/TBM隧道智能建造，裝備智能化是關鍵。對于自動檢測與環境感知方面，需要高精度位移、激光測距、避障、接近開關、限位開關等檢測元件，測量并校驗相關數據，構

37、建位置與環境關系模 22 型。對于重載伺服位移反饋控制方面，需要根據控制指令，實現伺服油缸、伺服馬達等執行元件高精度控制，多自由度柔性結構關節靈活運動，多系統要素協同。機器人技術將貫穿盾構/TBM 隧道智能建造全部環節，比如倉內檢測機器人、刀具更換機器人、管片安裝機器人等技術亟待突破。（六）云計算技術（六）云計算技術 中國超級計算機已達到世界先進水平。中國超級計算機已達到世界先進水平。超級計算機得到快速發展，“天河一號”、“天河二號”、太湖之光等最新成果夯實了中國信息產業基礎。分布式集群存儲計算，已經深入中國各個專業，隧道智能建造巨量數據融合、存儲、計算、分析、處理與應用發布，具備良好的硬件基

38、礎。云計算體系提供“隧道”大模型構建條件。云計算體系提供“隧道”大模型構建條件。云計算正在成為信息技術產業發展的戰略重點，中國云計算市場規模位居全球第二，僅次于美國。2024 年云計算白皮書顯示，2023 年中國云計算市場規模達到 6165 億元，同比增長 35.5%，依然保持著較高的增長活力。云計算是分布式計算的一種，提高了資源利用效率和靈活性，高性能云計算為盾構/TBM 隧道智能建造大模型構建提供了條件。三、盾構三、盾構/TBM 隧道建造智能技術取得突破隧道建造智能技術取得突破 隨著中國信息技術發展，2010 年以來一些大型國企構建盾構/TBM 施工結構化數據庫，開發了信息化工程管理系統。

39、2016 23 年，隧道掘進機及智能運維全國重點實驗室（前身為“盾構及掘進技術國家重點實驗室”），基于分布式集群架構，創建行業盾構/TBM 工程大數據中心，信息涵蓋地質、環境、裝備、姿態、結構等多方面，當前數據存儲已超 700 個隧道工程，奠定行業發展基礎，隧道智能建造開啟了新篇章。圖圖 12 盾構盾構/TBM 工程大數據中心工程大數據中心 經歷多年攻關，突破了工程多要素數據交互融合治理、云端關鍵參數預測、邊緣互饋算法、模糊控制等技術，逐步形成了以盾構/TBM 工程大數據為支撐，包含“智能感知、智能設“智能感知、智能設計、智能預制、智能掘進、智能安裝、智能構筑、智能環控、計、智能預制、智能掘進

40、、智能安裝、智能構筑、智能環控、智能運輸、智能管控”智能運輸、智能管控”為一體的盾構/TBM 隧道智能建造技術體系。（一）智能感知競相深化（一）智能感知競相深化 盾構/TBM 隧道智能建造高度依賴于智能感知技術，隨著地質雷達、激法極化、微震監測、HSP 地質預報等探測設備在盾構/TBM 裝備集成搭載，以及隧道結構的無損檢測、光纖監測、自動化變形監測的現場應用，目前各種感知技術的智能化 24 都在深化發展。在國家重點研發計劃項目“智能互聯裝備的網絡協同制造/運維技術”支持下，行業形成盾構/TBM 制造/運維感知總體解決方案，推動了盾構/TBM 隧道智能感知的互聯互通應用。地質感知技術取得創新突破

41、。地質感知技術取得創新突破。高分辨率衛星遙感影像、無人機航測、北斗+GNSS+RTK 測量等技術，在勘察設計階段“空、天、地”三位一體綜合應用。合成孔徑雷達（SAR）成像技術，具備全天候、高分辨率成像、地表穿透以及大范圍監測能力，對基礎設施形變、沉降等關鍵參數進行監測。研發搭載 HSP 探測、高密度電法、激發極化法技術，開展裝備集成式應用。利用巖渣圖像地質識別、盾構/TBM 掘進參數地質反演技術也取得局部突破，支撐動態設計、支護方案設計等，初步顯現效應。PHM 技術逐步推廣應用。技術逐步推廣應用。采用故障預測與健康管理 PHM（Prognostics and Health Management

42、）技術，采集主驅動等核心部件油液質量、溫度狀態、振動信號等數據，實時傳輸到工程大數據平臺，建立盾構/TBM 設備狀態綜合數據庫。采用機理判斷與深度挖掘相互融合的方法，研發盾構/TBM 在線 PHM 系統，逐步實現盾構/TBM 隧道建造裝備全壽命健康診斷與管理。25 圖圖 13 盾構盾構/TBM 故障數據趨勢分析與預警故障數據趨勢分析與預警 研制隧道結構感知檢測機器人。研制隧道結構感知檢測機器人。研發隧道智能綜合檢測車，采用模塊化設計理念，搭載汽車底盤、軌道平板車等載體，集成基于機器視覺技術的隧道結構機器視覺智能監測系統。具備隧道襯砌結構內部病害，表觀病害，幾何空間形變一體化智能檢測與隧道結構豎

43、向位移、水平位移、凈空收斂變形實時監測等功能。在隧道工程建造施工、竣工驗收、運營期等多階段質量檢測推廣應用。圖圖 14 隧道智能綜合檢測車隧道智能綜合檢測車 26（二）智能設計有序推進（二）智能設計有序推進“動態設計”是隧道行業的重要特點，以 BIM+GIS 為數據載體，采用數字化技術和正向設計方法，行業研發盾構/TBM 隧道工程 BIM 協同智能設計軟件，穩步推進隧道工程智能設計示范應用，實現工程項目設計成果的數字化交付，及各參與方全專業之間數據高效共享，開創了“一圖掌全域、一模用到底”新局面，借助智能感知的大量有效數據，穩步推進隧道工程智能動態設計示范應用，使得設計質量和效益得到有效提升。

44、自主研發數字化智能化設計軟件。自主研發數字化智能化設計軟件。創新應用模塊化三維設計理念，研發企業級隧道工程 BIM 協同設計平臺，自主開發盾構/TBM 隧道綜合設計系統，包含隧道洞口、隧道豎井/斜井選址三維場景方案設計、隧道地質設計等；研發盾構管片設計及預埋槽道排布設計系統，包含預埋槽道管片拼裝算法分析數字化、智能化設計軟件等，搭載到云平臺上實現全專業協同、全過程控制、全參數化智能設計。智能設計工程示范應用穩步推進。智能設計工程示范應用穩步推進?！癇IM+GIS”隧道智能設計技術在工程建造設計/施工集成應用，形成了盾構/TBM 隧道結構參數化、數字化設計一鍵成圖、工程量自動統計數字化提取技術，

45、與盾構隧道管片輕量化設計、新型管片接頭設計、智能拼裝技術。實現隧道工程建造設計/施工數據共享和信息化管理。在高速鐵路、軌道交通等隧道建造應用，大幅提升設計 27 效率和成果質量。圖圖 135 隧道管片智能設計建模隧道管片智能設計建模（三）智能預制邁向成熟（三）智能預制邁向成熟 在新興技術帶動下，傳統隧道預制混凝土結構件（管片、底部弧形件、中隔墻等，以下簡稱“構件”）生產向自動化、數智化方向發展。通過數據驅動各類數控加工設備，推進構件生產過程標準化和精細化，實現預制構件工廠生產線智能化升級。隧道構件鋼筋骨架全流程生產標準化。隧道構件鋼筋骨架全流程生產標準化。結合傳感器、機器視覺、BIM、物聯網、

46、數字孿生等技術，研制預制混凝土構件鋼筋骨架加工成套機器人、鋼筋自動剪切生產線、智能鋼筋彎箍機、自動機械手臂、自動階梯上料傳送輥道等智能設備，實現鋼筋智能上料、智能傳輸、智能彎曲與彎弧，形成預制混凝土構件智能生產標準技術體系。28 圖圖 16 構件鋼筋骨架標準化生產構件鋼筋骨架標準化生產 建成隧道構件綠色智能生產線。建成隧道構件綠色智能生產線。研制“模具開合-清理-噴涂-澆筑-收面”自動生產線，創新應用綠色蒸汽發生裝置實現隧道構件蒸養，建立構件“出窯自噴淋+水質自監測”日常 28 天標準養護機制，形成了管片綠色流水生產線，保障管片 PC 構件成品質量。應用智能清模、噴涂、抹面機器人，實現結構件鋼

47、筋籠加工、入模，模具清理、噴涂脫模劑，與混凝土澆筑、振搗、抹面等全工序自動生產。圖圖 17 管片綠色流水生產線管片綠色流水生產線 構建隧道構件加工數字孿生工廠。構建隧道構件加工數字孿生工廠。采用二維碼信息標簽標識隧道構件鋼筋籠與構件成品身份，通過手機APP掃碼和RFID 29 專用設備實時檢查成品生產信息，實現隧道成品構件生產過程質量追溯。通過傳感器、視覺算法、BIM 建模及物聯網，建立構件數字化孿生工廠，實現構件生產全過程協同，數智化管理。圖圖 18 隧道預制混凝土構件智能工廠隧道預制混凝土構件智能工廠（四）智能掘進快速發展（四）智能掘進快速發展 行業進行了盾構/TBM 智能掘進的探索研究，

48、研發了 TBM-SMART、同步推拼、輔助巡航等輔助掘進系統。隧道掘進機及智能運維全國重點實驗室研發盾構/TBM 智能掘進控制系統（Intelligent TBM Boring System,簡稱 I-TBM 系統），實現主動參數自預測、倉內壓力自適應、姿態運行自巡航、環流出渣自調整與異常事件自熔斷，開展工程常態化應用。形成新一代盾構形成新一代盾構/TBM 智能掘進控制架構。智能掘進控制架構。采用 5G 通信、物聯網技術研發盾構/TBM 邊緣終端，形成云端大數據預測，邊緣反饋控制，終端精準執行的新一代盾構/TBM 智能運行控 30 制新模式。邊緣服務器集成云-端雙向通訊熔斷保障機制，確保云端模

49、型動態部署，預測數據實時傳送，通訊中斷短時支撐。圖圖 19 云邊端盾構云邊端盾構/TBM 智能掘進控制架構智能掘進控制架構 突破分類地層數據預測算法。突破分類地層數據預測算法。以安全可控、掘進高效、保障質量、成本可控為 目標，采用裝備運行機理與機器學習數據挖掘融合方法，構建不同地層掘進、姿態等主動參數預測、被動參數預警與異常事件預報熔斷中小模型算法體系。掘進更高效，姿態更精準，隧道建造質量可保障。圖圖 20 盾構智能掘進控制系統盾構智能掘進控制系統參數預測參數預測 31 形成智能掘進控制技術。形成智能掘進控制技術。建立了復雜工況執行元件開環動力學建模，設計模糊控制器算法，柔順性控制掘進負載水平

50、；提出多執行機構局部限制自由度的姿態控制算法，保障掘進姿態動態精準調整。突破多要素互饋環流出渣系統控制技術，實現了倉內壓力自適應，掘進-出渣自調整。圖圖 21 盾構智能掘進控制系統姿態控制盾構智能掘進控制系統姿態控制（五）智能安裝縱深推廣（五）智能安裝縱深推廣 隧道結構預制拼裝成為行業發展趨勢，拼裝機器人成為行業研究熱點。隧道環向管片、縱向中隔墻、水溝電纜槽與底部弧形件等構件安裝，已經形成了標準化體系，顯著提高了隧道工程質量、修建速度與降低綜合成本。形成管片吊運裝智能化作業流程。形成管片吊運裝智能化作業流程。采用激光定位、視覺識別、自動聯鎖等技術，實現管片運輸“視覺自定位-控制自啟動-作業自運

51、行”的全流程無人操作。研發了管片安裝自編排技術，32 突破了管片安裝激光信號預處理，視覺濾波、圖像干擾處理、激光測量定位技術，實現其他管片智能定位與K塊安裝粗調整，定位精度達到厘米級。輔助管片安裝系統，降低操作人員勞動強度，提高了作業效率，為管片無人安裝奠定基礎。a)管片智能吊運 b）管片自主編排 c）管片智能輔助安裝 圖圖 22 管片管片吊運裝機器人技術應用吊運裝機器人技術應用 研制隧道預制構件安裝機器人。研制隧道預制構件安裝機器人。研制的隧道弧形件機器人采用穿行式結構，突破絕對坐標定位、位姿調整反饋、六自由度精準控制技術；研制的中隔墻機器人，突破 AI 視頻高精度定位、大負載柔性抓舉與小慣

52、性大角度翻轉技術；實現了隧道附屬構件精準拼接、無人安裝。a）中隔墻智能拼裝機器人 b）弧形件拼裝機器人 圖圖 23 隧道預制結構拼裝機器人隧道預制結構拼裝機器人 33（六）智能構筑持續進步（六）智能構筑持續進步 在盾構或敞開式 TBM 隧道結構二次襯砌方面，隧道混凝土構筑臺車向數字作業、自動控制與數智能化監控方向發展。隧道二襯拱部預制拼裝新技術正在探索，隨著新工藝、新工法與新技術的實現，隧道智能構筑將進一步發展。研制新型盾構研制新型盾構/TBM 隧道智能襯砌臺車。隧道智能襯砌臺車。智能襯砌臺車具備智能姿態管控、智能澆筑管控、智能振搗管控等功能。在姿態調整方面，可以自動定位、自動搭接、自動封堵、

53、模板應力監控；智能澆筑管控可以實現澆筑位置監測、澆筑換位控制、模板斜面注漿等；根據工況情況，實時控制振搗時間，實現自動振搗，提升振搗效率和密實度。開發數智化管控系統，實現構筑全面管控。圖圖 24 新型新型 TBM 隧道智能襯砌臺車隧道智能襯砌臺車 探索隧道二襯拱部預制拼裝技術。探索隧道二襯拱部預制拼裝技術。采用拱部整體預制安裝與邊墻現澆模筑相結合施工方法，結合拱部預制拼裝施工工藝特點，形成“先墻后拱，預制塊后退式縱向滑移拼裝”施工工藝。開發懸臂邊墻襯砌鋼筋安裝工藝與混凝土澆筑質量控制方 34 法。建立拱部預制塊運輸、吊升、平移、安裝、縱向預緊等全過程拼裝控制標準，實現拱部預制塊高精度拼裝。圖圖

54、 25 隧道二襯拱部預制拼裝隧道二襯拱部預制拼裝（七）智能環控大勢所趨（七）智能環控大勢所趨 以“綠色節能、減碳增效、避災減災”為目標，保障盾構/TBM 隧道建造作業環境，堅持“以人為本”建造理念，保障施工人員身心健康，防控有害氣體引發工程風險，形成了盾構/TBM 隧道智能環境監測技術及智能通風控制技術。形成盾構形成盾構/TBM 隧道環境監測技術。隧道環境監測技術。根據盾構/TBM 隧道特點，在重點作業位置及隧道重點監測區域，安裝環境監測裝置，對盾構/TBM 施工周邊環境有害氣體（如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氮氧化合物、氣壓、風速等）實時監測、異常預警與瓦電聯動控制，通過工程

55、智能管控系統，實現風險分級預報、預警與應急處置。研發隧道智能通風系統。研發隧道智能通風系統。融合隧道作業區域有害氣體、粉塵、溫濕度、風速等環境監測，采用深度學習算法和PID(Proportional-Integral-Derivative)控制技術，智能識別當前的 35 隧道施工工序和環境狀態，實時驅動設備運行和變頻器調整，實現通風系統節能運行，保障作業環境空氣質量。圖圖 26 盾構盾構/TBM 隧道環境監測隧道環境監測 圖圖 27 隧道智能通風系統隧道智能通風系統（八）智能運輸初顯效用（八）智能運輸初顯效用 無人駕駛技術帶動了傳統運輸轉型升級。隧道物料運輸具有地下空間狹長、工況復雜多變、突發

56、障礙物多等特點，盾構/TBM 智能運輸系統融合大數據、人工智能、物聯網等技術，實現了隧道車輛智能調度，無人駕駛。研發隧道研發隧道L4級智能運輸系統。級智能運輸系統。采用UWB（Ultra Wide Band,UWB）基站定位算法、車載 UHF（Ultra High Frequency）無線定位、三維高精度激光雷達障礙物識別等技術，研發了隧道長距離無人駕駛運輸系統，具備車輛智能啟停、自主轉向、車速自動控制、智能避障、車道指引等功能，實現設定路線下 L4 級智能駕駛。36 a）車輛行駛障礙物檢測 b）運輸車輛無人駕駛狀態 圖圖 28 隧道無人駕駛技術隧道無人駕駛技術 形成隧道車輛智能調度技術。形成

57、隧道車輛智能調度技術。構建盾構/TBM 物料運輸施工生產數據庫、車輛運行信息數據庫與列車限速狀態數據庫。研發車輛調度管理系統，自動生成當日運輸排班計劃表；根據軌線規劃、同向行車、對向錯車、限速區域等條件控制車輛；實時進行運輸車輛在線調度，形成列車編組作業狀態檔案記錄。圖圖 29 隧道車輛智能調度系統隧道車輛智能調度系統（九）智能管控日臻完善（九）智能管控日臻完善 為加強對工程項目全過程、全方位、全流程的施工管控，按照“一圖看全場，一模貫到底”理念，行業建立了工程智能 37 管控平臺，形成了設計/施工數據動態管理機制，提高了工程建造綜合效率，實現了工程全要素管控。搭建隧道建造工業互聯網。搭建隧道

58、建造工業互聯網。運用 BIM、GIS、物聯網、大數據技術，隧道結構與裝備建模，數字孿生虛擬仿真，構建虛實結合工程建造場景，實現一鍵數字巡檢，一鍵裝備維保?！耙粓D看全場、一屏管全程”，實時監控項目的安全、質量和進度等工程動態信息，實時進行裝備運行狀態、隧道結構變形、地表沉降變化等監測。隧道建造多智能體全面集成。隧道建造多智能體全面集成。平臺集成“智能感知、智能設計、智能預制、智能掘進、智能安裝、智能構筑、智能環控、智能運輸、智能管控”等功能模塊?；诠蚕頂祿?，智能系統互相協同、有序運行，實現了平臺云端一鍵控制，智能系統自主運行。圖圖 30 隧道建造工業互聯網隧道建造工業互聯網 圖圖 31 隧道建

59、造多智能體集成控制隧道建造多智能體集成控制 工程各生產要素協同管控。工程各生產要素協同管控。平臺打通人、料、機、法、環等隧道建造各生產要素數據共享通道，建立各生產要素的智能互聯多業務互饋體系。具備安環、進度、生產、人員、物料、38 設備、黨建等各生產要素項目協同管理功能。工程要素數據互聯，項目管理業務互饋，工程資料自動歸檔，業務報表自動生成，實現了隧道工程建造管理轉型升級。圖圖 32 工程各生產要素協同管控工程各生產要素協同管控 四、面臨問題挑戰及對策四、面臨問題挑戰及對策（一）問題與挑戰（一）問題與挑戰 隧道全要素數據感知處理能力不高，影響盾構隧道全要素數據感知處理能力不高，影響盾構/TBM

60、 隧道隧道智能建造進程。智能建造進程。隧道智能建造多工序地上地下多場景復雜分布，隧道空間狹長、工程要素眾多。隧道全要素數據感知能力尚有不足，管片接縫滲漏水、管片拼裝接縫寬度及錯臺量均未實現自動化或智能化。地質超前探測技術局限，多手段探測融合技術還存在短板，不同結構化信息的異步性和矛盾性，地質解譯成果難以精準。圖像、視頻等非結構化數據量大，數據傳輸、融合要求高。裝備運行狀態傳感技術精度與控制系統匹配性還存在差距，新一代裝備技術適應性技術需要迭代發展。隧道狹長空間全要素數據感知傳輸融合處理技術有待提高。行業算法模型泛化能力不強，自主決策能力依然不足。行業算法模型泛化能力不強，自主決策能力依然不足。

61、現 39 階段，盾構/TBM 掘進地質反演、參數預測、姿態調向、異常事件預警等算法模型，依賴于單一應用場景，在不同工程跨域條件下應用效果參差不齊，算法模型泛化能力不足。多工程地質、多尺寸維度、多環境要素協同的算法挖掘是智能建造核心。隨著隧道建造技術機理發展與大數據挖掘深度融合，進一步提升算法的普適性、準確性、實時性，最大化挖掘工程大數據應用價值是后續發展的重點。國產工業設計軟件核心技術需要突破。國產工業設計軟件核心技術需要突破。工業軟件驅動著制造管理流程優化、生產模式改變以及全要素生產率提高，是加快建設現代化產業體系的重要工具。中國是世界第一大工業國，構建了相對完備的產業鏈供應鏈體系，但在工業

62、軟件領域仍存在較為突出的問題。在工程建造領域，中國隧道建造設計、仿真等工業軟件已經起步，但自生生態還沒有形成，依然受制國外，隧道智能建造轉型升級面臨挑戰。行業研究逐步加強，產研用三鏈融合不足。行業研究逐步加強，產研用三鏈融合不足。盾構/TBM 智能建造技術目前處于發展階段，從工程大數據分布看，數據主要存在于行業領軍企業，盾構/TBM 工程大數據中心建立標志著中國數據基礎已經形成。隧道智能建造也成為中國研究院所攻關重要戰場，數字設計、數字施工、智能應用等取得重大成就。但以隧道智能建造產業需求為引領，協同創新體系還沒有完全形成，產研用三鏈亟待深度融合。40 多學科交叉滲透不足，制約高水平技術跨越。

63、多學科交叉滲透不足，制約高水平技術跨越。智能建造中的學科交叉主要體現在土木工程、機械工程、計算機科學與技術、電子信息工程等多個學科的相互滲透與融合。這些學科在智能建造中發揮著各自獨特的作用，共同推動智能建造技術的發展和應用。隨著智能建造不斷向廣度拓展、向深度邁進，多學科交叉滲透融合不斷加強，科學研究的復雜性、系統性、協同性日益增強，需要跨學科、跨領域的創新團隊突破技術瓶頸。設計設計/施工協同不足，技術創新深度與成效受限。施工協同不足，技術創新深度與成效受限。當前盾構/TBM 隧道智能建造技術雖已形成了體系，取得階段成果，但參建各方針對隧道智能建造技術研發的側重點各不相同，仍然存在各自為戰，缺乏

64、協同的問題。如管片連接方式多采用傳統的螺栓連接，不利于智能拼裝；管片配筋量大，構造筋復雜繁多，不利于智能預制和節能減排。亟待解決建設管理、隧道設計、工程施工、裝備制造各方在隧道智能建造創新工作組織協調的問題，進一步推動隧道智能建造技術進步。（二）對策與建議 加快地質、設備、結構感知等基礎研究。加快地質、設備、結構感知等基礎研究。深化技術融合、學科交叉，探索建立適用于盾構/TBM 隧道作業環境要求的地質信息、設備狀態感知硬件開發、測試、應用標準。加快多功能、集成式傳感器智能終端研制，研究地質多手段融合探測與裝備運行地質反演等技術，推動裝備及感知元件融合設計技術 41 在盾構/TBM 裝備設計、生

65、產、施工等環節的應用。構建盾構構建盾構/TBM 數智賦能創新共同體，推進“隧道”大模數智賦能創新共同體，推進“隧道”大模型建設。型建設。倡議工程建造頭部企業、高校、科研院所，構建智能建造創新共同體，推動產學研用多主體參與合作。協調各方關鍵技術研發、測試、應用場景供需，聚智凝力形成平臺共享，提升參數預測算法訓練效率。加快隧道智能建造數智挖掘、中小模型技術體系開發，形成以工程智能管控為核心的隧道建造多智能體協同架構，逐步構建盾構/TBM 智能建造行業“隧道”大模型支撐體系。面向工程需求，構建國產工業軟件自主生態鏈。面向工程需求，構建國產工業軟件自主生態鏈。面對工業軟件等技術卡點，隧道智能建造轉型升

66、級，領軍企業應勇挑重擔，與工業軟件企業組建創新聯合體，實施基礎軟件和工業軟件供需結對攻關、產學研用聯合攻關，推動標準制定與發布。特別是基于純血鴻蒙等國產操作系統，不斷提升工業設計仿真軟件研發設計、生產服務能力。面向工程需求，加快構建以用戶為中心，產學研用相結合的生態環境，突破工業軟件內核，不斷迭代升級，形成與中國建筑業地位匹配的自主可控的工業軟件體系。建設盾構建設盾構/TBM 隧道全國大數據云計算共享中心，提高行隧道全國大數據云計算共享中心，提高行業算力水平和自主安全能力。業算力水平和自主安全能力。開發基于國產自主操作系統的工程大數據平臺，從優化數據結構、提升平臺算力、強化數據安 42 全、隱

67、私保障和技術的獨立性等方面，夯實盾構/TBM 隧道智能建造數據底座。利用云計算中心支持分布式并行計算的特點，優化數據存儲和管理方式，確保數據的高可靠性和可用性，建立數據中心數據資源共享機制，鼓勵全行業共建共享。加強跨學科、跨領域協同創新實踐。加強跨學科、跨領域協同創新實踐。鼓勵科研人員跨學科、跨領域組建創新團隊，鼓勵支持科學、技術、工程等各類人才組建團隊開展全鏈條、跨部門協同攻關，著力實現盾構/TBM 隧道工程全周期數據實時感知與數據管理，并以此推進不同建設環境下隧道工程理論的創新。組建盾構組建盾構/TBM 隧道智能建造聯盟，促進智能建造深度發隧道智能建造聯盟，促進智能建造深度發展。展。完善技

68、術創新組織模式，圍繞“需求分析-技術攻關-中試試驗-工程應用-成果推廣”全過程，組建項目規劃、勘測設計、建設管理、施工、裝備和運維等多方的協同聯盟，共同推進盾構/TBM 隧道智能建造技術體系持續深度發展。43 結束語結束語 以人工智能為代表的新一代信息技術和機器人技術，已經滲透并應用于千行百業，正在引發鏈式突破，推動經濟社會各領域從信息化、數字化向智能化加速躍升，成為推動產業變革的重要力量。在中國式現代化新征程中，盾構/TBM 隧道建造將踐行新發展理念，堅持自主創新，加快推進傳統隧道建造方式與新質生產力技術深度融合，從傳統人工主導模式向數智驅動模式轉型升級，實現隧道及地下空間資源開發更加安全、優質、高效、綠色、便捷、經濟，已成為現代隧道人的使命。