上天有神州、下海有蛟龍、入地有盾構，盾構機如今已成為衡量國家裝備制造業水平的重大關鍵裝備。隨著我國盾構建造、施工能力的不斷提升，以及5G、人工智能、北斗等新技術的加持，讓盾構機在擁有大力氣的同時，也開始有了“大智慧”。

產品更智能

近日，由中鐵工業旗下中鐵工程裝備集團打造的超大直徑泥水盾構機“領航號”在上海市崇明區順利始發。該設備搭載了智能掘進、智能拼裝等領先的智能化系統，可以實現無人駕駛和輔助駕駛並行，標志著我國盾構隧道智能建造水平達到新高度。

一部盾構機的零部件超過2萬個，光一個控制系統就有2000多個點。如何確保設備的穩定性和地質適宜性？智能化、自動化成為盾構機發展的方向。

中鐵裝備集團總工程師賈連輝介紹：“此次始發的‘領航號’，將引領我國盾構隧道智能建造水平攀升到新的高度。”“領航號”盾構機配置了隧道智能建造系統，擁有獨立思考、智能分析、自主判斷的“超級大腦”，搭載智能掘進、智能拼裝、超前地質預報、盾尾密封安全預警、設備狀態在線監測等國內領先的智能創新技術。

我國最新的盾構產品已經普遍配備了智能化系統，其生產過程的智能化水平也在不斷提升。

在中鐵十四局參建的金塘海底隧道施工現場，越來越多的生產環節通過技術升級、設備更新、工藝換代，運用智能化手段不斷培育鍛造新質生產力，為產業發展注入新動能。

據介紹，該項目採用現代化的工廠管理理念，搭建了多功能布料機、全自動振搗平台、多功能機械手、自動化運輸子母台車、自動控溫蒸養窯五大智能化生產系統，實現了管片鋼筋籠加工、模具清理、噴涂脫模劑、混凝土澆筑、振搗、抹面、蒸養等八大工序的全環節、全流程工廠化、自動化、少人化生產，生產效能提升20.8%。

運行更高效

5月16日，在新建寧波至舟山鐵路金塘海底隧道寧波側和舟山側，隔海相望的兩台超大直徑盾構機刀盤同時轉動，正式開啟相向始發穿海之旅。

如何採用智能化手段，盡可能探明周邊環境，減少對盾構機操作人員的經驗依賴，是隧道工程領域的挑戰。

為此，施工團隊搭建了數字盾構系統，實現掘進數據實時採集、分析和預警，快速、精准指導盾構機掘進施工，有效解決智能控制問題。團隊還大力運用智能化工裝、智慧化手段，不斷適應不同地質地形要求，提升施工效率。

金塘海底隧道工程採用“甬舟號”和“定海號”2台盾構機施工，每台長135米、重4350噸，開挖直徑14.57米。2台盾構機要下穿石油管線、海堤、碼頭和航道等多項風險源，穿越過程中要經歷28次軟硬地層變換，最終在78米深海底“會師”，中心軸線對接誤差要求不超過2厘米。

為了確保盾構機順利掘進、精准對接，建設管理單位滬杭客專公司組織中鐵十一局、中鐵十四局項目部對盾構機進行了針對性設計和優化，採用重型帶壓刀盤，配備超前地質預報和超前加固等專用裝備，做到“軟硬通吃”﹔同時配備先進的導向系統，確保海底精准對接。

中鐵十四局甬舟鐵路項目指揮長胡浩介紹，搭載了多項智能裝備的盾構機，就像一個深藏在地下的“可移動智能建造工廠”。掘進過程中，最高將實現7環至8環的日掘進速度，2台盾構機預計於2026年底進行海底對接。

2023年5月，中鐵裝備研制的世界首台綠色盾構機下線，應用於意大利西西裡島高速鐵路項目。綠色理念主要通過智能控制和低碳環保兩方面得以體現，通過對盾構機掘進過程中各系統的自動智能管理，實現與掘進地層的自適應調節匹配，自主達到掘進效率和能源消耗的最佳匹配，實現綠色節能目的。截至目前，中國中鐵號盾構機已經出口到法國、德國、意大利、新加坡等30多個國家和地區。

體系更完善

2023年4月12日，集眾多盾構機智能化技術於一體的“基石一號”在北京地鐵22號線始發。中鐵裝備電氣與智能技術研究院副院長林福龍介紹，這台盾構機集中搭載了刮刀磨損檢測、盾尾間隙測量、渣土體積測量、軸線糾偏自動控制、自動保壓控制、自主掘進控制系統、地面集控中心、盾構遠程監控平台等系統，實現了從局部智能到全局智慧的跨越，基本實現在均質地層的一鍵啟動、無人掘進。

盾構裝備智能化，不光是一台設備的智能化，而是要實現設計、制造、施工、維修全產業鏈的智能化。

賈連輝介紹，早在9年前，中鐵裝備集團就著手開展盾構機的智能化研究。2015年3月，由中鐵裝備集團承擔的“TBM（硬岩掘進機）安全高效掘進全過程信息化智能控制與支撐軟件基礎研究”項目成功獲得國家重點基礎研究發展計劃立項。

工程師團隊經過不斷探索和努力，取得了一系列創新成果和技術應用：研制的TBM-SMART系統，通過圍岩探測、設備感知、數據分析挖掘、參數決策等，實現智能施工，在30多台設備上搭載應用﹔研發的行業首個“大型掘進機關鍵部件及系統監測診斷系統（TOMD）”，是保障掘進機施工安全和效能的24小時全天候隨身智能“體檢醫生”。

隧道掘進機智能化研發，也離不開科研機構的助力。中鐵隧道局、中鐵裝備及鄭州大學聯合共建了隧道掘進機及智能運維全國重點實驗室，成為隧道掘進機及智能建造領域的國家公共研究平台。平台自主成功研發出全國首套工序化應用的盾構智能掘進系統，集成了神經網絡、預測算法、邊緣反饋控制、應急熔斷等技術，實現了復雜地質盾構掘進主動參數預測、隧道姿態調整控制、異常事件預警防控。

在深江鐵路珠江口隧道，正在施工的“大灣區號”盾構機搭載中鐵隧道局創新研發的八大智能體系，實現智能化施工。中鐵隧道局集團負責人表示，未來，將通過與科研院所合作，大幅提升企業制造和施工智能化水平。（記者 齊慧）

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