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1、 I 目目 录录 前 言.1 一、盾构/TBM 隧道智能建造新兴发展.3（一）国家战略驱动智能化发展势在必行.3（二）隧道行业的转型升级需要智能化支撑.5（三）盾构/TBM 隧道建造技术发展突飞猛进.8（四）盾构/TBM 装备自主技术快速发展.10（五）盾构/TBM 隧道建造技术代纪形成.13 二、新一代信息技术和机器人技术深度赋能.17（一）传感器、5G、物联网技术.18（二）大数据技术.19（三）人工智能技术.19（四）BIM+GIS 技术.20（五）机器人技术.21（六）云计算技术.22 三、盾构/TBM 隧道建造智能技术取得突破.22（一）智能感知竞相深化.23（二）智能设计有序推进.

2、26（三）智能预制迈向成熟.27（四）智能掘进快速发展.29（五）智能安装纵深推广.31 II（六）智能构筑持续进步.33（七）智能环控大势所趋.34（八）智能运输初显效用.35（九）智能管控日臻完善.36 四、面临问题挑战及对策.38（一）问题与挑战.38（二）对策与建议.40 结束语.43 1 前前 言言 当今世界，人类正面临国际政治格局加速演变、全球经济增长放缓、产业变革日新月异、新一代信息技术和工业技术快速发展等巨大机遇与挑战，各行各业正经历着前所未有的变革与重塑。人工智能、大数据、云计算、5G 网络及机器人等新兴技术，正快速与传统行业深度融合，经济社会变革的磅礴大势已将建筑业推到转型

3、升级的历史关口。隧道工程1是国民经济发展基础设施的重要组成部分，近5 年来中国年均建成隧道里程超 4000 千米，为铁路、公路、地铁、水利、能源、国防等事业发展提供了强力支撑。盾构/TBM法作为高度机械化的隧道施工方法，相较其他隧道施工方法具有安全、优质、高效的特点。近年来国外隧道工程采用盾构/TBM法修建的占比已超过 50%，而中国相应占比不足 15%，盾构/TBM 隧道在中国具有巨大的发展前景。本蓝皮书从上承勘察初步设计、下接运营维护的隧道智能建造关键环节，围绕隧道工程的动态设计与施工转型，全面展示了中国盾构/TBM 隧道智能建造的“智能感知、智能设计、智能预制、智能掘进、智能安装、智能构

4、筑、智能环控、智能运输、智能管控”最新成果，并指明了其发展趋势，旨在为行业内外人士开展隧道智能建造研究与实践提供参考和借鉴。隧道行业“提质增效、绿色低碳”是盾构/TBM 隧道智能建 2 造追求的目标，伴随着新兴技术的深度赋能，在“交通强国”、“水安全保障”、“能源安全”等战略和“一带一路”倡议的引导下，中国必将进一步加快盾构/TBM 隧道智能建造技术全面深入发展，中国盾构/TBM 隧道智能建造已启动并蓄势远航。我们期待与各方携手共进，发展隧道行业新质生产力，为推动隧道行业高质量发展、建设中国式现代化、构建人类美好生活贡献智慧和力量。【注 1】本蓝皮书所指隧道工程包括交通隧道、输水隧洞、地下能源

5、洞库工程。3 一、盾构一、盾构/TBM 隧道智能建造新兴发展隧道智能建造新兴发展 近二十年来，中国隧道建造行业得到了快速发展，隧道总里程已达 7 万千米，在建和在役隧道总规模世界第一。钻爆法、沉管法、盾构/TBM 法在铁路、公路等各类隧道建设中发挥巨大的作用。随着人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术快速发展，盾构/TBM 隧道建造逐步走向数字化、智能化成为必然趋势。（一）国家战略驱动智能化发展势在必行（一）国家战略驱动智能化发展势在必行 智能建造是落实党中央重大决策部署的关键举措。智能建造是落实党中央重大决策部署的关键举措。党的十九大报告要求推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。

6、党的二十大报告中指出，实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程，支持专精特新企业发展，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。党的二十届三中全会提出，健全因地制宜发展新质生产力体制机制。通过深化改革，让传统产业“焕发新机”，使传统产业所蕴含的新质生产力有效释放。建筑业的智能建造带来的不仅仅是一种技术手段的革新，更是一场深刻的生产力革命，通过智能建造提质增效，能实现建筑业从劳动密集型向技术密集型转变、从粗放式向集约式升级。智能建造是落实国家高质量发展要求的必然选择。智能建造是落实国家高质量发展要求的必然选择。2020 年住房和城乡建设部、国家发展改革委、科技部等 13 部委联合印发关于推动智能建

7、造与建筑工业化协同发展的指导意见明 4 确提出，要围绕建筑业高质量发展总体目标，以大力发展建筑工业化为载体，以数字化、智能化升级为动力，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。到 2025 年，中国智能建造与建筑工业化协同发展的政策体系和产业体系基本建立，建筑产业互联网平台初步建立，推动形成一批智能建造龙头企业，打造“中国建造”升级版。到 2035 年，中国智能建造与建筑工业化协同发展取得显著进展，建筑工业化全面实现，迈入智能建造世界强国行列。因此，建筑行业智能化建造是高质量发展的必然选择。智能建造是推动建筑业市场转型升级的迫切需求。智能建造是推动建筑

8、业市场转型升级的迫切需求。随着市场环境和竞争模式的变化，建筑业转型迫在眉睫，从传统的劳动密集型作业模式向机械化、智能化作业模式转变，是科技进步与行业发展相互交融的深刻变革。从建筑业从业人员结构看，2016 年到 2023 年，建筑业大龄从业者占比与年轻从业者占比呈明显剪刀差，建筑工人的老龄化趋势明显；从专业技术人才培养看，即使在全国高校持续扩招的大趋势下，土木工程专业招生吸引力逐年下降，2020 年到 2024 年，土木工程专业类的计划人数占比从3.4%下降至2.92%。智能建造在安全质量管控、效率效益提升、劳动强度降低、产业协同创新等方面都具有极强的优势，是建筑行业未来的发展趋势，更是当前建

9、筑市场转型升级的迫切需求。5 图图 1 建筑行业从业人员年龄构成变化趋势建筑行业从业人员年龄构成变化趋势 图图 2 全国本科普通批土木类专业计划招生人数全国本科普通批土木类专业计划招生人数（二）隧道行业的转型升级需要智能化支撑（二）隧道行业的转型升级需要智能化支撑 中国隧中国隧道建设规模持续增长。道建设规模持续增长。2013 年到 2023 年底，铁路隧道运营里程从 8939 千米增长至 23508 千米，平均年增长率约 10.15%；公路隧道运营里程从 9606 千米增长至 30231.8 千米，平均年增长率约 12.15%；城市轨道交通运营里程从 2746千米增长至 8668 千米，平均年

10、增长率约 12.18%（数据来源：中国土木工程学会隧道及地下工程分会、交通运输行业发展统计公报等）。6 图图 3 近近 10 年中国隧道建设规模发展年中国隧道建设规模发展“一带一路”倡议加速中国隧道行业走向国外。“一带一路”倡议加速中国隧道行业走向国外。1998 年，中国隧道施工企业进入新加坡地铁盾构隧道建造市场；随着2013 年 9 月习近平主席提出共建“一带一路”倡议，中国隧道行业大步伐进入国外市场。2013 年，承担了全长 19.2 千米的“中亚第一长隧”卡姆奇克隧道建设，该隧道是丝绸之路重要国际运输走廊“中国一中亚一欧洲”的关键性工程。2015 年，承建了全长约 24 千米的以色列特拉

11、维夫轻轨红线，该工程是以色列建国以来最大的政府特许基础设施建设项目，全部采用中国盾构施工装备及技术；2017 年，承建新加坡 C885 等多个地铁项目，全面展示了中国盾构隧道技术。2018 年在欧洲参与建设首个地铁工程莫斯科地铁第三换乘环线西南段项目。2021 年，采用中国制造的世界最大直径的 TBM 修建格鲁吉亚南北公路古多里隧道，用时32个月完成8.86千米的隧道建设；2021 年，承建孟加拉国首条水下隧道卡纳普里河底隧道，也是南亚首个采用盾构法建设的水下大直径隧道项目。“一带 7 一路”倡议为中国盾构/TBM 隧道建造技术在国外的全面拓展带来了机遇。a）乌兹别克斯坦卡姆奇克隧道 b）莫斯

12、科地铁第三换乘环线西南段 c）格鲁吉亚 KK 公路隧道 d）孟加拉卡纳普里河底隧道 图图 4 中国修建的典型国外隧道中国修建的典型国外隧道 盾构盾构/TBM 法隧道建造前景广阔。法隧道建造前景广阔。相比传统隧道人工建造工法，盾构/TBM 机械化程度高，隧道施工环境更优、劳动强度更低。国内盾构/TBM 法隧道已涉及铁路、公路、地铁、水利水电、能源等领域，据不完全统计已累计建设隧道长度 8708 千米。国内地铁区间隧道建设盾构法施工占比超过 90%以上，水下隧道盾构法施工占比超过 70%。同时，盾构/TBM 法隧道建造的工程隐蔽性缺陷更少，成型隧道结构质量更容易保障；施工扰动更小，施工排污更少，施

13、工环境影响更低；从隧道建造 8 全生命周期看，盾构/TBM 法隧道建造的工程综合造价与效用更具优势。伴随着机械化、自动化的发展，近年来，国外隧道工程采用盾构/TBM 法的占比超过 50%，中国不足 15%，盾构/TBM 法将成为未来隧道修建主要工法，具有广阔的应用前景。隧道建造行业数智赋能具有迫切需求。隧道建造行业数智赋能具有迫切需求。隧道工程具有地质的不确知性、理论的模糊性、过程的变异性、措施的时效性等四大特性，决定了隧道工程的不确定性，使得隧道建造的安全风险高、工程成本与建造效率难以准确把控，隧道设计与施工具有复杂性与艰巨性。另一方面，隧道施工是在相对窄长狭小的地下空间进行，工作环境相对恶

14、劣，工作质量难以精细把控。隧道行业常态化倡导的“动态设计、动态施工”更能说明隧道的不确定性，而智能化就是解决不确定问题的有力武器，在隧道行业“自感知、自决策、自操控”的盾构/TBM 隧道智能建造技术成为必然的发展趋势。（三）盾构（三）盾构/TBM 隧道建造技术发展突飞猛进隧道建造技术发展突飞猛进 中国盾构中国盾构/TBM 隧道建造技术迅猛崛起。隧道建造技术迅猛崛起。东北阜新煤矿采用手掘式盾构修建疏水巷道，揭开了中国盾构施工技术从无到有的历史。因各种原因，在上世纪九十年代之前，中国盾构/TBM隧道施工主要是依靠国外团队，天生桥二级水电站引水隧洞、万家寨引黄入晋隧洞工程、引大入秦工程均是引进国外设

15、备和国外施工队伍进行建造。上世纪九十年代以后，中国盾构/TBM 9 隧道建造技术进入自主阶段，特别是西康铁路秦岭隧道自主施工创造了 TBM 最高月进尺 531 米，平均月进尺 310 米的好成绩，大幅提升了中国盾构/TBM 施工技术的自信心。进入 21 世纪，使用多种类型盾构/TBM（土压平衡盾构、泥水平衡盾构、多模式盾构、敞开式 TBM、护盾式 TBM）建造的隧道如雨后春笋般涌现，开挖断面从 2.5 米（淮河能源张集矿北区）到 17.5米（济南市黄岗路穿黄隧道），使用地域从陆地延伸至水域（武汉长江隧道、汕头海湾隧道等）；隧道断面既有常规的圆形，也有马蹄形、矩形等异形断面（蒙华铁路白城隧道为马

16、蹄形断面，郑州纬四路下穿中州大道隧道为矩形断面）。从完全依靠国外团队建造到完全自主建造，中国已掌握了盾构/TBM 隧道施工技术，隧道建造技术水平进入世界前列。a）淮河能源张集矿北区矿用 TBM b）海太长江隧道 10 c）武汉长江隧道 d）蒙华铁路白城隧道 图图 5 典型盾构典型盾构/TBM 隧道工程隧道工程（四）盾构（四）盾构/TBM 装备自主技术快速发展装备自主技术快速发展 从国外引进到联合制造。从国外引进到联合制造。盾构始于英国，发展于日本、德国。早在 20 世纪 60 年代中国已经开始盾构研制之路，1965 年中国制造出第一台 TBM，比国外晚了 120 年，由于基础工业落后、技术差距

17、大，装备整机性能不足。1985 年，为建设天生桥二级水电站引水隧洞工程，首次引进美国罗宾斯公司制造的敞开式 TBM，直径为 10.8 米，中国开启了全断面隧道掘进机装备引进之路。随后在西康铁路秦岭隧道引进了德国维尔特 TBM、在广州地铁 3 号线大汉区间引进海瑞克复合盾构等。2007 年，为掌握先进的盾构/TBM 装备制造技术，依托广深港狮子洋隧道、北京直径线隧道等工程，中国与法国 NFM 开展装备联合研制，制造了 6 台直径 11.18 11.8 米盾构，初步掌握了大直径泥水盾构制造技术。11 图图 6 国外引进国外引进 TBM 图图 7 联合研制泥水盾构联合研制泥水盾构 从自主制从自主制造

18、到快速发展。造到快速发展。为确保装备自主可控，通过国家“863”计划开展复合盾构立项研究，至 2008 年研制国产首台复合盾构“中铁一号”，成功应用于天津地铁 3 号线，实现盾构自主研制从 0 到 1 的跨越，拉开国产盾构的序幕。随后通过国家 863、973、国家重点研发计划等系列重大科研项目支持，攻克了盾构/TBM 整机选型、刀盘刀具设计制造、2.6-8 米主轴承制造等关键技术。依托吉林引松供水研制国产首台 TBM，依托汕头苏埃通道研制国产首台超大直径常压换刀泥水盾构，依托广州地铁 7 号线研制了三模盾构，依托蒙华铁路白城隧道研制首台马蹄形盾构，依托深江铁路珠江口隧道研制最大工作水压（116

19、 千帕）的盾构，依托崇太长江隧道研制国产首台智能盾构，依托海太长江隧道研制国产最大直径（16.64 米）盾构。12 a）国产首台复合盾构 b）国产首台 TBM c）国产首台马蹄形盾构 d）国产首台超大直径盾构 e）国产首台三模盾构 f）国产水压最大的泥水盾构 g）国产首台具备自主掘进盾构 h）国产最大直径盾构 图图 8 典型国产盾构典型国产盾构/TBM 装备装备 13 盾构盾构/TBM 产销稳居全球首位。产销稳居全球首位。目前，中国已经成为全球盾构/TBM 最大的生产国和最大的市场。“十三五”时期中国基础设施建设需求大幅增加，盾构/TBM 年生产数量在 20152017 年呈突破式增长，至 2

20、022 年全年生产数量突破 700 台，年市场销售金额约 243 亿元。应用领域从传统的交通、水利水电拓展到矿山、储能、综合管廊等新型领域。中国盾构/TBM 装备已经出口海外约 40 个国家和地区，设备多项性能在海外客户评价中名列前茅，积累了丰富的业绩和国际行业认可度，大国重器成为响当当的“中国品牌”。图图 9 20152023 年中国盾构年中国盾构/TBM 年生产总量年生产总量（五）盾构（五）盾构/TBM 隧道建造技术代纪形成隧道建造技术代纪形成 盾构盾构/TBM 隧道工厂化作业隧道工厂化作业特点特点，是隧道建造新代纪形成是隧道建造新代纪形成的基础的基础。结构件工厂化和工序模块化是盾构/TB

21、M 法施工中的重要特点。结构件生产从传统的现场施工转变为在工厂内进行标准化、规模化生产，如针对管片生产，实现管片钢筋笼加工、模具清理、喷涂脱模剂、混凝土浇筑、振捣、抹面、蒸养等工 14 序自动化，对于提高管片生产效率、保证产品质量、降低生产成本具有重要意义。工序模块化将施工中各个工序进行拆分，更加灵活地调整生产流程、实现机械配套、减少现场施工时间，与传统隧道施工方法相比较，盾构/TBM 法具有施工工序标准化、装备运行自动化等优点，为隧道建造转型升级提供了良好的基础条件，推动了隧道建造数智时代的到来。国外盾构国外盾构/TBM 智能建造智能建造技术不断发展，隧道数智建造时技术不断发展，隧道数智建造

22、时代已经开启代已经开启。国外，隧道建造技术也在向智能建造方向发展，在隧道 结构拼 装方面，2015 年法国 布依格（Bouygues Construction）团队研发了 Atlas 管片自动拼装系统，在英国高速铁路二期（HS2）Chilterns 隧道应用验证显示，其运行过程中仍需人工监控，最后的验收和检查阶段也需要人来完成，从自动化到无人化的最后一步始终难以迈出；在智能掘进系统研发方面，2016 年，马来西亚 MMC Gamuda 公司开始研发 A-TBM系统，搭载在“Betty”号和“Dorothy”号盾构上，据报道在澳洲悉尼地铁西线成功应用。总体看，国外盾构/TBM 智能建造技术正处于

23、不断研究和发展中，隧道建造数智时代已经开启。15 a）Dobydo 管片定位机器人 b）Atlas 管片自动拼装系统 图图 10 法国布依格团队研发管片安装机器人法国布依格团队研发管片安装机器人 a）“Betty”号盾构始发 b)A-TBM 系统架构示意图 图图 11 马来西亚马来西亚 MMC Gamuda 公司研发公司研发 A-TBM 系统系统 专业人才培养体系正在形成专业人才培养体系正在形成，推动了中国隧道建造新代纪，推动了中国隧道建造新代纪发展发展。中国在智能建造 24 个试点城市支持有关单位启动建设39 个智能建造科技创新平台，其中国家级平台 2 个、省部级平台 19 个，颁布实施 4

24、7 项智能建造相关标准、定额和导则，内容涉及建筑信息模型（BIM）、建筑机器人、智能建造项目评价等方面，其中建筑机器人补充定额已在 6 个城市落地实施。有 99 所高校开设智能建造专业或方向，2022 年招生 3562 人，2023 年招生 5539 人。一批大型建筑企业、大学、科研院所及装备制造商等积极布局智能建造，建立研发平台、储备人才队 16 伍、实施项目研发，一些已在特定领域形成独特的技术优势。专业人才的体系培养，促进了中国隧道建造数智时代的发展。中国中国盾构盾构/TBM 隧道建造技术隧道建造技术蓬勃发展，隧道建造蓬勃发展，隧道建造代纪代纪不不断进步断进步。中国盾构/TBM 隧道建造技

25、术从手掘式、机械化起步，不断向前发展；在计算机技术和电液控制技术推动下，盾构/TBM 隧道建造技术迅速迈入自动化时代；随着中国盾构/TBM隧道建造核心装备与施工关键技术取得重大突破，在新一代信息技术、高端装备制造技术的驱动下，盾构/TBM 隧道建造技术已跨入数智化时代。总体来讲，中国盾构/TBM 隧道建造技术可以划分为机械化、自动化与智能化三个时代九个纪元，目前，盾构/TBM 隧道智能建造技术处于快速发展阶段。表表 1 中国盾构中国盾构/TBM 隧道建造技术代纪划分隧道建造技术代纪划分 时代时代 纪元纪元 技术特征技术特征 里程碑标志里程碑标志 开启开启 年份年份 机械化 时代 初创纪（J1）

26、手掘式盾构研制应用，网格气压盾构研制应用，半断面插刀盾构研制应用。阜新煤矿疏水巷道、上海打浦路越江公路隧道北京地铁复-八线区间。1953 年 机械纪（J2）加泥式土压盾构研制应用。上海市南站过江电缆隧道 1987 年 自动化 时代 引进纪（Z1）盾构/TBM 隧道建造技术，进应用。天生桥二级水电站引水隧洞。1985 年 研发纪（Z2）盾构/TBM 国产化突破 天津地铁 3 号线、吉林引松供水工程。2008 年 多元纪（Z3）多类型多模式盾构/TBM研制应用。蒙华铁路白城隧道（首台马蹄形盾构）、汕头海湾隧道（首台超大常压泥水盾构）、广州地铁 7号线（首台三模盾2014 年 17 构）。数智化 时

27、代 数联纪（SZ1）工程多要素群组互联，辅助掘进、辅助安装、故障诊断。建成行业工程大数据平台，辅助掘进系统 在上海机场联络线工程应用。2016 年 数智纪（SZ2）形成“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”隧道建造技术体系。智能掘进 I-TBM(Intelligent TBM Boring System)系统在崇太长江隧道成功应用。2024 年 数智纪（SZ3）感知-决策-运算-执行全系统协同，自监测-自诊断-自决策。建成行业“隧道云”。数智纪（SZ4）隧道基础通用大模型应用，隧道建造生成式人工智能。发布“隧道”大模型。备注：表中“J”、“

28、Z”、“SZ”分别为机械化时代、自动化时代、数智化时代的简称代号。二、新一代信息技术和机器人技术深度赋能二、新一代信息技术和机器人技术深度赋能 中国的新一代信息技术产业和机器人产业在技术创新、总体规模效益等方面均取得显著的进展和成就，为隧道行业深度赋能奠定坚实的基础。在新一代信息技术产业方面，已建成全球规模最大的 5G 网络，在人工智能、量子信息、高性能计算等前沿技术研发中处于全球领先地位，市场规模已达 26.8 万亿元。在机器人产业方面，不断突破多元信息融合感知、人机自然交互等前沿技术，减速器、控制器、伺服系统等关键部件的国产化进程加速，已连续 11 年成为全球最大的工业机器人市场，近三年新

29、增装机量占全球一半以上。18（一）传感器、（一）传感器、5G、物联网技术、物联网技术 传感技术促传感技术促进隧道建造智能感知。进隧道建造智能感知。近年来，中国智能传感器产业发展迅猛，其普遍具备的高精度测量、高分辨率识别、高度环境适应性、高度运行可靠性等优势特性。地质探测、激光雷达扫描、沉降监测、正射影像技术、测绘航空摄影及摄影测量与遥感等技术，实现了地质、环境全面感知探测。压力、位移、流量、精准定位等高精度工业传感器，助推隧道装备等多资源要素动态实时感知。5G 通讯技术解决隧道建造狭小空间数据传输难题。通讯技术解决隧道建造狭小空间数据传输难题。5G 技术作为第五代移动通信技术，是目前移动通信领

30、域中最先进的技术，它的特点是高速、低延迟、大容量、高可靠和广覆盖等。隧道建造临时性强、场地分布分散、隧道空间狭小，5G 技术保障了盾构/TBM 隧道工程工业物联网信号传输问题。物联网提供隧道智能建造工业互联基础。物联网提供隧道智能建造工业互联基础。物联网是把集成化的智能感知器件与移动互联网融为一体，实现对客观世界的全面感知、信息传输、数据的智能化处理，是连接物理世界、具有感知功能、实时可靠的物理网络体系。国内施工企业基于物联网技术开发企业级盾构/TBM 信息化工程管理系统，隧道掘进机及智能运维全国重点实验室研发集“智能监控、综合分析、协同管理、风险防控、辅助掘进”等于一体的盾构/TBM 工程大

31、数据管理应用平台，有力推动隧道智能建造技术发展。19（二）大数据技术（二）大数据技术 中国大数据产业蓬勃发展。中国大数据产业蓬勃发展。中国大数据产业发展迅速，融合应用不断深化，增强了对经济社会的创新驱动作用。大数据技术产品水平持续提升，大数据基础类技术供应商数量、产品功能、大规模部署能力和自主研发能力持续进步；大数据行业应用不断深化，电力、铁路、交通、石化等实体经济领域龙头企业不断完善自身大数据平台建设，持续加强数据治理，构建起以数据为核心驱动力的创新能力。隧道工程大数据基础正在形成。隧道工程大数据基础正在形成。隧道工程大数据系统功能架构基本完善，形成了包括多源数据稳定采集传输、可靠存储、融合

32、分析和多场景应用在内的完整架构。隧道施工信息感知手段形成体系，传感测量设备在隧道建造装备、地质、环境、结构大量部署，实现对设备状态、运行环境、地质条件、建造质量全方位的监测。（三）人工智能技术（三）人工智能技术 人工智能（人工智能（AI）技术深刻变革产业新质生产力形成。）技术深刻变革产业新质生产力形成。AI 技术以机器学习算法理论为基础，以智能感知技术、计算机视觉、自然语言处理、智能控制与决策为突破，以人工智能架构与系统、人工智能开发工具、人工智能框架和智能芯片等为工具及平台，实现“AI+”产业赋能。当今世界，AI 技术正深刻改变工业改革，赋能装备生产自动化、预测性维护、个性化服务、20 决策

33、支持等，推动产业升级与经济结构调整。隧道建造已经站在转型关口，AI 赋能必将推动隧道建造新质生产力形成。AI 技术已经推动隧道建造快速发展。技术已经推动隧道建造快速发展。AI 技术驱动的施工管理系统通过分析施工数据，自动调整施工计划、优化人力资源分配，不仅提高作业效率，也有效缩短工期、节约费用。利用传感器和物联网技术，施工现场的实时数据被及时收集和分析，确保施工进度的高效推进。在设备安全管理方面，AI 系统实时监控施工装备运行数据，对设备故障和异常及时预警，保障设备长期稳定运行。利用深度学习算法的 AI 监测系统分析施工现场的监控视频，能够迅速识别违规操作并及时发出警报，保障工人的安全和施工环

34、境的稳定。（四）（四）BIM+GIS 技术技术 BIM+GIS 助推“空天地隧”一体化多维场景构建。助推“空天地隧”一体化多维场景构建。整合数字地模、影像、规划、钻孔等大场测绘地质信息模型、线路、隧道等 BIM 模型，实现隧道与各类数据实时交互，提升项目工可、初设及施工阶段中的方案比选决策效率，直接关联经济属性，实现隧道设计与投资协同控制。构建全阶段多专业设计闭合环，支撑隧道建造正向设计。构建全阶段多专业设计闭合环，支撑隧道建造正向设计。以 BIM 模型+GIS 球坐标驱动，全过程场景交互，隧道构建定向驱动、参数化建模、结构分析计算、绘图算量一站式同步集成设计等贯通隧道设计全流程，构成完整的设

35、计闭环。以全新 21 三维为内核，多专业协同平纵横设计、标准化结构参数、内部构件、智能交切硐室及衬砌、打破洞内低效壁垒驱动机电高效设计、联动运营数字化设计交付，支撑复杂隧道正向多维设计。优化时序场景匹配设计与隧道设计优化时序场景匹配设计与隧道设计/运维全面协同。运维全面协同。根据BIM 模型及现状地形地貌模型，添加隧道建设进度，完成建设全周期时序模拟，导入监测数据，整合“时空人”维度下的关键工序及控制节点，支撑设计优化。基于模型底座，优化构建隧道运维机电布局与后期维护，助力隧道项目高品质工程建造。（五）机器人技术（五）机器人技术 机器人技术机器人技术的快速发展加快了各行业的应用。的快速发展加快

36、了各行业的应用。机器人技术的目标是设计可以帮助和协助人类的机器，可以替代人类并复制人类行为，特别在一些危险、繁重环境，机器人具有广泛优越性。当前，工业机器人技术主要集中在了日本和欧洲。在日本，它的关键部件如减速器遥遥领先，并且已经形成了很强的技术壁垒；德国的工业机器人原材料、本体零部件具有很大的优势；在中国，机器人产业还处于稳步追赶阶段，但各行各业应用势头正盛。机器人是隧道智能建造装备的重要组成部分。机器人是隧道智能建造装备的重要组成部分。盾构/TBM隧道智能建造，装备智能化是关键。对于自动检测与环境感知方面，需要高精度位移、激光测距、避障、接近开关、限位开关等检测元件，测量并校验相关数据，构

37、建位置与环境关系模 22 型。对于重载伺服位移反馈控制方面，需要根据控制指令，实现伺服油缸、伺服马达等执行元件高精度控制，多自由度柔性结构关节灵活运动，多系统要素协同。机器人技术将贯穿盾构/TBM 隧道智能建造全部环节，比如仓内检测机器人、刀具更换机器人、管片安装机器人等技术亟待突破。（六）云计算技术（六）云计算技术 中国超级计算机已达到世界先进水平。中国超级计算机已达到世界先进水平。超级计算机得到快速发展，“天河一号”、“天河二号”、太湖之光等最新成果夯实了中国信息产业基础。分布式集群存储计算，已经深入中国各个专业，隧道智能建造巨量数据融合、存储、计算、分析、处理与应用发布，具备良好的硬件基

38、础。云计算体系提供“隧道”大模型构建条件。云计算体系提供“隧道”大模型构建条件。云计算正在成为信息技术产业发展的战略重点，中国云计算市场规模位居全球第二，仅次于美国。2024 年云计算白皮书显示，2023 年中国云计算市场规模达到 6165 亿元，同比增长 35.5%，依然保持着较高的增长活力。云计算是分布式计算的一种，提高了资源利用效率和灵活性，高性能云计算为盾构/TBM 隧道智能建造大模型构建提供了条件。三、盾构三、盾构/TBM 隧道建造智能技术取得突破隧道建造智能技术取得突破 随着中国信息技术发展，2010 年以来一些大型国企构建盾构/TBM 施工结构化数据库，开发了信息化工程管理系统。

39、2016 23 年，隧道掘进机及智能运维全国重点实验室（前身为“盾构及掘进技术国家重点实验室”），基于分布式集群架构，创建行业盾构/TBM 工程大数据中心，信息涵盖地质、环境、装备、姿态、结构等多方面，当前数据存储已超 700 个隧道工程，奠定行业发展基础，隧道智能建造开启了新篇章。图图 12 盾构盾构/TBM 工程大数据中心工程大数据中心 经历多年攻关，突破了工程多要素数据交互融合治理、云端关键参数预测、边缘互馈算法、模糊控制等技术，逐步形成了以盾构/TBM 工程大数据为支撑，包含“智能感知、智能设“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、计、智能预制、智能掘进

40、、智能安装、智能构筑、智能环控、智能运输、智能管控”智能运输、智能管控”为一体的盾构/TBM 隧道智能建造技术体系。（一）智能感知竞相深化（一）智能感知竞相深化 盾构/TBM 隧道智能建造高度依赖于智能感知技术，随着地质雷达、激法极化、微震监测、HSP 地质预报等探测设备在盾构/TBM 装备集成搭载，以及隧道结构的无损检测、光纤监测、自动化变形监测的现场应用，目前各种感知技术的智能化 24 都在深化发展。在国家重点研发计划项目“智能互联装备的网络协同制造/运维技术”支持下，行业形成盾构/TBM 制造/运维感知总体解决方案，推动了盾构/TBM 隧道智能感知的互联互通应用。地质感知技术取得创新突破

41、。地质感知技术取得创新突破。高分辨率卫星遥感影像、无人机航测、北斗+GNSS+RTK 测量等技术，在勘察设计阶段“空、天、地”三位一体综合应用。合成孔径雷达（SAR）成像技术，具备全天候、高分辨率成像、地表穿透以及大范围监测能力，对基础设施形变、沉降等关键参数进行监测。研发搭载 HSP 探测、高密度电法、激发极化法技术，开展装备集成式应用。利用岩渣图像地质识别、盾构/TBM 掘进参数地质反演技术也取得局部突破，支撑动态设计、支护方案设计等，初步显现效应。PHM 技术逐步推广应用。技术逐步推广应用。采用故障预测与健康管理 PHM（Prognostics and Health Management

42、）技术，采集主驱动等核心部件油液质量、温度状态、振动信号等数据，实时传输到工程大数据平台，建立盾构/TBM 设备状态综合数据库。采用机理判断与深度挖掘相互融合的方法，研发盾构/TBM 在线 PHM 系统，逐步实现盾构/TBM 隧道建造装备全寿命健康诊断与管理。25 图图 13 盾构盾构/TBM 故障数据趋势分析与预警故障数据趋势分析与预警 研制隧道结构感知检测机器人。研制隧道结构感知检测机器人。研发隧道智能综合检测车，采用模块化设计理念，搭载汽车底盘、轨道平板车等载体，集成基于机器视觉技术的隧道结构机器视觉智能监测系统。具备隧道衬砌结构内部病害，表观病害，几何空间形变一体化智能检测与隧道结构竖

43、向位移、水平位移、净空收敛变形实时监测等功能。在隧道工程建造施工、竣工验收、运营期等多阶段质量检测推广应用。图图 14 隧道智能综合检测车隧道智能综合检测车 26（二）智能设计有序推进（二）智能设计有序推进“动态设计”是隧道行业的重要特点，以 BIM+GIS 为数据载体，采用数字化技术和正向设计方法，行业研发盾构/TBM 隧道工程 BIM 协同智能设计软件，稳步推进隧道工程智能设计示范应用，实现工程项目设计成果的数字化交付，及各参与方全专业之间数据高效共享，开创了“一图掌全域、一模用到底”新局面，借助智能感知的大量有效数据，稳步推进隧道工程智能动态设计示范应用，使得设计质量和效益得到有效提升。

44、自主研发数字化智能化设计软件。自主研发数字化智能化设计软件。创新应用模块化三维设计理念，研发企业级隧道工程 BIM 协同设计平台，自主开发盾构/TBM 隧道综合设计系统，包含隧道洞口、隧道竖井/斜井选址三维场景方案设计、隧道地质设计等；研发盾构管片设计及预埋槽道排布设计系统，包含预埋槽道管片拼装算法分析数字化、智能化设计软件等，搭载到云平台上实现全专业协同、全过程控制、全参数化智能设计。智能设计工程示范应用稳步推进。智能设计工程示范应用稳步推进。“BIM+GIS”隧道智能设计技术在工程建造设计/施工集成应用，形成了盾构/TBM 隧道结构参数化、数字化设计一键成图、工程量自动统计数字化提取技术，

45、与盾构隧道管片轻量化设计、新型管片接头设计、智能拼装技术。实现隧道工程建造设计/施工数据共享和信息化管理。在高速铁路、轨道交通等隧道建造应用，大幅提升设计 27 效率和成果质量。图图 135 隧道管片智能设计建模隧道管片智能设计建模（三）智能预制迈向成熟（三）智能预制迈向成熟 在新兴技术带动下，传统隧道预制混凝土结构件（管片、底部弧形件、中隔墙等，以下简称“构件”）生产向自动化、数智化方向发展。通过数据驱动各类数控加工设备，推进构件生产过程标准化和精细化，实现预制构件工厂生产线智能化升级。隧道构件钢筋骨架全流程生产标准化。隧道构件钢筋骨架全流程生产标准化。结合传感器、机器视觉、BIM、物联网、

46、数字孪生等技术，研制预制混凝土构件钢筋骨架加工成套机器人、钢筋自动剪切生产线、智能钢筋弯箍机、自动机械手臂、自动阶梯上料传送辊道等智能设备，实现钢筋智能上料、智能传输、智能弯曲与弯弧，形成预制混凝土构件智能生产标准技术体系。28 图图 16 构件钢筋骨架标准化生产构件钢筋骨架标准化生产 建成隧道构件绿色智能生产线。建成隧道构件绿色智能生产线。研制“模具开合-清理-喷涂-浇筑-收面”自动生产线，创新应用绿色蒸汽发生装置实现隧道构件蒸养，建立构件“出窑自喷淋+水质自监测”日常 28 天标准养护机制，形成了管片绿色流水生产线，保障管片 PC 构件成品质量。应用智能清模、喷涂、抹面机器人，实现结构件钢

47、筋笼加工、入模，模具清理、喷涂脱模剂，与混凝土浇筑、振捣、抹面等全工序自动生产。图图 17 管片绿色流水生产线管片绿色流水生产线 构建隧道构件加工数字孪生工厂。构建隧道构件加工数字孪生工厂。采用二维码信息标签标识隧道构件钢筋笼与构件成品身份，通过手机APP扫码和RFID 29 专用设备实时检查成品生产信息，实现隧道成品构件生产过程质量追溯。通过传感器、视觉算法、BIM 建模及物联网，建立构件数字化孪生工厂，实现构件生产全过程协同，数智化管理。图图 18 隧道预制混凝土构件智能工厂隧道预制混凝土构件智能工厂（四）智能掘进快速发展（四）智能掘进快速发展 行业进行了盾构/TBM 智能掘进的探索研究，

48、研发了 TBM-SMART、同步推拼、辅助巡航等辅助掘进系统。隧道掘进机及智能运维全国重点实验室研发盾构/TBM 智能掘进控制系统（Intelligent TBM Boring System,简称 I-TBM 系统），实现主动参数自预测、仓内压力自适应、姿态运行自巡航、环流出渣自调整与异常事件自熔断，开展工程常态化应用。形成新一代盾构形成新一代盾构/TBM 智能掘进控制架构。智能掘进控制架构。采用 5G 通信、物联网技术研发盾构/TBM 边缘终端，形成云端大数据预测，边缘反馈控制，终端精准执行的新一代盾构/TBM 智能运行控 30 制新模式。边缘服务器集成云-端双向通讯熔断保障机制，确保云端模

49、型动态部署，预测数据实时传送，通讯中断短时支撑。图图 19 云边端盾构云边端盾构/TBM 智能掘进控制架构智能掘进控制架构 突破分类地层数据预测算法。突破分类地层数据预测算法。以安全可控、掘进高效、保障质量、成本可控为 目标，采用装备运行机理与机器学习数据挖掘融合方法，构建不同地层掘进、姿态等主动参数预测、被动参数预警与异常事件预报熔断中小模型算法体系。掘进更高效，姿态更精准，隧道建造质量可保障。图图 20 盾构智能掘进控制系统盾构智能掘进控制系统参数预测参数预测 31 形成智能掘进控制技术。形成智能掘进控制技术。建立了复杂工况执行元件开环动力学建模，设计模糊控制器算法，柔顺性控制掘进负载水平

50、；提出多执行机构局部限制自由度的姿态控制算法，保障掘进姿态动态精准调整。突破多要素互馈环流出渣系统控制技术，实现了仓内压力自适应，掘进-出渣自调整。图图 21 盾构智能掘进控制系统姿态控制盾构智能掘进控制系统姿态控制（五）智能安装纵深推广（五）智能安装纵深推广 隧道结构预制拼装成为行业发展趋势，拼装机器人成为行业研究热点。隧道环向管片、纵向中隔墙、水沟电缆槽与底部弧形件等构件安装，已经形成了标准化体系，显著提高了隧道工程质量、修建速度与降低综合成本。形成管片吊运装智能化作业流程。形成管片吊运装智能化作业流程。采用激光定位、视觉识别、自动联锁等技术，实现管片运输“视觉自定位-控制自启动-作业自运

51、行”的全流程无人操作。研发了管片安装自编排技术，32 突破了管片安装激光信号预处理，视觉滤波、图像干扰处理、激光测量定位技术，实现其他管片智能定位与K块安装粗调整，定位精度达到厘米级。辅助管片安装系统，降低操作人员劳动强度，提高了作业效率，为管片无人安装奠定基础。a)管片智能吊运 b）管片自主编排 c）管片智能辅助安装 图图 22 管片管片吊运装机器人技术应用吊运装机器人技术应用 研制隧道预制构件安装机器人。研制隧道预制构件安装机器人。研制的隧道弧形件机器人采用穿行式结构，突破绝对坐标定位、位姿调整反馈、六自由度精准控制技术；研制的中隔墙机器人，突破 AI 视频高精度定位、大负载柔性抓举与小惯

52、性大角度翻转技术；实现了隧道附属构件精准拼接、无人安装。a）中隔墙智能拼装机器人 b）弧形件拼装机器人 图图 23 隧道预制结构拼装机器人隧道预制结构拼装机器人 33（六）智能构筑持续进步（六）智能构筑持续进步 在盾构或敞开式 TBM 隧道结构二次衬砌方面，隧道混凝土构筑台车向数字作业、自动控制与数智能化监控方向发展。隧道二衬拱部预制拼装新技术正在探索，随着新工艺、新工法与新技术的实现，隧道智能构筑将进一步发展。研制新型盾构研制新型盾构/TBM 隧道智能衬砌台车。隧道智能衬砌台车。智能衬砌台车具备智能姿态管控、智能浇筑管控、智能振捣管控等功能。在姿态调整方面，可以自动定位、自动搭接、自动封堵、

53、模板应力监控；智能浇筑管控可以实现浇筑位置监测、浇筑换位控制、模板斜面注浆等；根据工况情况，实时控制振捣时间，实现自动振捣，提升振捣效率和密实度。开发数智化管控系统，实现构筑全面管控。图图 24 新型新型 TBM 隧道智能衬砌台车隧道智能衬砌台车 探索隧道二衬拱部预制拼装技术。探索隧道二衬拱部预制拼装技术。采用拱部整体预制安装与边墙现浇模筑相结合施工方法，结合拱部预制拼装施工工艺特点，形成“先墙后拱，预制块后退式纵向滑移拼装”施工工艺。开发悬臂边墙衬砌钢筋安装工艺与混凝土浇筑质量控制方 34 法。建立拱部预制块运输、吊升、平移、安装、纵向预紧等全过程拼装控制标准，实现拱部预制块高精度拼装。图图

54、 25 隧道二衬拱部预制拼装隧道二衬拱部预制拼装（七）智能环控大势所趋（七）智能环控大势所趋 以“绿色节能、减碳增效、避灾减灾”为目标，保障盾构/TBM 隧道建造作业环境，坚持“以人为本”建造理念，保障施工人员身心健康，防控有害气体引发工程风险，形成了盾构/TBM 隧道智能环境监测技术及智能通风控制技术。形成盾构形成盾构/TBM 隧道环境监测技术。隧道环境监测技术。根据盾构/TBM 隧道特点，在重点作业位置及隧道重点监测区域，安装环境监测装置，对盾构/TBM 施工周边环境有害气体（如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化合物、气压、风速等）实时监测、异常预警与瓦电联动控制，通过工程

55、智能管控系统，实现风险分级预报、预警与应急处置。研发隧道智能通风系统。研发隧道智能通风系统。融合隧道作业区域有害气体、粉尘、温湿度、风速等环境监测，采用深度学习算法和PID(Proportional-Integral-Derivative)控制技术，智能识别当前的 35 隧道施工工序和环境状态，实时驱动设备运行和变频器调整，实现通风系统节能运行，保障作业环境空气质量。图图 26 盾构盾构/TBM 隧道环境监测隧道环境监测 图图 27 隧道智能通风系统隧道智能通风系统（八）智能运输初显效用（八）智能运输初显效用 无人驾驶技术带动了传统运输转型升级。隧道物料运输具有地下空间狭长、工况复杂多变、突发

56、障碍物多等特点，盾构/TBM 智能运输系统融合大数据、人工智能、物联网等技术，实现了隧道车辆智能调度，无人驾驶。研发隧道研发隧道L4级智能运输系统。级智能运输系统。采用UWB（Ultra Wide Band,UWB）基站定位算法、车载 UHF（Ultra High Frequency）无线定位、三维高精度激光雷达障碍物识别等技术，研发了隧道长距离无人驾驶运输系统，具备车辆智能启停、自主转向、车速自动控制、智能避障、车道指引等功能，实现设定路线下 L4 级智能驾驶。36 a）车辆行驶障碍物检测 b）运输车辆无人驾驶状态 图图 28 隧道无人驾驶技术隧道无人驾驶技术 形成隧道车辆智能调度技术。形成

57、隧道车辆智能调度技术。构建盾构/TBM 物料运输施工生产数据库、车辆运行信息数据库与列车限速状态数据库。研发车辆调度管理系统，自动生成当日运输排班计划表；根据轨线规划、同向行车、对向错车、限速区域等条件控制车辆；实时进行运输车辆在线调度，形成列车编组作业状态档案记录。图图 29 隧道车辆智能调度系统隧道车辆智能调度系统（九）智能管控日臻完善（九）智能管控日臻完善 为加强对工程项目全过程、全方位、全流程的施工管控，按照“一图看全场，一模贯到底”理念，行业建立了工程智能 37 管控平台，形成了设计/施工数据动态管理机制，提高了工程建造综合效率，实现了工程全要素管控。搭建隧道建造工业互联网。搭建隧道

58、建造工业互联网。运用 BIM、GIS、物联网、大数据技术，隧道结构与装备建模，数字孪生虚拟仿真，构建虚实结合工程建造场景，实现一键数字巡检，一键装备维保。“一图看全场、一屏管全程”，实时监控项目的安全、质量和进度等工程动态信息，实时进行装备运行状态、隧道结构变形、地表沉降变化等监测。隧道建造多智能体全面集成。隧道建造多智能体全面集成。平台集成“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”等功能模块。基于共享数据，智能系统互相协同、有序运行，实现了平台云端一键控制，智能系统自主运行。图图 30 隧道建造工业互联网隧道建造工业互联网 图图 31 隧道建

59、造多智能体集成控制隧道建造多智能体集成控制 工程各生产要素协同管控。工程各生产要素协同管控。平台打通人、料、机、法、环等隧道建造各生产要素数据共享通道，建立各生产要素的智能互联多业务互馈体系。具备安环、进度、生产、人员、物料、38 设备、党建等各生产要素项目协同管理功能。工程要素数据互联，项目管理业务互馈，工程资料自动归档，业务报表自动生成，实现了隧道工程建造管理转型升级。图图 32 工程各生产要素协同管控工程各生产要素协同管控 四、面临问题挑战及对策四、面临问题挑战及对策（一）问题与挑战（一）问题与挑战 隧道全要素数据感知处理能力不高，影响盾构隧道全要素数据感知处理能力不高，影响盾构/TBM

60、 隧道隧道智能建造进程。智能建造进程。隧道智能建造多工序地上地下多场景复杂分布，隧道空间狭长、工程要素众多。隧道全要素数据感知能力尚有不足，管片接缝渗漏水、管片拼装接缝宽度及错台量均未实现自动化或智能化。地质超前探测技术局限，多手段探测融合技术还存在短板，不同结构化信息的异步性和矛盾性，地质解译成果难以精准。图像、视频等非结构化数据量大，数据传输、融合要求高。装备运行状态传感技术精度与控制系统匹配性还存在差距，新一代装备技术适应性技术需要迭代发展。隧道狭长空间全要素数据感知传输融合处理技术有待提高。行业算法模型泛化能力不强，自主决策能力依然不足。行业算法模型泛化能力不强，自主决策能力依然不足。

61、现 39 阶段，盾构/TBM 掘进地质反演、参数预测、姿态调向、异常事件预警等算法模型，依赖于单一应用场景，在不同工程跨域条件下应用效果参差不齐，算法模型泛化能力不足。多工程地质、多尺寸维度、多环境要素协同的算法挖掘是智能建造核心。随着隧道建造技术机理发展与大数据挖掘深度融合，进一步提升算法的普适性、准确性、实时性，最大化挖掘工程大数据应用价值是后续发展的重点。国产工业设计软件核心技术需要突破。国产工业设计软件核心技术需要突破。工业软件驱动着制造管理流程优化、生产模式改变以及全要素生产率提高，是加快建设现代化产业体系的重要工具。中国是世界第一大工业国，构建了相对完备的产业链供应链体系，但在工业

62、软件领域仍存在较为突出的问题。在工程建造领域，中国隧道建造设计、仿真等工业软件已经起步，但自生生态还没有形成，依然受制国外，隧道智能建造转型升级面临挑战。行业研究逐步加强，产研用三链融合不足。行业研究逐步加强，产研用三链融合不足。盾构/TBM 智能建造技术目前处于发展阶段，从工程大数据分布看，数据主要存在于行业领军企业，盾构/TBM 工程大数据中心建立标志着中国数据基础已经形成。隧道智能建造也成为中国研究院所攻关重要战场，数字设计、数字施工、智能应用等取得重大成就。但以隧道智能建造产业需求为引领，协同创新体系还没有完全形成，产研用三链亟待深度融合。40 多学科交叉渗透不足，制约高水平技术跨越。

63、多学科交叉渗透不足，制约高水平技术跨越。智能建造中的学科交叉主要体现在土木工程、机械工程、计算机科学与技术、电子信息工程等多个学科的相互渗透与融合。这些学科在智能建造中发挥着各自独特的作用，共同推动智能建造技术的发展和应用。随着智能建造不断向广度拓展、向深度迈进，多学科交叉渗透融合不断加强，科学研究的复杂性、系统性、协同性日益增强，需要跨学科、跨领域的创新团队突破技术瓶颈。设计设计/施工协同不足，技术创新深度与成效受限。施工协同不足，技术创新深度与成效受限。当前盾构/TBM 隧道智能建造技术虽已形成了体系，取得阶段成果，但参建各方针对隧道智能建造技术研发的侧重点各不相同，仍然存在各自为战，缺乏

64、协同的问题。如管片连接方式多采用传统的螺栓连接，不利于智能拼装；管片配筋量大，构造筋复杂繁多，不利于智能预制和节能减排。亟待解决建设管理、隧道设计、工程施工、装备制造各方在隧道智能建造创新工作组织协调的问题，进一步推动隧道智能建造技术进步。（二）对策与建议 加快地质、设备、结构感知等基础研究。加快地质、设备、结构感知等基础研究。深化技术融合、学科交叉，探索建立适用于盾构/TBM 隧道作业环境要求的地质信息、设备状态感知硬件开发、测试、应用标准。加快多功能、集成式传感器智能终端研制，研究地质多手段融合探测与装备运行地质反演等技术，推动装备及感知元件融合设计技术 41 在盾构/TBM 装备设计、生

65、产、施工等环节的应用。构建盾构构建盾构/TBM 数智赋能创新共同体，推进“隧道”大模数智赋能创新共同体，推进“隧道”大模型建设。型建设。倡议工程建造头部企业、高校、科研院所，构建智能建造创新共同体，推动产学研用多主体参与合作。协调各方关键技术研发、测试、应用场景供需，聚智凝力形成平台共享，提升参数预测算法训练效率。加快隧道智能建造数智挖掘、中小模型技术体系开发，形成以工程智能管控为核心的隧道建造多智能体协同架构，逐步构建盾构/TBM 智能建造行业“隧道”大模型支撑体系。面向工程需求，构建国产工业软件自主生态链。面向工程需求，构建国产工业软件自主生态链。面对工业软件等技术卡点，隧道智能建造转型升

66、级，领军企业应勇挑重担，与工业软件企业组建创新联合体，实施基础软件和工业软件供需结对攻关、产学研用联合攻关，推动标准制定与发布。特别是基于纯血鸿蒙等国产操作系统，不断提升工业设计仿真软件研发设计、生产服务能力。面向工程需求，加快构建以用户为中心，产学研用相结合的生态环境，突破工业软件内核，不断迭代升级，形成与中国建筑业地位匹配的自主可控的工业软件体系。建设盾构建设盾构/TBM 隧道全国大数据云计算共享中心，提高行隧道全国大数据云计算共享中心，提高行业算力水平和自主安全能力。业算力水平和自主安全能力。开发基于国产自主操作系统的工程大数据平台，从优化数据结构、提升平台算力、强化数据安 42 全、隐

67、私保障和技术的独立性等方面，夯实盾构/TBM 隧道智能建造数据底座。利用云计算中心支持分布式并行计算的特点，优化数据存储和管理方式，确保数据的高可靠性和可用性，建立数据中心数据资源共享机制，鼓励全行业共建共享。加强跨学科、跨领域协同创新实践。加强跨学科、跨领域协同创新实践。鼓励科研人员跨学科、跨领域组建创新团队，鼓励支持科学、技术、工程等各类人才组建团队开展全链条、跨部门协同攻关，着力实现盾构/TBM 隧道工程全周期数据实时感知与数据管理，并以此推进不同建设环境下隧道工程理论的创新。组建盾构组建盾构/TBM 隧道智能建造联盟，促进智能建造深度发隧道智能建造联盟，促进智能建造深度发展。展。完善技

68、术创新组织模式，围绕“需求分析-技术攻关-中试试验-工程应用-成果推广”全过程，组建项目规划、勘测设计、建设管理、施工、装备和运维等多方的协同联盟，共同推进盾构/TBM 隧道智能建造技术体系持续深度发展。43 结束语结束语 以人工智能为代表的新一代信息技术和机器人技术，已经渗透并应用于千行百业，正在引发链式突破，推动经济社会各领域从信息化、数字化向智能化加速跃升，成为推动产业变革的重要力量。在中国式现代化新征程中，盾构/TBM 隧道建造将践行新发展理念，坚持自主创新，加快推进传统隧道建造方式与新质生产力技术深度融合，从传统人工主导模式向数智驱动模式转型升级，实现隧道及地下空间资源开发更加安全、优质、高效、绿色、便捷、经济，已成为现代隧道人的使命。