2024年中国盾构TBM隧道智能建造蓝皮书

I 目 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 ..................................................... 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 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、地下能源洞库工程。 3 一、盾构/TBM 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 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。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