2025IFUS精选报告丨上海隧道工程有限公司副总工程师王吉云
阅读：次 发布人：地下空间开发大会
2025年9月25日-26日，第十二届国际地下空间开发大会（IFUS 2025）在上海成功召开，汇聚了国内外顶尖专家，围绕主题“创新 韧性 智慧”展开深入探讨，涌现出一批具有前瞻性和实践价值的研究成果。组委会特别推出IFUS报告系列精选，分享专家精彩观点与深度洞见，持续赋能行业发展。
王吉云在报告中首先梳理了超大直径盾构的发展现状。目前，业内通常将开挖直径14米及以上定义为超大直径盾构。这一标准最早可追溯至日本东京湾隧道，上世纪90年代采用8台14.14米盾构完成了该工程。2003年，上海上中路隧道项目将14米级以上盾构引入国内，此后超大直径盾构在我国迅速发展。
截至2024年底，全国（含香港地区）已实施87个超大直径盾构项目，应用领域从最初的公路、高铁，逐步拓展至市域铁路、公轨合建等多元场景。14米级以上盾构设备已实现国产化。例如，刚刚通车的上海市域机场线项目，全过程投入了8台14米级以上盾构，均由国内主要盾构制造企业完成。
与此同时，工程挑战也在升级。国内在建的16米级以上项目已接近10个，18至19米级盾构的需求不断涌现。目前，我国已具备解决跨江越海、单次掘进15公里左右的技术能力，但20公里以上的超长距离掘进仍有待突破。此外，工程埋深、城市复杂环境和地质不确定性进一步加大了施工风险和质量控制难度。
两大目标：连续掘进与无人化操作
王吉云指出，当前超大直径盾构面临的核心问题集中在安全和效率两方面。由于埋深大、距离长，工人作业风险高、技术要求高，行业正逐步向无人化方向探索。同时，盾构掘进效率仍远低于理想水平。他以“蜗牛速度”作比：蜗牛以每分钟3厘米的速度爬行，一天24小时、30天可前进1296米，而现实中盾构机很难达到这一水平。
针对上述问题，上海隧道工程有限公司提出围绕两个主要目标开展智能化改造：一是实现不间断连续掘进，二是逐步实现盾构掘进操作的无人化。
智能巡航、推拼同步、自动拼装、无人运输四大方向取得实质进展
王吉云重点介绍了四个方面的技术突破与工程应用。
第一，在盾构掘进辅助方面，团队开发了“智能巡航”系统。在现有大数据采集与通信技术基础上，该系统通过大量掘进数据反馈，实现盾构机的智能控制。已在刚刚完工的机场线“智驭”号9米级盾构上应用，累计应用里程超过25公里。该系统可作为插件适配新建及老旧盾构。但报告也指出，当前仍面临施工信息感知精准度不足、地下未知因素难以完全预判等挑战。
第二，在高效掘进方面，团队研发了“推拼同步+轴线自适应”技术。传统盾构为串行作业——推进完成后需停机拼装管片。新技术在千斤顶合力受力分析基础上，实现推进与拼装的局部并行施工。同时，通过将控制数据直接交由计算机处理，盾构姿态可实现自动调校，精度优于人工操作。该技术已在上海沪通铁路吴淞口越江隧道10米级盾构上应用，创下了月掘进868米的纪录。
第三，在管片自动拼装方面，团队开发了“智能管片抓取增强系统”。针对不同直径隧道，分别采用单体夹持式和真空吸盘式智能拼装机。系统通过激光点云扫描、高精度定位和实时计算，实现管片抓取、定位、拼装的全流程自动化。目前已在杭州文一西路隧道15.07米泥水盾构项目中投入应用，实现了首块拼装、错缝控制、封顶块插入等环节的无人操作。报告坦言，当前自动拼装速度仍低于熟练工人，主要受限于精细环境下的大数据量扫描与计算时间。
第四，在物料运输方面，团队开发了有轨电机车和轮式运输两类无人化系统。每环掘进需运输约200吨物料，且需在30分钟内送达。基于激光雷达与视频双控技术的无人驾驶电机车已在沪通铁路项目中完成半年以上现场测试，实现精准定位与障碍物识别刹车。轮式无人运输车也在隧道内完成测试，驾驶员不再需要随车人员。
杭州文一西路隧道：智能化改造的典型实践
王吉云重点介绍了杭州文一西路隧道项目。该项目采用一台15.07米泥水盾构，该盾构由此前项目改制而来，并非为智能化专门设计。在项目中，团队实现了激光点云扫描成型隧道与洞尾，结合隧道轴线数据自动判定下一环管片拼装位置。管片拼装过程包括类型识别与抓取、首块拼装、标准化零缺块拼装、封顶块插入等环节，全部由系统自动完成。现场实时显示错缝与拼装偏差量，便于监控。
报告也指出，当前自动拼装在临近精细环境下，仍需大量扫描与定位计算，耗时偏长。封顶块插入仍需借鉴熟练拼装手的经验，以确保适当张开量。
展望：合力推动超大直径盾构无人化与快速化
王吉云最后表示，上海隧道工程有限公司近年来的智能化改造实践，已在智能巡航、推拼同步、自动拼装、无人运输等关键环节取得阶段性成果。下一步，希望与行业同仁共同努力，持续推进超大直径盾构向无人化、快速化施工方向迈进。
本期聚焦上海隧道工程有限公司副总工程师王吉云的大会报告《超大直径盾构智能化改造与工程应用》。报告指出，面对日益复杂的工程环境、更高的质量安全要求以及更紧迫的工期压力，传统盾构施工模式正面临根本性变革，而智能化改造正成为破题的关键路径，一起来看↓↓↓
▲王吉云副总工在IFUS2025大会现场做报告
超大直径盾构应用快速扩展，但挑战日趋严峻
文/大会秘书处整理
上一篇：2025IFUS精选报告丨澳门大学土木及环境工程系主任周万欢 下一篇：最后一页
