我国大直径盾构隧道施工迈入无人换刀新阶段

来源:福建日报 2026-06-28 10:20 http://www.mnw.cn/

　　国内首台重载智能盾构换刀机器人在厦金大桥项目完成调试

　　我国大直径盾构隧道施工迈入无人换刀新阶段

工作人员在智能换刀机器人舱外调试设备。林瞻摄

　　近日，我国首台重载智能盾构换刀机器人在厦金大桥（厦门段）环岛路隧道施工现场完成上机调试，将于6月底随“厦金号”盾构机左线始发正式投入使用。这标志着我国大直径盾构隧道施工正式迈入无人换刀新阶段，破解了行业长期存在的安全与效率双重难题。

　　盾构机施工过程中刀盘滚刀长期切削岩土，极易磨损，需频繁更换。而带压换刀一直是国际公认的行业痛点，需3名工人进舱操作，单次作业耗时超4小时。换刀舱空间狭小、环境闷热潮湿、通风条件差，作业人员不仅行动受限，还时刻面临掌子面土体坍塌、涌水涌砂、有害气体侵袭以及减压病等多重安全风险。

　　此次落地的智能换刀机器人彻底打破传统作业局限，搭配项目数字孪生智慧管控系统，单次更换滚刀仅需25至40分钟，作业效率提升50%以上，全程无需人员进入舱内，实现了盾构换刀作业无人化、少人化革新，从根源上规避人工作业安全风险，大幅提升隧道施工本质安全水平。

　　该机器人为全自主研发成果，核心软硬件实现100%国产化，拥有完全自主知识产权，目前已申报30余项专利及7项软件著作权。据中铁十四局智能换刀机器人项目负责人刘四进介绍，在隧道舱内昏暗潮湿、定位难度大的复杂工况下，团队依靠3D红外机器视觉定位技术，可将设备定位精度控制在1毫米以内，并精准识别刀具位置与磨损状态；同时，依托十一自由度（相当于11个独立可控活动关节）混联机械臂，搭配500公斤负载能力，设备灵活避障、精细操作能力突出，可适配10至18米级超大直径盾构机，全面覆盖大型刀盘换刀作业需求；结合数字孪生系统，设备可自动规划最优换刀顺序与机械臂运动路径，实现全自动智能化换刀。

　　据了解，厦金大桥（厦门段）环岛路隧道全长3291米，盾构段采用16.15米超大直径盾构机施工，为我省最大直径盾构隧道。隧道地处城市核心片区，存在上软下硬复合地层，最小覆土深度仅8.1米，地下水丰富、施工环境复杂，刀具磨损速率快，需要频繁换刀作业。此次机器人顺利完成调试，充分验证了其适配极端复杂施工工况的能力，也将为其他沿海和海底隧道施工作业提供经验和范本。

　　据介绍，该技术突破获得业内权威专家高度认可。中国工程院院士钱七虎、梁文灏、肖明清等共同见证产品落地，认为该设备在安全、效率、成本控制上成效显著，为交通工程装备无人化、智能化、自主化发展开辟了新路径。（福建日报报业集团记者林梓健张颖通讯员陈嘉琪）

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责任编辑：曾少林