环北部湾广东水资源配置工程是保障区域水安全、优化水资源调配的重要基础设施。工程地下隧洞建设周期长、环境复杂、作业风险高，如何确保安全质量的前提下提高掘进效率、降低人员暴露风险，成为制约施工组织与管理水平提升的关键问题之一。 问题在于，C1标段TBM掘进区间需要长距离穿越硬岩及密集富水断裂带，地层岩性变化快、岩石硬度高，且存在渗透水压力与突水风险叠加的情形。传统掘进模式对操作手经验依赖较强，频繁的人工干预与参数调整不仅影响连续作业能力，也使人员长期处于高风险环境，安全管控与效率提升往往难以兼顾。 原因层面看，复杂地质条件下掘进参数的“实时最优”并非固定模板能够覆盖：推进推力、刀盘扭矩、转速、注浆与排渣等指标需要随围岩条件动态匹配；同时，姿态控制与路径纠偏必须建立在高精度定位与数据融合基础上。一旦信息采集不连续、决策不及时，就容易引发超挖欠挖、轴线偏差、设备异常磨损，甚至诱发突水、坍塌等风险。因此，提高掘进系统的感知能力、判断能力与执行能力，是突破瓶颈的现实路径。 针对上述难点，建设单位以“智能化、自主化”为目标，自2023年10月起联合科研院所与高校等力量组建技术攻关团队，依托装备制造与工程应用经验，对“粤海环北9号”TBM实施系统性升级：一是以BIM等数字化手段构建设计协同平台，推动主机、辅助系统与施工工艺的一体化集成，强化设计、制造、施工之间的闭环联动；二是面向现场掘进核心环节，重点完善自主定位、自动导向与围岩自适应调节等功能，通过高精度传感器、实时数据融合与控制系统联动，实现厘米级定位、路径动态修正与参数自适应匹配；三是建立覆盖关键工序的全链条数据采集与分析体系——对工艺过程进行数字化管控——为异常预警、决策追溯与质量评估提供依据，形成“少人值守、无人操作”条件下的连续掘进能力。 此突破带来的影响主要体现在效率、安全、质量三上的同步提升。效率上，连续自主掘进支持24小时不间断作业，单环掘进到换步环节减少人工频繁介入，换步时间缩短30%以上，为长距离隧洞施工提供了更稳定的节拍保障。安全上，系统通过对围岩变形、地下水压力等关键指标的实时监测与预警，可风险萌芽阶段触发参数调整与工况优化，减少人员进入高风险区域的必要性，降低突水、坍塌等灾害事件发生概率。质量上，自动导向与实时校正能力增强了隧道轴线控制水平，结合数字化协同设计，有助于实现设计意图与现场成型的精准对接，提升断面规整度与成型一致性，为后续衬砌与运营维护打下基础。 从验证结果看，截至目前，“粤海环北9号”已完成316米连续自主掘进测试，全程失误率低于2%，未发生安全质量事故，隧道轴线偏差与断面规整度等指标优于规范要求，显示出系统在复杂地质环境中的稳定性与可控性。业内人士认为，这类以数据驱动的自主掘进能力，不仅是单台装备的技术升级，更是施工组织方式与安全管理模式的重构：通过把“经验型操作”转化为“模型化决策+实时反馈”，可以在不确定性更强的地段保持掘进策略的一致性与可追溯性。 对策与前景上，工程建设方表示，将继续深化智能施工关键技术研究，围绕更复杂地质条件下的掘进策略优化、超前地质预报与控制系统协同等方向开展探索，形成可复制、可推广的智能建造经验。随着更多场景数据沉淀与算法模型迭代，TBM自主化水平有望更提升，在重大水利、交通、市政等地下工程中拓展应用，推动工程建设向“更少人、更安全、更高效”的方向迈进。同时，有关成果也对标准体系完善、数据治理与跨系统互联提出更高要求，需要在工程实践中持续总结，形成与智能化建造相匹配的管理机制与评价体系。
环北部湾工程的智能化突破，展示了科技创新在基建领域的重要作用。随着智能技术的深入应用，我国工程建设正迈向更高效、更安全的新阶段，为地下空间开发树立了新标准。