刀具作为全断面掘进机的钢牙利齿，在隧道施工中扮演重要角色，是全断面掘进机最关键的工作部件，对于施工效果有着决定性的影响。掘进过程中需多次停机进行人工检修刀具状态，特别在砂砾层或硬岩层约20环就需对刀具检查一次。检查前掘进机需停机，同时需要加压等待检查人员适应高压环境后方可进入，耗时较长；检修区域是未支护区域，尤其是遇到软弱围岩时，对检修人员存在极大的安全隐患；因刀具没有提前预警刀具状态的功能，只能刀具损坏后才能进行更换，会大大增加刀盘刀具的损耗成本。因此对刀具的使用、维护和更换，直接决定盾构掘进工程的质量、进度和工程成本，故实现全断面掘进机刀具智能诊断系统的研制和推广应用尤为必要。

  该项目历经6年产学研用联合攻关，在复杂工况下传感器的检测、数据通讯传输技术、多特征参量协同刀具诊断策略、掌子面地质实时感知等关键技术领域取得了重大突破，解决了“检测难、实时难、判别难”三大国际行业难题，实现了刀盘刀具智能监测技术的产业化生产应用。项目成果先后实现在20余台盾构机（常规土压/泥水平衡盾构机、常压刀盘泥水平衡盾构机）上应用实施，并成功应用于汕头苏埃跨海隧道、深圳春风隧道、海外波兰隧道等国内外重大工程，显著增强了国产自主品牌的核心竞争力，为我国掘进机在更大舞台同国外厂家竞争提供强有力的支撑。

  全断面掘进机刀具智能诊断系统的关键技术达到国际领先水平，获得授权专利22件，软件著作权2项，发表学术论文4篇。

  项目带来了显著的经济社会效益，施工过程中各项技术指标均达到设计要求，具有较强的推广性。近三年实现新增经济收入31.15亿，新增利润2.48亿，实现了刀具智能诊断系统从“跟随”到“引领”的跃变。

  获奖等级：三等奖

  完成单位：中铁工程装备集团有限公司、中铁隧道股份有限公司、中铁一局集团有限公司、宏润建设集团股份有限公司