日本建筑巨头安藤建设(Antec Hazama)与神钢建机(Kobelco Construction Machinery)于2026年3月18日宣布,双方已成功在山岳隧道施工现场完成了掌子面整修作业的自动化实证实验。这项技术旨在解决传统隧道施工中高风险、低效率的痛点,标志着日本隧道施工向无人化迈进的重要一步。
隧道施工中,爆破后的掌子面往往会出现超出设计断面的岩体凸起,即“超欠挖”中的“超挖”部分。传统作业模式下,需要操作员与辅助人员配合,在紧邻掌子面的危险区域进行目视确认和机械作业,极易引发岩体掉落等安全事故。安藤建设早在2024年便开发了能够实时掌握掌子面凹凸情况的“超挖检测系统”,此次实验正是将该检测系统与神钢建机研发的自动驾驶系统进行了深度集成。
新系统的核心逻辑在于“感知”与“执行”的闭环。搭载自动驾驶系统的破碎挖掘机(Breaker Shovel)通过集成检测系统,能够实时获取设备自身的位姿、姿态以及岩体凸起的具体位置数据。系统算法随即计算出机械臂与破碎锤的最优运动轨迹,无需人工干预即可自动执行整修动作。在实车测试中,操作员仅需在后方通过平板电脑发出指令,无人挖掘机便能在狭窄的隧道空间内,精准地控制回转、大臂、小臂及破碎锤,对岩体凸起进行定点清除,全程无需人员靠近危险区域。
此次实证实验在正在施工的山岳隧道内部进行,验证了技术在复杂环境下的可行性。结果显示,尽管在岩石打击动作的精细度上仍存在优化空间,但系统已能确保挖掘机在极有限的作业空间内,避免与隧道壁发生碰撞,并将破碎锤尖端精准引导至目标岩体位置。这证明了自动化技术在隧道掌子面整修这一高危环节具备替代人工的潜力。
日本隧道建设长期面临劳动力短缺与老龄化严峻挑战,且山岳隧道地质条件复杂,安全风险极高。近年来,日本业界加速推进“无人化施工”与“远程操控”技术,从北海道新干线后志隧道的长距离无线通信网络建设,到鹿岛建设开发的掌子面性状定量评价系统,再到奥村组防止岩体掉落的远程装药装置,一系列技术创新正逐步构建起隧道施工的安全屏障。此次安藤与神钢的合作,正是这一技术浪潮中的关键一环,通过AI与自动化机械的结合,将高风险的“人工作业”转化为“机器作业”。
对于中国隧道工程行业而言,这一技术路径提供了极具价值的参考。中国拥有全球最庞大的隧道建设规模,在深埋长隧道、复杂地质隧道施工中同样面临巨大的安全压力与人力成本挑战。安藤与神钢的方案表明,通过“高精度感知系统+自动化机械臂”的模块化组合,可以有效解决特定高危工序的无人化难题。中国企业可借鉴其技术集成思路,结合国内成熟的5G远程通信与AI视觉识别优势,加速推进隧道施工装备的智能化升级,将人员从高风险作业面彻底解放出来,实现本质安全。
