近年来我国地下空间建设发展迅速，隧道掘进机逐渐成为隧道工程建设的重要保障。针对隧道掘进机刀具行业检测方法不一、监测预警困难的现状，本项目创新了复杂工况隧道掘进机刀具性能检测装置及评价方法，研制了滚刀破岩性能检测及刮刀焊缝强度检测装置，解决了隧道掘进机刀具检测方法散乱、评价困难的难题；创新了基于多传感器融合的刀具综合状态在线监测技术，开发了基于多传感器融合的刀具状态在线诊断系统，解决了复杂工况隧道掘进机刀具运行状态难以在线监测的难题；创新了隧道掘进机刀具健康状态评估及磨损预测混合模型，提出了基于刀具磨损混合预测模型的滚刀寿命计算方法，解决了隧道掘进机刀具健康状态评估困难的难题。项目完善了我国隧道掘进机刀具产品质量控制体系，为地下空间建设的安全高效开发提供保障。项目研究成果主要科技创新体现在以下方面：

　　（1）创新了复杂工况隧道掘进机刀具性能检测装置及评价方法。研制了滚刀破岩性能检测和刮刀钎缝强度等检测装备，揭示了刀具材料与岩土适应性量化关系，解决了现场缺乏刀具性能评价方法的难题，解决了隧道掘进机刀具检测复杂、评价滞后、指标量化困难等难题。

　　（2）创新了基于多传感器融合的刀具综合状态在线监测技术。开发了多传感信息融合的刀具服役状态在线评估系统，提出了刀具运行态势在线调控技术，实现了刀具运行状态实时监测，解决了多流变/高水压、强腐蚀渣土流动环境下刀具使用状况难以检测甚至无法检测的难题。

　　（3）创新了隧道掘进机刀具健康状态评估及磨损预测混合模型。提出了刀具故障机理与预测诊断方法、刀具健康状态评估与预防性维护策略、盾构掘进参数实时优化决策方法，建立了刀具磨损的混合预测模型，解决了隧道掘进机刀具寿命的健康评估与故障防护困难的难题。

　　本项目获得发明专利18项，实用新型专利6项，发表科技论文18篇，团体标准1项。2024年3月3日通过中国机械工业联合会组织的成果鉴定，以中国工程院院士王复明为组长的专家组一致认为：该成果整体技术达到国际先进水平，其中刀具服役状态在线检测调控技术达到国际领先水平，同意通过科技成果鉴定。

　　项目技术已实现滚刀磨损检测0-30mm，转速检测0-500r/min，温度检测-40-125℃。各项成果已成功推广应用于深圳春风隧道工程、妈湾跨海通道工程、杭州之江路输水管廊及道路提升工程，推广应用于中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司、中铁隧道局集团有限公司、株洲中车天力锻业有限公司、英诺威阀业有限公司等多家单位，新增销售额66790万元，取得了良好的经济社会效益。

　　完成单位：盾构及掘进技术国家重点实验室、中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司、中铁隧道局集团有限公司、中铁工程装备集团有限公司、中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司、浙江大学、中南大学、中铁第六勘察设计院集团有限公司、株洲中车天力锻业有限公司、安徽铜都流体科技股份有限公司
　　获奖等级：三等奖