本书为智能高速铁路系列教材之一。全书系统介绍了高速铁路隧道工程智能建造的理论体系与技术应用，主要内容包括隧道智能建造的发展背景、技术框架、施工准备、钻爆法、盾构法和TBM法的智能化施工技术，以及协同管理与未来展望。本书融合了“模数驱动、轴面协同”等前沿理论，结合BIM、物联网、人工智能等现代信息技术，突出工程案例与实战应用，具有鲜明的系统性和实用性特色。
本书可作为高等院校土木工程、铁道工程等相关专业本科生和研究生的教材或参考书，也可供从事隧道设计、施工、管理的工程技术人员参考使用。

进入21世纪以来，我国高速铁路建设取得了举世瞩目的成就。截至2025年底，全国高速铁路运营里程已达到504万公里，其中隧道工程占比超过18%，隧道总长度已超过9000公里。随着“交通强国”战略的深入实施和“八纵八横”高速铁路网的加快建设，隧道工程正朝着“更长、更深、更复杂”的方向发展，对工程建设质量、安全、效率和环保提出了更高要求。
传统隧道建造模式在面临复杂地质条件、高风险作业环境和精细化管控需求时，逐渐显现出信息分散、决策滞后、资源浪费等问题。以建筑信息模型、地理信息系统、物联网、大数据、人工智能等为代表的智能建造技术，为隧道工程的全生命周期管理提供了全新解决方案。智能建造通过数字化、网络化、智能化手段，实现了设计、施工、运维各环节的信息集成与协同优化，显著提升了工程品质和建设效率。然而，目前国内尚未形成系统完整的高速铁路隧道智能建造教材体系，相关技术资料分散在不同专业领域，缺乏针对高速铁路隧道工程特点的综合性、实用性教材。为适应新时代隧道工程建设需求，培养掌握智能建造技术的专业人才，推动智能建造技术在隧道工程中的规模化应用，编者组织编写了《高速铁路隧道工程智能建造》。
本教材旨在系统阐述高速铁路隧道智能建造的基本理论、关键技术、工程应用和发展趋势，为高等院校土木工程、隧道工程、智能建造等相关专业学生，以及工程设计、施工、运维技术人员提供一本理论联系实际、技术与管理并重的参考书。
本教材构建了“基础理论—关键技术—工程应用—发展趋势”四位一体知识体系，涵盖智能设计、施工、运维、管理等全生命周期环节。紧密结合技术发展趋势，全面介绍BIM、GIS、IoT、大数据、人工智能、数字孪生等前沿技术应用，反映最新研究成果。针对高速铁路隧道“大埋深、长距离、复杂地质”等特点，重点阐述TBM智能建造、围岩智能感知、施工风险智能预警等技术。每章均配有丰富工程案例，将理论与实践相结合，展示智能建造技术的实施路径和效果评估。打破传统学科界限，实现土木工程、信息科学、控制工程、管理科学等多学科交叉融合，体现了智能建造技术的跨学科特征和创新思维。
本教材由西南交通大学方勇、中铁十一局集团有限公司王元清担任主编，西南交通大学张志强、中南大学傅金阳、中铁十一局集团有限公司唐达昆担任副主编，由中国工程院院士何川、中国国家铁路集团有限公司工程管理中心刘俊成担任主审。全书共分为8章，具体编写分工如下：第1章、第7章、第8章由张志强、傅金阳共同编写；第2章、第3章由王元清、唐达昆和西南交通大学王士民共同编写；第4章由西南交通大学徐国文编写；第5章、第6章由西南交通大学方勇、胡雄玉共同编写。此外，中铁十一局集团有限公司的许丹、李勇、熊军、刘锐等参与了资料整理工作。全书由方勇、王元清负责统稿。
鉴于隧道智能建造领域技术更新迅速，书中难免存在不足之处，恳请广大读者与同行批评指正。

第一章绪论
第一节高速铁路隧道发展背景与趋势
第二节高速铁路隧道智能建造发展历程
第三节高速铁路隧道工程建造的智能化需求与挑战
复习思考题
第二章隧道智能建造理论与技术体系
第一节概述
第二节智能高速铁路“模数驱动、轴面协同”理论
第三节隧道智能建造基本框架
第四节智能建造系统平台与技术支撑
复习思考题
第三章智能建造施工准备
第一节数模信息搭建
第二节智能装备配套
第三节施工通风设计
第四节预制构件生产、运输与监控一体化
第五节施工物料生产与智能化管理
复习思考题
第四章钻爆法隧道智能建造
第一节钻爆法概述
第二节围岩质量智能评价
第三节钻孔爆破智能设计
第四节开挖支护智能决策
第五节施工装备智能调度
第六节施工安全智能监测
第七节工程案例
复习思考题
第五章盾构法隧道智能建造
第一节盾构法概述
第二节盾构隧道智能设计
第三节盾构超前地质智能感知
第四节盾构掘进参数预测与智能优化
第五节盾构关键设备状态监测与故障智能诊断
第六节盾构辅助掘进与自主驾驶
第七节盾构管片衬砌智能化生产
第八节施工期管片拼装质量智能检测
第九节工程案例
复习思考题
第六章TBM隧道智能建造
第一节TBM概述
第二节围岩状态智能感知
第三节设备状态异常监测
第四节辅助掘进与自主驾驶
第五节支护框架及支护参数智能决策
第六节工程案例
复习思考题
第七章隧道建造智能协同管理
第一节隧道智能建造工程与装备机群协同管理
第二节施工组织与工程协同管理
第三节隧道智能建造信息数据与管理
第四节隧道智能建造装备协同管理系统平台
复习思考题
第八章高速铁路隧道智能建造发展展望
第一节前沿技术驱动下的发展趋势
第二节面向未来的智能建造系统构想
第三节实现未来愿景的关键路径与挑战
复习思考题
参考文献

方勇，1981生，教授、博导，国家高层次人才，四川省首届杰出青年科学技术创新奖获得者，现任地下工程系主任、极端环境岩土和隧道工程全国重点实验室副主任，交通隧道工程教育部重点实验室副主任，“大型及复杂交通隧道工程教育部创新团队”及“黄大年式交通隧道工程教师团队”核心成员，长期围绕“复杂条件交通隧道工程建设与营运技术”主题开展创新研究与工程实践，先后主持国家自然科学基金项目5项、国家重点研发计划子课题3项、省部及重大工程类科研课题十余项。结合课题研究，出版专著、教材及标准7部，发表 SCI 论文80余篇，授权发明专利30件。获得2019年国家科技进步一等奖（第2完成人）、2015年国家技术发明奖二等奖（第4完成人）、2020年中国公路学会科学技术奖一等奖（第1完成人）、2022年中国公路学会科学技术一等奖（第2完成人）、2022年中国铁道学会科技进步一等奖（第2完成人）等科技奖励10余项，担任土木工程学会绿色建造与运维分会副理事长以及《西南交通大学学报》、《哈尔滨工业大学学报》、《Transportation Geotechnics》等多本SCI/EI期刊（青年）编委等学术兼职。   
王元清，现任中铁十一局集团有限公司副总经理、总工程师，国内多省科技专家、行业专家库成员，曾获茅以升铁道工程师奖等荣誉。始终坚持理论知识与实际相结合，不断地刻苦钻研所从事的专业技术知识，探索新技术、新方法的推广应用，努力提高自身的专业技术水平和业务素质，努力掌握施工新技术；在转体桥梁、TBM盾构施工、节段拼装梁、城市管廊、深水墩基础、复杂地质隧道、隧道机械化施工等多项前沿技术方面都有深度研究，在专业领域成绩斐然。主持或参与的项目获省部级科技进步奖 8 项，国家级工法 2 项、省部级工法 25 项，授权发明专利 23 项、实用新型专利 41 项，登记软件著作权 8 项，编制多项标准，出版 6 部专著，主持多项科研立项。带领公司技术专家团队成员参与重难点工程的指导帮扶、重大方案的编制及评审、科研课题研究等工作。团队已有内部工程技术专家 39 名，极大地推动了公司技术管理与科技创新工作发展。王元清同志在不同岗位上均展现出卓越的领导才能与专业素养，通过一系列科研创新、技术服务、企业管理改革等举措，为企业发展与行业进步作出了突出贡献。