本项目属于土木工程机械设计与制造技术领域。在城市地下空间开发中，由于矩形隧道与传统圆形隧道相比，具有节约空间，对环境影响小，经济和社会效益良好等特点，地下矩形隧道掘进设备的研制与施工技术的研发越来越受到重视。本项目以城市地下空间开发中大断面矩形隧道掘进设备为对象，开展了机械设计与制造技术、虚拟设计技术和电气控制技术等方面研究，发明了新型矩形隧道掘进机及配套技术，经技术试验和工程实践，满足了多项矩形隧道建造需要，大大降低了装备和工程造价，填补了大断面矩形隧道掘进设备的国内空白。主要发明点如下： 1）发明了矩形隧道掘进机防侧转技术与装置。针对掘进机在掘进过程中易发生轴线偏离和自身侧转问题，发明了掘进机循环液垫式防侧转装置和可调平衡翼装置，采用液垫压泥技术和可调平衡翼防侧转技术，利用排土压力和掘进出土及可调平衡翼装置实现纠偏和防侧转，既高效又节约施工材料，解决了掘进机掘进过程稳定及纠偏的技术难题。获得授权发明专利1项、实用新型专利1项。 2）发明了矩形隧道掘进机的中继、铰接技术与合成装置。针对掘进机在掘进过程中产生的轴线偏差和长距离顶进需降低后顶力的问题，发明了具有中继、纠偏铰接功能合二为一的掘进机中继、纠偏铰接合成装置，解决了现有掘进机需要分别配置中继和纠偏铰接装置的问题，降低了掘进机造价。获得授权实用新型专利1项。 3）发明了多重功能切削刀盘技术与装置。针对各矩形隧道截面尺寸不同的要求及掘进机掘进过程中易发生堵仓及减速器部分易渗泥浆等问题，发明了具有模数化组合、具有多种注液、强制润滑功能的多重功能变矩切削刀盘装置，适应矩形地下通道不同截面要求，解决了掘进机在掘进过程中堵仓及减速器部分易渗入泥浆的问题。获得授权实用新型1项。 4）应用虚拟设计技术研发了钢砼复合预制衬砌。针对目前隧道衬砌采用钢筋混凝土或钢板制作存在切削面积增加、施工作业困难、造价昂贵等问题，采用虚拟设计技术设计、研制了钢、混凝土复合隧道预制衬砌，解决了矩形隧道衬砌既减少了衬砌厚度，增大了矩形隧道有效使用截面，又降低了制造成本。获得授权实用新型专利1项。 5）发明了高可靠性隧道掘进机控制系统。针对掘进机在工作时面临振动、高温、潮湿、粉尘和电磁干扰恶劣的工作环境，发明了高性能、高可靠性的掘进机控制系统，实现各项预定功能要求，保证掘进机在恶劣环境里的稳定、安全工作。登记软件著作权1项。 该项目获授权发明1项、实用新型4项、软件著作权1项；被认定为上海市自主创新产品；形成产品标准1项，发表论文2篇。其研究成果经科技查新和专家验收，达到国际先进水平，并在上海轨交11号线祁连山路站等多项出入口通道工程中成功应用，累计新增产值6818万元、利税716万元、节支2800万元，取得了显著的经济和社会效益，具有良好的应用推广前景，为城市地下空间开发和轨道交通建设提供了新型非开挖建造设备，对推动我国大断面矩形隧道掘进设备的技术进步和发展具有重要意义。