14年研制新型隧道“體檢設備”西交大教授獲隧道界奧斯卡
2015-12-19
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隨著交通日益發(fā)達，地鐵、公路隧道、穿山鐵路隧道等等，這些地下交通在我們的生活中占有越來越大的比重。
不過，這些隧道開始運營之后，就像人體一樣，會產(chǎn)生生老病死等各種問題，隨之出現(xiàn)的落石、漏水、開裂等等，會對交通和安全產(chǎn)生不可估量的危險。因此，需要經(jīng)常對這些隧道進行“體檢”。但是，目前的體檢方式還依賴于人工，檢測人員操縱笨重的機器一步步的檢測，有時候僅僅一公里的隧道，一天都檢測不完。
11月19日，國際隧道與地下空間協(xié)會在瑞士舉行了一場頒獎典禮，由西南交通大學教授昝月穩(wěn)、李志林等申報的“高效快速檢測隧道襯砌結構狀態(tài)車載探地雷達新技術”項目獲得了年度技術創(chuàng)新大獎。這也是我國獲得的唯一獎項。
這種車載探地雷達系統(tǒng)大大顛覆了現(xiàn)在的隧道檢測技術，不僅解放了人力，還將檢測成本至少降低了一半。而今年10月，這種檢車方法已經(jīng)在成都鐵路局所屬的達成鐵路上應用了。
對比
老方法：
檢測人員手舉天線
一公里隧道一天都檢測不完
“目前，隧道的運行周期是一百年，它會不斷的老化，會產(chǎn)生各種問題?！?2月18日上午，在西南交大，昝月穩(wěn)教授介紹起了他的這項研究。
他說，隧道老化很正常，但列車在隧道運行的時候，最害怕的就是隧道掉塊、漏水，掉塊砸到列車，被迫停車，封鎖線路十幾個小時的事情都是有的。為了減少這種狀況的發(fā)生，就需要經(jīng)常對隧道進行體檢。
而現(xiàn)在平常檢查隧道的方法比較“原始”，主要依靠人工，拿著手電筒在隧道走上一遍，照一下重點方位，靠人判斷是否有狀況發(fā)生。
每隔一段時間，還會進行全面“體檢”，通常用的是“探地雷達”，趁著列車行進的間歇，把機器開進隧道，由人工壓著是天線緊貼隧道墻壁，探頭通過天線發(fā)射電磁波，檢測人員再通過回波探測出墻下結構，分析墻面狀況。這種人工檢測的方法約莫需要7、8個工作人員同時工作，檢測時速在5公里左右，需要來回五次才能把整個隧道檢測完畢?！耙驗闄z測必須在列車行進間歇進行，有時候一公里的隧道，一天都檢測不完，”昝月穩(wěn)說道。
據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，截止2014年底，中國運營的鐵路隧道已達12095座，總長度約10878km；中國運營鐵路隧道病害相當普遍，用人工檢測的方式，在短期內(nèi)，實現(xiàn)全國范圍內(nèi)鐵路隧道病害普查和定期體檢，幾乎是不可能的。
新改革：
6個探頭安在列車尾部
時速80公里跑全程就能檢測完畢
11月19日，國際隧道與地下空間協(xié)會的評審會議上，西南交大博士賈洪果站上講臺，全程用英文向評委們詳細解釋了昝月穩(wěn)的此項研究成果，并順利斬獲年度技術創(chuàng)新大獎。
一個月后，在西南交大九里校區(qū)，昝月穩(wěn)再次詳細的向記者講解這項成果。同傳統(tǒng)人工檢測使用一個探頭不同，他研究的“車載探地雷達設備”是安裝在一節(jié)列車車廂的尾部，上方和左右兩側共有6個探頭同時探測，與此同時，它的最高時速可以高達175km，只需要兩名工作人員監(jiān)控系統(tǒng)，就可以在正常的列車運行條件下完成整條線的檢測。
“以前人工檢測必須緊貼著墻壁，你看這個，安裝在列車上的探頭，距離墻壁的最遠距離多達2.25米?！标迷路€(wěn)指著圖示解釋說，以前的人工探測就像是照相機，而他的“車載探地雷達設備”就像是攝像機，列車一路行走，探頭就能完成記錄整個過程中的地質(zhì)狀況?！岸鵀榱吮ＷC質(zhì)量，目前我們檢測時候的檢測列車運行時速為80公里。從成都到西安，坐在車上不用動，一晚上就可以完成整條線的檢測。”
從間歇式的5公里/時到目前的80公里/時，從原來的緊貼墻壁到現(xiàn)在可透過空氣檢測，從原來的單線檢測到現(xiàn)在的6個探頭同時檢測，不僅減少了人力，還把檢測費用降低到了原有的一半，昝月穩(wěn)的“車載探地雷達設備”徹底地改變了國家鐵路網(wǎng)隧道病害不能普查和定期體檢的現(xiàn)狀。
應用
2002年開始測試
今年已經(jīng)應用在成都線路上
昝月穩(wěn)展示了一章呂河隧道某段拱頂?shù)袈涞睦走_圖像，記者看到，紅黑黃藍綠等各色線頭橫在圖片上，本來平穩(wěn)的線條，在某處出現(xiàn)了彎曲和斷裂的現(xiàn)象，“你看，明顯看出，這塊沒有接上，這塊缺少了點東西，這就是說明了有掉塊現(xiàn)象。”昝月穩(wěn)繼續(xù)接受，6個探頭將收集到的數(shù)據(jù)會傳遞到列車內(nèi)的計算機上，后經(jīng)過他們研發(fā)的軟件系統(tǒng)進行分析，就可以產(chǎn)生一張張這樣的圖像，團隊技術人員就可以根據(jù)這樣的圖片，分析隧道各部位的“健康”狀況。
這項技術是以昝月穩(wěn)為主的科研團隊從2002年開始研制，2012年，西南交通大學以此項技術申報國家發(fā)明專利，2014年4月獲得國家發(fā)明專利權。該項發(fā)明專利的具體實施依托原鐵道部《既有線養(yǎng)護維修技術深化研究—鐵路隧道襯砌檢測技術的研究》專項科研項目。
2013年1月，這項科研項目通過鐵道部科技司課題驗收，2015年，這項檢測技術開始在西安鐵路局所管轄的線路上進行全面推廣，并進行了所有線路的檢測。今年10月，在成都鐵路局所管轄的達成線上完成檢測。
“其實，這項技術不僅僅可以用在鐵路隧道上的檢測，在地鐵隧道和公路隧道上，也具有廣闊的應用前景。”這不，今年10月，這個項目還在廣州地鐵上進行了檢測，測試效果也非常好。
背后故事
14年潛心研究
曾背著主機顯示屏土木5公里測試
一個科研項目的成功，背后當然凝聚著研究人員的心血，而這項“車載探地雷達設備與技術”的成功，昝月穩(wěn)整整用了14年的時間。
2002年，作為單位里的唯一一名博士，他辭掉安穩(wěn)的科長職務，開始專心研究車載探地雷達技術。當時，研究人員少、資金短缺，他就和幾個科研人員背著顯示器、計算機主機、探頭、天線等一整套的探測雷達系統(tǒng)，走上10多公里的小路，到大山中間的隧道中去探測?？蒲薪?jīng)費短缺，他就自己邊賺錢邊研究?！翱蒲薪?jīng)費不夠呀，我們就用已經(jīng)好的技術去給人家服務，賺錢，然后再用這筆錢支撐著我們繼續(xù)做這個研究。”昝月穩(wěn)笑著說，自己稱這種模式為“可持續(xù)發(fā)展模式”。
因為需要跟這列車走，幾天幾夜吃住在車上的事情都是常有的，夏天綠皮車里氣溫高達幾十度，冬天內(nèi)蒙檢測冷到零下28度，昝月穩(wěn)說，那時候他就知道了手摸到鐵皮要粘起來的感受，新隧道檢測，里面全部是粉塵，他們就用被單把列車的車門、窗戶全部蒙起來。
不過，這些苦還不是最大的挑戰(zhàn)，為讓他們焦心的是出去研究，機器設備的耗損，一不小心就會壞掉，三更半夜到了車站，來不及休息，就到處敲門找人去修，“沒辦法呀，不修好所有數(shù)據(jù)都沒了，這一趟真的是白跑了，那時候半夜去敲門的狀況還是很多的?！弊钭岅迷路€(wěn)印象深刻的是一次事故，列車到了陜南的一小站，山間容易起霧，設備都是放在露天的車站，早上五六點發(fā)車，一啟動，接收器全部都燒了，沒有辦法，只能白跑一趟，回去在全部重新定做機器。
“現(xiàn)在想起來，這么長時間的研究還真的是辛苦，不過這真的是項顛覆性的技術革新，還是比較欣慰?！标迷路€(wěn)說。華西都市報客戶端記者張菲菲
作者：張菲菲
（來源：華西都市報）本文來源：四川在線-華西都市報
