西南交通大學(xué)教授昝月穩(wěn)團(tuán)隊(duì)?wèi){借“高效快速檢測(cè)隧道襯砌結(jié)構(gòu)狀態(tài)車(chē)載探地雷達(dá)新技術(shù)”，獲得國(guó)際隧道與地下空間協(xié)會(huì)(ITA)頒發(fā)的2015年度技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。
這一被譽(yù)為隧道界“奧斯卡”的獎(jiǎng)項(xiàng)今年吸引了全球103個(gè)項(xiàng)目參評(píng)，最終8個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng)。昝月穩(wěn)團(tuán)隊(duì)的參評(píng)項(xiàng)目是中國(guó)今年獲得的唯一獎(jiǎng)項(xiàng)，也是ITA頒發(fā)的首個(gè)年度技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，被ITA贊為“解決了國(guó)家鐵路網(wǎng)隧道安全檢查的重大問(wèn)題，具有顯著的社會(huì)效益”。
歷時(shí)14年，研制出隧道新型“體檢設(shè)備”
隨著交通日益發(fā)達(dá)，地鐵、公路隧道、穿山鐵路隧道等地下交通在我們的生活中占有越來(lái)越大的比重。
不過(guò)，這些隧道開(kāi)始運(yùn)營(yíng)之后，就像人體一樣，會(huì)產(chǎn)生生老病死等各種問(wèn)題，隨之出現(xiàn)的落石、漏水、開(kāi)裂等等，會(huì)對(duì)交通和安全產(chǎn)生不可估量的危險(xiǎn)。因此，需要經(jīng)常對(duì)這些隧道進(jìn)行“體檢”。但是，目前的體檢方式還依賴(lài)于人工，檢測(cè)人員操縱笨重的機(jī)器一步步的檢測(cè)，有時(shí)僅僅一公里的隧道，一天都檢測(cè)不完。
11月19日，國(guó)際隧道與地下空間協(xié)會(huì)在瑞士舉行了一場(chǎng)頒獎(jiǎng)典禮，由西南交通大學(xué)教授昝月穩(wěn)、李志林等申報(bào)的“高效快速檢測(cè)隧道襯砌結(jié)構(gòu)狀態(tài)車(chē)載探地雷達(dá)新技術(shù)”項(xiàng)目獲得了年度技術(shù)創(chuàng)新大獎(jiǎng)。這也是我國(guó)獲得的唯一獎(jiǎng)項(xiàng)。
這種車(chē)載探地雷達(dá)系統(tǒng)大大顛覆了現(xiàn)在的隧道檢測(cè)技術(shù)，不僅解放了人力，還將檢測(cè)成本至少降低了一半。而今年10月，這種檢車(chē)方法已經(jīng)在成都鐵路局所屬的達(dá)成鐵路上應(yīng)用了。
對(duì)比
老方法
檢測(cè)人員手舉天線一公里隧道一天都檢測(cè)不完
“目前，隧道的運(yùn)行周期是一百年，它會(huì)不斷地老化，會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。”12月18日上午，在西南交大，昝月穩(wěn)教授介紹起了他的這項(xiàng)研究。
他說(shuō)，隧道老化很正常，但列車(chē)在隧道運(yùn)行的時(shí)候，最害怕的就是隧道掉塊、漏水，掉塊砸到列車(chē)，被迫停車(chē)，封鎖線路十幾個(gè)小時(shí)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(duì)隧道進(jìn)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(diǎn)方位，靠人判斷是否有狀況發(fā)生。
每隔一段時(shí)間，還會(huì)進(jìn)行全面“體檢”，通常用的是“探地雷達(dá)”，趁著列車(chē)行進(jìn)的間歇，把機(jī)器開(kāi)進(jìn)隧道，由人工壓著天線緊貼隧道墻壁，探頭通過(guò)天線發(fā)射電磁波，檢測(cè)人員再通過(guò)回波探測(cè)出墻下結(jié)構(gòu)，分析墻面狀況。這種人工檢測(cè)的方法約莫需要七八個(gè)工作人員同時(shí)工作，檢測(cè)時(shí)速在5公里左右，需要來(lái)回五次才能把整個(gè)隧道檢測(cè)完畢�！耙�?yàn)闄z測(cè)必須在列車(chē)行進(jìn)間歇進(jìn)行，有時(shí)候一公里的隧道，一天都檢測(cè)不完，”昝月穩(wěn)說(shuō)道。
新成果
6個(gè)探頭安在列車(chē)尾部成都到西安一晚就能完成檢測(cè)
同傳統(tǒng)人工檢測(cè)使用一個(gè)探頭不同，昝月穩(wěn)研究的“車(chē)載探地雷達(dá)設(shè)備”是安裝在一節(jié)列車(chē)車(chē)廂的尾部，上方和左右兩側(cè)共有6個(gè)探頭同時(shí)探測(cè)，與此同時(shí)，它的最高時(shí)速可以高達(dá)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(chē)運(yùn)行條件下完成整條線的檢測(cè)。
“以前人工檢測(cè)必須緊貼著墻壁，你看這個(gè)，安裝在列車(chē)上的探頭，距離墻壁的最遠(yuǎn)距離多達(dá)2.25米。”昝月穩(wěn)指著圖示解釋說(shuō)，以前的人工探測(cè)就像是照相機(jī)，而他的“車(chē)載探地雷達(dá)設(shè)備”就像是攝像機(jī)，列車(chē)一路行走，探頭就能完成記錄整個(gè)過(guò)程中的地質(zhì)狀況�！岸鵀榱吮ＷC質(zhì)量，目前我們檢測(cè)時(shí)列車(chē)運(yùn)行時(shí)速為80公里。從成都到西安，坐在車(chē)上不用動(dòng)，一晚上就可以完成整條線的檢測(cè)�！�
從間歇式的5公里/時(shí)到目前的80公里/時(shí)，從原來(lái)的緊貼墻壁到現(xiàn)在可透過(guò)空氣檢測(cè)，從原來(lái)的單線檢測(cè)到現(xiàn)在的6個(gè)探頭同時(shí)檢測(cè)，不僅減少了人力，還把檢測(cè)費(fèi)用降低到了原有的一半，昝月穩(wěn)的“車(chē)載探地雷達(dá)設(shè)備”徹底地改變了國(guó)家鐵路網(wǎng)隧道病害不能普查和定期體檢的現(xiàn)狀。這項(xiàng)技術(shù)不僅節(jié)省了人力成本，還降低了檢測(cè)費(fèi)用。2015年，這項(xiàng)技術(shù)在西安鐵路局全面推廣并在成都鐵路局達(dá)成鐵路上應(yīng)用。
應(yīng)用
2002年開(kāi)始測(cè)試今年已應(yīng)用在成都線路上
這項(xiàng)技術(shù)是以昝月穩(wěn)為主的科研團(tuán)隊(duì)從2002年開(kāi)始研制，2012年，西南交通大學(xué)以此項(xiàng)技術(shù)申報(bào)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，2014年4月獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利權(quán)。
2013年1月，這項(xiàng)科研項(xiàng)目通過(guò)鐵道部科技司課題驗(yàn)收，2015年，這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)開(kāi)始在西安鐵路局所管轄的線路上進(jìn)行全面推廣，并進(jìn)行了所有線路的檢測(cè)。今年10月，在成都鐵路局所管轄的達(dá)成線上完成檢測(cè)。
“其實(shí)，這項(xiàng)技術(shù)不僅僅可以用在鐵路隧道上的檢測(cè)，在地鐵隧道和公路隧道上，也具有廣闊的應(yīng)用前景�！边@不，今年10月，這個(gè)項(xiàng)目還在廣州地鐵上進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)試效果也非常好。
背后故事
14年潛心研究
曾背著主機(jī)顯示屏徒步10公里去測(cè)試
一個(gè)科研項(xiàng)目的成功，背后當(dāng)然凝聚著研究人員的心血，而這項(xiàng)“車(chē)載探地雷達(dá)設(shè)備與技術(shù)”的成功，昝月穩(wěn)整整用了14年的時(shí)間。
2002年，作為某單位里的唯一一名博士，他辭掉安穩(wěn)的科長(zhǎng)職務(wù)，開(kāi)始專(zhuān)心研究車(chē)載探地雷達(dá)技術(shù)。當(dāng)時(shí)，研究人員少、資金短缺，他就和幾個(gè)科研人員背著顯示器、計(jì)算機(jī)主機(jī)、探頭、天線等一整套的探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)，走上10多公里的小路，到大山中的隧道中去探測(cè)。科研經(jīng)費(fèi)短缺，他就自己邊賺錢(qián)邊研究。
昝月穩(wěn)說(shuō)，因?yàn)樾枰熊?chē)走，幾天幾夜吃住在車(chē)上的事情都是常有的。冬天內(nèi)蒙古冷到零下28℃，那時(shí)候他就知道了手摸到鐵皮要粘起來(lái)的感受。新隧道檢測(cè)，里面全部是粉塵，他們就用被單把列車(chē)的車(chē)門(mén)、窗戶(hù)全部蒙起來(lái)。
不過(guò)，這些苦還不是最大的挑戰(zhàn)。最讓他們焦心的是，研究過(guò)程中機(jī)器設(shè)備的耗損，一不小心就會(huì)壞掉，三更半夜到了車(chē)站，來(lái)不及休息，就到處敲門(mén)找人去修，“沒(méi)辦法呀，不修好所有數(shù)據(jù)都沒(méi)了，這一趟真的是白跑了，那時(shí)候半夜去敲門(mén)的狀況還是很多的。”最讓昝月穩(wěn)印象深刻的是一次事故，列車(chē)到了陜南的一小站，山間容易起霧，設(shè)備都是放在露天的車(chē)站，早上五六點(diǎn)發(fā)車(chē)，一啟動(dòng)，接收器全部都燒了，沒(méi)有辦法，只能白跑一趟，回去再全部重新定做機(jī)器。
昝月穩(wěn)說(shuō)，隧道的一般病態(tài)有漏水、斷裂、腐蝕老化、掉塊等，為保證運(yùn)輸隧道安全，需要對(duì)其進(jìn)行病害普查，特別要對(duì)老齡隧道進(jìn)行定期檢查。該項(xiàng)目就是為鐵路隧道提供“體檢”的新設(shè)備與技術(shù)。
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