科创中国
隧道围岩隐伏结构面智能感知与监测预警关键技术及装备研发
发布时间:
2026-09-15
截止日期:2026-09-15
价格 双方协商
地区： 天津市 市辖区 滨海新区
需求方： 中国***公司
行业领域
高端装备制造产业
需求背景
随着交通、水利等基础设施建设向深部、复杂地质区域推进，隧道工程面临的围岩隐伏结构面（如节理、裂隙）致灾风险日益突出。围岩隐伏结构面空间分布隐蔽性强、演化规律复杂，在施工扰动、动力荷载及时效作用下易引发围岩失稳、塌方等灾害，严重威胁工程安全与施工效率。近年来，国内长大隧道因隐伏节理网络贯通导致的地质灾害案例频发，传统探测技术难以精准捕捉隐伏结构面的三维空间特征，监测手段存在滞后性、覆盖面有限等问题，无法实现灾害的提前预警与有效防控，成为制约隧道工程高质量建设的关键技术瓶颈。
现有技术体系中，隐伏结构面探测多依赖单一地质雷达、超声波等手段，信号易受隧道内高湿、粉尘、强电磁干扰等环境影响，探测精度与深度难以兼顾；节理信息解译以人工判读为主，效率低下且主观性强，难以适应大规模工程需求；围岩变形监测多采用单点式监测方法，无法实现面域覆盖实时感知，绝对坐标基准传递易受环境扰动，预警响应滞后。同时，关于小尺度单个隐伏节理的精准探测、隐伏节理三维网络动态演化、时效变形与动力破坏耦合致灾机理的研究尚不完善，缺乏系统性的理论支撑，导致技术研发与工程实践脱节，难以从根源上解决灾害防控问题。
因此，研发适用于隧道复杂环境的多模态融合智能感知技术与便携式探测、监测装备，突破隐伏结构面与小尺度单个隐伏节理精准探测、智能解译及实时预警的技术瓶颈，可实现从“被动应对”到“主动防控”的转变，显著提升隧道工程地质灾害防控能力。
需解决的主要技术难题
1、隧道围岩隐伏结构面多源信息智能感知与解译技术
针对隧道内隐伏结构面探测精度低、识别效率不足的难题，集成地质雷达、超声波阵列与声发射等多模态传感器，研究适用于隧道狭小空间与复杂电磁干扰环境的多传感器协同布置方案与采集机制；开发电磁波、地震波等多源异质信号的采集、滤波与融合处理方法，实现隐伏节理的高分辨率、高信噪比探测与三维重构。
2、隧道围岩高精度面域遥感变形监测技术
针对当前地基干涉雷达体积大、功耗大、周期长的不足，利用高集成度微波芯片替代传统的分立射频系统，解决级联系统高脉间相位稳定性及高隔离度设计难题，通过硬件加速边缘计算，在设备端实现雷达数据处理算法，解决雷达系统小型化、轻量化、低功耗等问题，实现隧道工程现场高分辨率成像和高精度变形监测。
期望实现的主要技术目标
1、阐明隧道围岩隐伏节理三维网络演化与致灾机理；
2、攻克复杂环境下隐伏结构面智能感知、围岩变形高精度监测、多源数据融合与风险动态评估等核心技术；
3、研制便携式智能探测装备、低功耗监测装备等工程化创新装备；
4、形成体系化的自动化探测、监测技术指南。
下载app