可带水作业的1:1盾构隧道全寿命服役性能足尺试验平台                  ■记者 刘偶/摄

        测试、诊断、治疗，未来城市地下工程设施也可享受到“一站式”健康服务。日前，由北京建工市政路桥科技公司研究院打造的北京市首家地下结构“工程医院”——北京建工市政路桥南口科创基地建成并投入使用。未来，该基地将为城市地下结构安全运营提供全方位、全过程的检测、诊断和治理服务。

        原子力显微镜、x射线衍射仪、sem扫描电子显微镜……在昌平区南口镇市政路桥南口科创基地，一系列高端科研仪器摆满了科创基地各个实验室，最具震撼的当属北京首例全地下、可带水作业的1:1盾构隧道全寿命服役性能足尺试验平台。记者在现场看到，整个平台完全复制自真实地铁隧道，平台直径10米、深5米，呈竖直放置。在平台内部，共安装有构件固定柱、千斤顶、测试探头等多种附件。

        北京建工市政路桥科技公司项目负责人宋伟介绍，该足尺试验平台采用了1:1盾构隧道模型，具备全地下、可带水作业的特点，能够真实模拟盾构隧道在全寿命周期内的运行状态。该平台未来可模拟6米到8米直径的圆形地铁隧道，以及各类正方形、长方形等地下结构构件，同时，针对不同测试方案，平台可按需增加千斤顶、测试探头、固定柱数量以及自由设置测试平台系统参数。“该平台可以模拟地铁周边修筑建筑或者是挖地下管道对隧道荷载有影响的时候；还可以带水作业，在隧道周围灌满水，然后对隧道进行加载，加载到什么情况下，它的漏水状态是什么样子，就可以有针对性地采取应对措施。为治理地铁隧道渗漏水、沉降变形等各种使用中的问题，提供‘一站式’健康服务，构建了完整的科技研发与产业化链条。”宋伟说，“后续，我们还将进一步完善足尺试验平台的配套功能，提升加载及测试精度，完成平台的有效性验证。预计该平台将在地下工程运维领域发挥重要作用，推动相关技术的研发和应用，为城市基础设施的安全稳定提供坚实保障。”

        走进结构实验室，这里以1：20的比例模拟了真实的地铁隧道场景，只见一束束蓝色激光精准地照射在测试物体上。这些激光都来自非接触3d应变测试系统，通过光源和高速摄像头，科研人员可以模拟各种复杂场景，对地下结构中常见的“渗、裂、变、沉”四种典型结构病害的衍生和演变过程进行全方位的应力应变测试和分析，总结各类典型病害的演化机理和内在规律。宋伟介绍，借助这一理论体系，科研人员能够更加精准地预测和评估地下结构在不同条件下的安全状况，为地下工程的运维管理提供有力支持。

        北京建工市政路桥科技公司副总经理牛晓凯说：“我们致力整合地下工程结构‘测试—诊断—治疗’的全过程服务，立足以技术创新解锁行业发展的‘卡脖子’难题，将南口科创基地打造成为原创技术的策源地。北京建工集团‘揭榜挂帅’项目从‘理论——方法——技术’等层面设立了6项子课题并同步推进。目前，已基本完成了‘两体系两平台’的搭建工作。”

        在科创基地，融合智慧决策的数字平台是基地的一大特色。工作人员介绍，本次基地已初步开发出基于“移动激光扫描 图像识别”技术的地下结构表观识别算法，并成功搭建了地下结构健康运维智慧决策平台总体架构。该智慧决策平台集成了数字孪生、数据可视化、仿真反演、状态评价、管理决策等多个功能模块，能够实现对地下结构健康状态的实时监测、预警、分析和决策。通过移动激光扫描技术，平台能够高精度地获取地下结构的空间数据，结合图像识别算法，实现对结构病害的自动识别和分析。

        据宋伟介绍，该智慧决策平台是市政工程研究院在地下工程运维领域的一次重要创新。通过该平台，科研人员可以更加精准地掌握地下结构的运行状态，及时发现并处理潜在的安全隐患并提高地下工程的安全性和可靠性。

        牛晓凯说，隧道跟人一样，建成以后在使用过程中慢慢地也会“生病”。能生什么样的病，生病之后怎么办？原来大家都是靠经验去摸索解决这个问题。特别是与出行相关的这些隧道，相应的问题也在出现，一是渗漏，二是开裂，三是变形，四是结构整体沉降。面对这4类问题，采取可靠的技术和手段，把这些问题控制住，这其实是建这个“工程医院”的初衷。