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一、項(xiàng)目研發(fā)背景

鐵路、公路及城軌地鐵等交通路網(wǎng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈，對(duì)于民眾出行、物流運(yùn)輸、資源開發(fā)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等起到積極的促進(jìn)作用。截至2018年底，鐵路運(yùn)營(yíng)里程13.1萬公里，高速公路運(yùn)營(yíng)里程14.26萬公里，地鐵運(yùn)營(yíng)里程4354公里。隧道作為路網(wǎng)交通基礎(chǔ)設(shè)施中重要的結(jié)構(gòu)，是安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著運(yùn)營(yíng)線路隧道服役期的增長(zhǎng)，因隧道設(shè)計(jì)和施工缺陷、設(shè)備養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、地質(zhì)災(zāi)害、混凝土結(jié)構(gòu)老化等因素，隧道結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)襯砌后脫空、襯砌滲漏水、襯砌厚度不足和襯砌配筋不足等缺陷，這些缺陷嚴(yán)重影響隧道結(jié)構(gòu)的安全性，成為路網(wǎng)交通的安全隱患。國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)隧道檢測(cè)技術(shù)起步較晚，尚處于傳統(tǒng)技術(shù)階段，目前隧道缺陷檢測(cè)主要依靠人工巡查以及探地雷達(dá)技術(shù)，探地雷達(dá)技術(shù)主要采用地面耦合式設(shè)備，其缺點(diǎn)是檢測(cè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差，檢測(cè)作業(yè)要求線路停運(yùn)或接觸網(wǎng)停電，檢測(cè)速度低于5km/h。這種傳統(tǒng)檢測(cè)方法現(xiàn)難以滿足日益增長(zhǎng)的隧道快速檢測(cè)需求。

二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目針對(duì)路網(wǎng)交通隧道結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)的痛點(diǎn)，研制出一套多通道車載探地雷達(dá)系統(tǒng)，利用遠(yuǎn)距離空氣耦合雷達(dá)天線技術(shù)、快速掃描技術(shù)、絕對(duì)定位技術(shù)、探地雷達(dá)數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)，提供了一種隧道全斷面車載探地雷達(dá)檢測(cè)方案。檢測(cè)系統(tǒng)可以安裝在鐵路軌道車、汽車等平臺(tái)，在20km/h至80km/h正常行駛條件下完成隧道快速檢測(cè)。

隧道車載探地雷達(dá)檢測(cè)方案

2012年項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成車載探地雷達(dá)系統(tǒng)原理樣機(jī)研制；2015年項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)過中國(guó)鐵總公司技術(shù)評(píng)審，認(rèn)定總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，同年項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)入成都西南交大研究院有限公司進(jìn)行項(xiàng)目中試孵化，2017年完成車載探地雷達(dá)系統(tǒng)的產(chǎn)品化研發(fā)，研制出鐵路隧道車載探地雷達(dá)系統(tǒng)；2018年研制出公路隧道汽車車載探地雷達(dá)系統(tǒng)，2019年研制出地鐵隧道車載探地雷達(dá)系統(tǒng)。

本項(xiàng)目車載探地雷達(dá)技術(shù)先后應(yīng)用于隴海鐵路、準(zhǔn)東鐵路、沈丹客專、朔黃鐵路、仁沐新高速公路、九綿高速公路、青島地鐵等線路的隧道和路基質(zhì)量檢測(cè)。

累計(jì)完成隧道檢測(cè)800余公里，完成路基檢測(cè)1700余公里。

三 項(xiàng)目產(chǎn)品配置及技術(shù)參數(shù)

（1）產(chǎn)品配置

（2）技術(shù)參數(shù)

檢測(cè)通道：6通道

天線主頻：300MHz、900MHz

采用頻率：500kHz

采樣點(diǎn)數(shù)：512/1024

掃描速率：976scan/s

測(cè)點(diǎn)間距：8mm/16mm/32mm可選

檢測(cè)速度：10km/h～175km/h

檢測(cè)深度：2m～3m

耦合距離：0.5m～4.5m

里程定位：絕對(duì)定位，數(shù)據(jù)里程可寫

工作溫度：-30℃～+70℃

工作電壓：12V直流/220V交流

系統(tǒng)功耗：＜200W

四 項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況

2015年國(guó)際隧道與地下空間協(xié)會(huì)（ITA）年度技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)

2017年“創(chuàng)業(yè)天府菁蓉匯—雙流”軍民融合專場(chǎng)路演第三名

2018年中國(guó)科學(xué)院第一屆“率先杯”未來技術(shù)創(chuàng)新大賽獲得入圍決賽獎(jiǎng)

2018年第七屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲得四川賽區(qū)先進(jìn)制造行業(yè)決賽第2名