近日，第48届日内瓦国际发明展在瑞士日内瓦举办。本次展会共吸引来自40多个国家的1000多个发明项目亮相，中国团队总计参展165个发明项目。山东大学创新成果“钻爆法隧道施工预报一体化技术”荣获“日内瓦国际发明展银奖”！
隧道建设中会遭遇断层、破碎带、岩溶等不良地质构造，极易诱发突水等重大地质灾害。超前地质预报能够提前掌握隧道沿线不良地质分布情况，预防重大地质灾害，保障施工安全。常用的超前地质预报方法为地震波法，该方法具有能量强、预报距离远等优点。然而，传统的地震波法超前地质预报占用大量的施工时间，人工激发震源耗费时间长。
图1 项目研发团队现场攻关钻爆法隧道施工预报难题
因此，山东大学将超前地质预报技术纳入施工过程中，创新的提出了两种预报技术：一是基于爆破震源的无人化地质预报技术，创新思路是利用掌子面爆破产生的地震波进行地质预报从而实现边施工边预报，利用“边爆边探”技术代替TSP远距离预报，采用纵横波分离技术代替瞬变电磁含水体预报；二是基于风枪凿岩震源的智能化地质预报技术，创新思路是融入风枪凿岩工序实现隧道地质智能探测，建立等效脉冲信号转化方法，利用海量地震信息进行地质探测，以此来代替地质雷达进行近距离地质预报，基于纵横波分离方法，代替瞬变电磁法进行含水量的探测。
图2 基于爆破震源的无人化地质预报技术 图3 基于风枪凿岩震源的智能化地质预报技术
图4 王岗坪隧道地质预报结果 图5 TSP预报结果对比及开挖验证
图6 项目成果应用现场
此次获奖充分展示了山东大学的创新能力与品牌影响力。山东大学将继续深耕钻爆法隧道无人化预报装备技术领域，推动钻爆法隧道领域预报技术向无人化、智能化革新，助力我国隧道与地下工程防灾减灾学科的发展和灾害防控技术的进步。本研究成果形成了一套数据采集与偏移成像方法，依托四川泸石高速-大岗山隧道、王岗坪隧道项目，四川都江堰四姑娘山轨道交通-桃子坪隧道项目开展了大量现场试验，地质预报结果与现场实际开挖揭示的围岩情况相符,验证了新预报技术的可靠性，保障了高风险铁路隧道安全、高效建设，相关成果被光明日报、工人日报等主流媒体推文报道。
日内瓦国际发明展（International Exhibition of Inventions of Geneva）创办于1973年，由瑞士联邦政府、日内瓦州政府、日内瓦市政府和世界知识产权组织共同举办。截至2023年，该发明展已经成功举办了48届展会和2届线上特别展。与法国巴黎国际发明展、德国纽伦堡国际发明展并称为“世界三大发明展”，是全球举办历史最长，规模最大的发明展之一。
