長沙晚報全媒體記者 徐運源 通訊員 陳世麗
如果你坐高鐵穿過隧道，有沒有想過：頭頂上的混凝土澆得密實嗎？會不會掉塊？
這並非杞人憂天。因為隧道存在拱部脫空，導致開裂掉塊甚至垮塌的事故，在國內外都曾有發生。對車輛行駛尤其是時速幾百公里的高鐵來說，任何一塊掉落的混凝土，都可能是致命的。
過去，行業一直沒有好辦法。直到中南大學伍毅敏教授團隊耗時十餘年，研發出隧道襯砌防脫空主動監測技術。這項填補行業空白的成果，已守護包括川藏鐵路在內的超2000公里隧道安全，為上下游企業創造了數十億元經濟價值。
隧道里走出來的痛點
「隧道現場實際是這樣的嗎？」這是伍毅敏經常問學生的話。即便已是教授、博導，他依然保持着下工地的習慣。
去隧道里做什麼？解決施工過程中的技術難題。塌方了分析原因；變形了要找對策；質量出了問題查找癥結。正是「一步一步丈量隧道」的經歷，讓他對施工工藝、痛點了然於胸。
他這種作風，從大學時代就養成了。
2001年，伍毅敏在長安大學讀碩士，從浙江杭金衢高速開始，用腳丈量了一個又一個工地。碩博七年間，他走過上百座隧道。3座6公里長的西漢高速秦嶺隧道群，全程都留有他的足跡。
「走得越多，越覺得科研不能閉門造車。」伍毅敏說，書本上理論、圖紙上的方案和實際差異很大。隧道工程的複雜性，只有在現場才能真正理解。
2008年，他來到中南大學，成為高速鐵路建造技術國家工程研究中心的一員。此後的十幾年，他幾乎為國內所有重大鐵路隧道工地做過技術諮詢，也去現場「找過茬」。
正是在這個過程中，他發現了一個行業頑疾：拱頂脫空。隧道襯砌澆築時，混凝土從下往上澆，頂部是否澆密實，看不見、測不準。
「當時國內外都沒有很好的解決方案。」伍毅敏暗下決心要攻克這個痛點。
在租來的小院裏建「隧道」
日前，記者走進湘江智穀人工智能科技城，長沙普氏科技發展有限公司(簡稱「長沙普氏科技」)裏的一座隧道模型很是壯觀：長50米、寬12.4米、高9米，按兩車道公路隧道1:1比例建造。
這是伍毅敏搭建的第五座隧道模型，也是目前重點打造的中試基地試驗場。中試驗證，是技術從理論走向應用必須跨越的「死亡之谷」。
從2011年起，伍毅敏就開始一點點摸索。彼時，他在中南大學鐵道學院特意租了一樓的房子，因地制宜在院子裏搭起人生中的第一座「袖珍隧道」——2米長，直徑不到1米，更像一根水泥管。
「那時候沒有錢，也沒有地方，但總得先把試驗做起來。」伍毅敏說，解決脫空痛點的核心思路並不複雜：在隧道拱頂鋪設一條傳感器「神經線」，混凝土一旦碰到它，就知道「這裏澆好了」。但工程化的難度遠超預期——傳感器要靈敏可靠、測點密集；安裝要便捷；最重要的是，成本要低。這是一道「既要、又要、還要」的矛盾題。
團隊利用「差異彈性變形」原理，配合自研採集電路，用盡量少的線路採集儘量多的信號。2018年，防脫空主動監測技術有了雛形。
但能不能用？怎麼生產？怎麼安裝？這些問題在高校實驗室解決不了。2020年，伍毅敏在岳麓區租了塊地，建起第三座隧道模型——30米長，開始真正意義上的中試驗證。
「在隧道行業，新東西只要失敗一兩次，人家就不會給機會了。」正是靠着一座座「試驗場」，團隊一遍遍測試生產工藝、安裝工序，把風險消化在自己手裏。
隧道施工的無人化夢想
如今，這項技術已經被國家鐵路局和國鐵集團採納，成為隧道施工的標配，應用超2000公里隧道，覆蓋國內重大鐵路幹線。依託這項技術還孵化了長沙普氏科技發展有限公司，實現產品產值超5000萬元。
但防脫空主動監測技術，還只是起點。
伍毅敏更遠大的夢想，是隧道施工的少人化乃至無人化。2026年，團隊重點發力「隧道智能建養質量安全綜合管控系統」。這套系統覆蓋隧道施工全工序——從地質研判、開挖，到防水層、襯砌的施工，每個環節都實現智能分析、智能決策、智能監測。
「系統不僅有防脫空監控、防坍塌監控，還設定了遠程會議功能。」伍毅敏介紹，專家在千里之外可以「走進」隧道現場，兩小時內完成傳統方式需要幾天的應急決策。這套系統已在我國多地示範應用。
伍毅敏描繪了一個未來隧道的施工場景：所有信息彙集到「大腦」平台，分析完畢後，平台下達指令，工程機械自動作業，開挖、支護、襯砌……全程無人介入，工人再不用在惡劣危險的環境中工作。
「這是一項顛覆性的工程，我們正在持續研發新的功能。」他說。
把中試平台做成「技術超市」
從科研到產業化，伍毅敏用了十多年，「沒有中試平台，我們的技術很難產業化。對80%的新技術，這句話都成立。」
作為長沙普氏科技的首席專家，伍毅敏和產業化團隊正在提質建設教育部交通智能低碳建養與智慧安全管控系統中試基地，以及長沙市基礎設施智能建養科技成果轉化中試平台。
在50米隧道模型裏，團隊越來越多的成果經過中試驗證，加速迭代。防脫空監測技術從「線」升級為「網」，未來可對隧道周邊進行多功能監測；應急研發的「道路坍塌哨兵系統」，每隔10米至20米一個監測點，前方發生坍塌，系統會提前200米至500米亮起紅燈攔停車輛。
產業化的路走通了，平台開始向外敞開大門。記者在現場看到，10餘項中試項目正在試驗場進行。其他單位和企業的安全類產品、研發的新材料等，都來到這個平台進行中試驗證，加速產業化進程。
「國家和地方都很重視高校的成果轉化，但不少成果還躺在論文和專利裏，我要把它們挖掘出來，在這裏熟化、產業化。」伍毅敏說，依託長沙普氏科技，中試平台已聚集30人團隊，計劃3年內完成100項中試項目任務，並籌備成立中試基金。
「從科研到產業化的路我們走通了，可以無限擴張。」伍毅敏和團隊正一步步把隧道智能建養與病害防治的「不可能」變成「可能」。