长沙晚报全媒体记者 徐运源 通讯员 陈世丽
如果你坐高铁穿过隧道，有没有想过：头顶上的混凝土浇得密实吗？会不会掉块？
这并非杞人忧天。因为隧道存在拱部脱空，导致开裂掉块甚至垮塌的事故，在国内外都曾有发生。对车辆行驶尤其是时速几百公里的高铁来说，任何一块掉落的混凝土，都可能是致命的。
过去，行业一直没有好办法。直到中南大学伍毅敏教授团队耗时十余年，研发出隧道衬砌防脱空主动监测技术。这项填补行业空白的成果，已守护包括川藏铁路在内的超2000公里隧道安全，为上下游企业创造了数十亿元经济价值。
隧道里走出来的痛点
“隧道现场实际是这样的吗？”这是伍毅敏经常问学生的话。即便已是教授、博导，他依然保持着下工地的习惯。
去隧道里做什么？解决施工过程中的技术难题。塌方了分析原因；变形了要找对策；质量出了问题查找症结。正是“一步一步丈量隧道”的经历，让他对施工工艺、痛点了然于胸。
他这种作风，从大学时代就养成了。
2001年，伍毅敏在长安大学读硕士，从浙江杭金衢高速开始，用脚丈量了一个又一个工地。硕博七年间，他走过上百座隧道。3座6公里长的西汉高速秦岭隧道群，全程都留有他的足迹。
“走得越多，越觉得科研不能闭门造车。”伍毅敏说，书本上理论、图纸上的方案和实际差异很大。隧道工程的复杂性，只有在现场才能真正理解。
2008年，他来到中南大学，成为高速铁路建造技术国家工程研究中心的一员。此后的十几年，他几乎为国内所有重大铁路隧道工地做过技术咨询，也去现场“找过茬”。
正是在这个过程中，他发现了一个行业顽疾：拱顶脱空。隧道衬砌浇筑时，混凝土从下往上浇，顶部是否浇密实，看不见、测不准。
“当时国内外都没有很好的解决方案。”伍毅敏暗下决心要攻克这个痛点。
在租来的小院里建“隧道”
日前，记者走进湘江智谷人工智能科技城，长沙普氏科技发展有限公司(简称“长沙普氏科技”)里的一座隧道模型很是壮观：长50米、宽12.4米、高9米，按两车道公路隧道1:1比例建造。
这是伍毅敏搭建的第五座隧道模型，也是目前重点打造的中试基地试验场。中试验证，是技术从理论走向应用必须跨越的“死亡之谷”。
从2011年起，伍毅敏就开始一点点摸索。彼时，他在中南大学铁道学院特意租了一楼的房子，因地制宜在院子里搭起人生中的第一座“袖珍隧道”——2米长，直径不到1米，更像一根水泥管。
“那时候没有钱，也没有地方，但总得先把试验做起来。”伍毅敏说，解决脱空痛点的核心思路并不复杂：在隧道拱顶铺设一条传感器“神经线”，混凝土一旦碰到它，就知道“这里浇好了”。但工程化的难度远超预期——传感器要灵敏可靠、测点密集；安装要便捷；最重要的是，成本要低。这是一道“既要、又要、还要”的矛盾题。
团队利用“差异弹性变形”原理，配合自研采集电路，用尽量少的线路采集尽量多的信号。2018年，防脱空主动监测技术有了雏形。
但能不能用？怎么生产？怎么安装？这些问题在高校实验室解决不了。2020年，伍毅敏在岳麓区租了块地，建起第三座隧道模型——30米长，开始真正意义上的中试验证。
“在隧道行业，新东西只要失败一两次，人家就不会给机会了。”正是靠着一座座“试验场”，团队一遍遍测试生产工艺、安装工序，把风险消化在自己手里。
隧道施工的无人化梦想
如今，这项技术已经被国家铁路局和国铁集团采纳，成为隧道施工的标配，应用超2000公里隧道，覆盖国内重大铁路干线。依托这项技术还孵化了长沙普氏科技发展有限公司，实现产品产值超5000万元。
但防脱空主动监测技术，还只是起点。
伍毅敏更远大的梦想，是隧道施工的少人化乃至无人化。2026年，团队重点发力“隧道智能建养质量安全综合管控系统”。这套系统覆盖隧道施工全工序——从地质研判、开挖，到防水层、衬砌的施工，每个环节都实现智能分析、智能决策、智能监测。
“系统不仅有防脱空监控、防坍塌监控，还设置了远程会议功能。”伍毅敏介绍，专家在千里之外可以“走进”隧道现场，两小时内完成传统方式需要几天的应急决策。这套系统已在我国多地示范应用。
伍毅敏描绘了一个未来隧道的施工场景：所有信息汇集到“大脑”平台，分析完毕后，平台下达指令，工程机械自动作业，开挖、支护、衬砌……全程无人介入，工人再不用在恶劣危险的环境中工作。
“这是一项颠覆性的工程，我们正在持续研发新的功能。”他说。
把中试平台做成“技术超市”
从科研到产业化，伍毅敏用了十多年，“没有中试平台，我们的技术很难产业化。对80%的新技术，这句话都成立。”
作为长沙普氏科技的首席专家，伍毅敏和产业化团队正在提质建设教育部交通智能低碳建养与智慧安全管控系统中试基地，以及长沙市基础设施智能建养科技成果转化中试平台。
在50米隧道模型里，团队越来越多的成果经过中试验证，加速迭代。防脱空监测技术从“线”升级为“网”，未来可对隧道周边进行多功能监测；应急研发的“道路坍塌哨兵系统”，每隔10米至20米一个监测点，前方发生坍塌，系统会提前200米至500米亮起红灯拦停车辆。
产业化的路走通了，平台开始向外敞开大门。记者在现场看到，10余项中试项目正在试验场进行。其他单位和企业的安全类产品、研发的新材料等，都来到这个平台进行中试验证，加速产业化进程。
“国家和地方都很重视高校的成果转化，但不少成果还躺在论文和专利里，我要把它们挖掘出来，在这里熟化、产业化。”伍毅敏说，依托长沙普氏科技，中试平台已聚集30人团队，计划3年内完成100项中试项目任务，并筹备成立中试基金。
“从科研到产业化的路我们走通了，可以无限扩张。”伍毅敏和团队正一步步把隧道智能建养与病害防治的“不可能”变成“可能”。