2025IBTC精选报告 | 日本工程院外籍院士蒋宇静
阅读：次 发布人：桥梁与隧道
2025年11月22日-23日，中国工程院工程科技学术研讨会暨第十三届国际桥梁与隧道技术大会（IBTC 2025）在天津成功召开。大会深入贯彻落实党的二十届四中全会精神，以“新质生产力赋能交通基础设施智能建养与韧性安全”为主题开展高质量学术报告与研讨，涌现出一批具有前瞻性和实践价值的研究成果。
作为中国乃至国际范围内反映重大工程建设与技术创新的重要交流平台，为更好传播科技前沿成果、推动行业创新进步，大会组委会特别推出《2025IBTC精选报告回顾》，分享专家精彩观点。本期聚焦日本工程院外籍院士、日本长崎大学副校长蒋宇静的大会报告《隧道结构病害综合“检-诊-治”一体化技术研究》↓↓↓
▲蒋宇静院士在大会现场分享报告
一、研究背景：隧道运维压力凸显，现存三大痛点
我国隧道规模全球第一，但30%-40%早期建成隧道已提前进入亚健康状态，病害泛在化制约行业发展，借鉴日本老龄化隧道运维教训，补齐运维短板刻不容缓。
1、病害现状：隧道病害由受力作用、材料老化、地形地质引发，国内多数隧道未到30-50年大中修周期，已出现开裂、渗漏、变形等损伤，且行业重建设、轻管理，缺乏精细化全寿命运维体系。
2、日本经验警示：日本80年代建成隧道已全面老龄化，维修费用占总投资76%，曾发生顶板脱落重大伤亡事故；运营37年的青函海底隧道，存在开裂、漏水、底板鼓起等典型病害。
3、行业短板：当前隧道运维存在检测效率低、健康评估不精准、加固效果差三大核心难题，也是本次技术研发的核心方向。
二、多元病害协同检测技术：高速自动化精准识别
摒弃传统人工检测弊端，研发成套无损检测装备与多技术融合方案，实现表观与内部病害、高速巡检与高精度检测同步完成，识别精度达毫米级。
1、核心装备：研发两套专用设备，一套适配高速行车场景，采用红外非可视光线检测，不干扰交通；另一套融合激光测振、摄影与扫描技术，覆盖多场景内外病害检测。
2、核心模块：搭建四大技术模块，涵盖表观病害自动检测、AI智能裂纹识别、常时微动内部检测、内部缺陷定量推断，实现全维度精准识别。
三、结构健康评估技术：定量力学评价体系
突破传统模糊评估局限，建立多维度定量评估方法，精准判定隧道健康等级，为病害治理提供科学依据。
1、裂缝评估：创新四分区量化评估法，结合裂纹指向性指标与分布密度分形维数，清晰划分衬砌健康等级，已在日本工程验证可行。
2、内部损伤评估：建立常时微动评价体系，通过结构振动特性推断内部损伤，关联刚度参数，实现缺陷定量判定。
3、力学评价：研发专用装备，模拟动静载下损伤发展，分析衬砌与围岩接触状态对结构承载力的影响。
四、结构补强技术：高性能薄型补强方案
选用新型FRP格子筋材料，搭建配套设计与长期性能预测体系，形成高强、耐蚀、易施工的高效补强技术。
1、材料优势：FRP格子筋比重为钢筋1/5，抗拉强度达钢筋2-2.5倍，耐火耐蚀，加固层仅1公分，不占用隧道空间，适配海底、水工等特殊环境。
2、配套技术：基于刚度等效准则建立定量设计方法，结合流变理论预测长期运维效果，针对不同围岩差异化选型。
3、工程应用：已在日本高速、水工隧道落地，补强效果显著，适合防腐、轻量化加固场景。
五、总结与启示
本次研发的“检-诊-治”一体化体系，全面破解隧道运维痛点，贴合国内隧道病害治理需求，具备极强实用价值。
1、核心成果：形成检测、评估、补强三大闭环技术，补齐隧道全寿命运维短板，完善行业技术体系。
2、行业启示：我国需借鉴已有的成功经验，提前布局隧道病害防控，推动建设与运维并重，保障交通基础设施长效安全运行。
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▲蒋宇静院士在大会现场分享报告
报告结合日本隧道运维经验与国内课题成果，聚焦我国隧道亚健康病害高发、运维体系不完善的痛点，搭建“检测-诊断-治理”一体化技术体系，破解行业核心难题，为隧道全寿命周期安全运维提供解决方案，核心内容如下：
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