搭載山東大學(xué)超前探測(cè)裝置的隧道掘進(jìn)機(jī)模型

近日，第23屆中國專利獎(jiǎng)評(píng)選揭曉，濟(jì)南市共有5項(xiàng)發(fā)明專利獲獎(jiǎng)。其中，由山東大學(xué)自主研發(fā)的“隧道掘進(jìn)機(jī)破巖震源三維地震超前探測(cè)裝置及方法”發(fā)明專利成功摘得金獎(jiǎng)。這項(xiàng)發(fā)明專利就猶如給隧道掘進(jìn)機(jī)裝上了一雙“眼睛”，能夠在隧道施工過程中提前“看到”前方未知的斷層、溶洞、破碎帶等不良地質(zhì)，減少可能發(fā)生的塌方、卡機(jī)等災(zāi)害事故以及由此帶來的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

為什么是他們?

上百次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

他們?yōu)樗淼谰蜻M(jìn)“保駕護(hù)航”

“大家可以看到，隧道掘進(jìn)機(jī)有一個(gè)大刀盤，在掘進(jìn)的過程中，需要滾刀進(jìn)行破巖，在破巖的過程中就會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，在地層里往前傳播，遇到地質(zhì)界面會(huì)產(chǎn)生反射波，我們就有可能利用這種反射波對(duì)前方的不良地層進(jìn)行探測(cè)。”8月8日，在山東大學(xué)隧道和地下工程實(shí)驗(yàn)室，在山東大學(xué)巖土工程中心教授劉斌的揭秘之下，這項(xiàng)專利技術(shù)的“形象”逐漸清晰和豐滿起來。

劉斌介紹，根據(jù)這種原理，他們研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了一種利用刀盤破巖震動(dòng)邊掘邊探的快速探測(cè)方法，即破巖地震超前探測(cè)的方法和技術(shù)，并研發(fā)了相應(yīng)的設(shè)備?！拔覀?cè)诘侗P里安裝了先導(dǎo)傳感器，同時(shí)在隧道的邊墻上安裝了波場(chǎng)傳感器，兩個(gè)信息進(jìn)行互相關(guān)，就可以提取出前方有效的信息來，進(jìn)而對(duì)前方的不良地質(zhì)進(jìn)行成像?！眲⒈笳f。

我國是隧道修建規(guī)模和難度最大的國家，也是隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)第一應(yīng)用大國。隧道掘進(jìn)機(jī)施工中若遭遇未知的斷層、溶洞、破碎帶等不良地質(zhì)，易發(fā)生突水涌泥、塌方、卡機(jī)等災(zāi)害事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。探明前方不良地質(zhì)是保障掘進(jìn)機(jī)施工安全的關(guān)鍵。然而，掘進(jìn)機(jī)隧道探測(cè)環(huán)境復(fù)雜，觀測(cè)空間狹小，震動(dòng)和電磁干擾強(qiáng)烈，加之TBM掘進(jìn)速度快，如何快速探明掘進(jìn)機(jī)隧道前方不良地質(zhì)是面臨的關(guān)鍵難題。

此次摘得中國專利金獎(jiǎng)的這項(xiàng)專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了前方斷層、破碎帶等致災(zāi)構(gòu)造的“邊掘邊探”?！熬拖耱鹪谝归g飛行的時(shí)候，是通過發(fā)出超聲波，遇到昆蟲之后就會(huì)有反射波，它就知道哪里有獵物?！眲⒈笳f。

通過將該技術(shù)搭載到隧道掘進(jìn)機(jī)上，就像給掘進(jìn)機(jī)安裝上了一雙“眼睛”。“因?yàn)樯婕霸趯?shí)際工程的適應(yīng)性問題以及復(fù)雜的工藝問題，在研發(fā)過程中，我們的研發(fā)人員和技術(shù)人員長(zhǎng)期深入工程一線，進(jìn)行了上百次的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)實(shí)驗(yàn)，反復(fù)打磨、提高、完善，才達(dá)到了目前這樣一種比較好的水平?！?/p>

劉斌表示，目前，這項(xiàng)技術(shù)已在吉林引松工程、云南高黎貢山隧道、新疆某工程等多條掘進(jìn)機(jī)隧道成功應(yīng)用，對(duì)保障隧道掘進(jìn)機(jī)安全高效施工起到了重要作用。

為什么是濟(jì)南?

搭平臺(tái)促轉(zhuǎn)化

高價(jià)值專利培育結(jié)碩果

據(jù)了解，“中國專利獎(jiǎng)”由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織共同評(píng)選和聯(lián)合頒發(fā)，是我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域的最高榮譽(yù)。截至目前，濟(jì)南市累計(jì)獲得中國專利獎(jiǎng)93項(xiàng)，其中金獎(jiǎng)6項(xiàng);在近三屆中國專利獎(jiǎng)評(píng)選中，濟(jì)南市獲得中國專利金獎(jiǎng)3項(xiàng)，位居全省第一。

此前，位于濟(jì)南高新區(qū)的國網(wǎng)智能科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱國網(wǎng)智能公司)自主研發(fā)的“變電站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)及方法”發(fā)明專利，在全國2400多個(gè)參評(píng)項(xiàng)目激烈競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，榮獲第二十一屆中國專利金獎(jiǎng)。華熙生物科技股份有限公司的“酶切法制備寡聚透明質(zhì)酸鹽的方法及所得寡聚透明質(zhì)酸鹽和其應(yīng)用”也同樣榮獲第二十一屆中國專利金獎(jiǎng)，該技術(shù)生產(chǎn)的新產(chǎn)品——酶切寡聚透明質(zhì)酸可滲透至皮膚內(nèi)，具有保濕、清除自由基、防曬及曬后修復(fù)作用，獲得許多世界知名品牌化妝品企業(yè)的認(rèn)可。

據(jù)介紹，中國專利獎(jiǎng)的評(píng)獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)不僅強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的專利技術(shù)水平和創(chuàng)新高度，也注重其在市場(chǎng)轉(zhuǎn)化過程中的有效運(yùn)用;同時(shí)突出高質(zhì)量導(dǎo)向，在國際上形成了較強(qiáng)的影響力?？梢哉f，中國專利獎(jiǎng)不僅僅是一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，背后折射出創(chuàng)新引領(lǐng)實(shí)力和顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

中國專利獎(jiǎng)的取得難度并不小，成為獲獎(jiǎng)名單中的“?？汀保瑵?jì)南是如何做到的?濟(jì)南市市場(chǎng)監(jiān)管局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，自濟(jì)南市市場(chǎng)監(jiān)管局(知識(shí)產(chǎn)權(quán)局)組建以來，出臺(tái)了一系列政策措施，有效促進(jìn)高價(jià)值專利訂單式研發(fā)和投放式創(chuàng)新，推動(dòng)形成對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競(jìng)爭(zhēng)力具有引領(lǐng)作用的重點(diǎn)專利池，引導(dǎo)幫助企業(yè)、高校院所針對(duì)中國專利獎(jiǎng)評(píng)選高質(zhì)量導(dǎo)向要求，提前進(jìn)行關(guān)鍵核心技術(shù)發(fā)明專利布局和高層次篩選。對(duì)規(guī)模較大、布局合理的高價(jià)值專利組合項(xiàng)目，給予最高100萬元/項(xiàng)資助;對(duì)獲得中國專利金獎(jiǎng)、中國外觀設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)的，分別給予最高100萬元/項(xiàng)、20萬元/項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。

濟(jì)南依托山東金融資產(chǎn)交易中心、山東齊魯知識(shí)產(chǎn)權(quán)交易中心等，打造駐濟(jì)高校院所知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果轉(zhuǎn)化平臺(tái);依托生物醫(yī)藥與大健康、智能制造與高端裝備知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟企業(yè)等創(chuàng)新主體提供許可信息發(fā)布渠道，集中展示交易高價(jià)值專利。同時(shí)，主動(dòng)幫助高校院所、重點(diǎn)企業(yè)篩選梳理符合濟(jì)南重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、有市場(chǎng)化前景、應(yīng)用廣泛、實(shí)用性強(qiáng)的專利，建成專利成果庫，集中對(duì)外展示發(fā)布，實(shí)現(xiàn)信息融通，提高成交率。

數(shù)字最能說明問題。2021年，濟(jì)南市萬人高價(jià)值發(fā)明專利擁有量12.78件，比全省十四五預(yù)期值高出2.78件;2022年1-6月，濟(jì)南市有效發(fā)明專利擁有量40003件，同比增長(zhǎng)23.8%，萬人有效發(fā)明專利擁有量43.47件，較2021年底增加5.11件。