由江苏省力学学会推荐的科研成果《引调水隧洞服役性能演化机理与准确诊治设备及材料》荣获2024年度江苏省行业领域(土木水利交通建筑领域)十大科技进展。此项成果由学会副理事长、产学研工作委员会主任汤雷正高领衔，项目团队中的官福海、王海军、张盛行、王玉磊均为我会会员。

调水是解决水资源分布不均的主要途径，引调水隧洞是国家水网的关键通道，是受水区的生命线。我国水工隧洞总里程世界第一，其可靠服役始终是保障国计民生的国之大者。引调水隧洞一般长度较长，深埋于地下，检修时间短、盲运时间长，病害具有时空随机性、隐蔽性、累积叠加性，以及初始量级细微等特征，给工程长期安全可靠运行带来了极大挑战。要实现引调水隧洞服役韧性提升，需解决现存的隧洞服役性能演化机理不明、早期病害准确诊断设备短缺和潮湿密闭环境快速长效修复材料缺乏三大短板。

在自然科学基金、国家重点研发和重大工程科研等项目的支持下，项目团队聚焦服役韧性提升，取得以下科技进展：

成果一：内含节理是围岩的基本属性，其演化发展对围岩失稳起决定性作用，也是围岩稳定研究的难点，团队通过激光聚能雕刻、超声可控致裂和全息光测可视化方法，创建了含力学真实节理围岩破坏过程试验方法，实现了裂纹扩展和三维应力场演化物理可视化，发现内裂纹低波动荷载扩展新现象，揭示长期蠕变新机理，建立损伤蠕变模型；当前围岩峰后变形预测不准，根本原因在于常规本构试验在峰后阶段出现失真。团队发明了围岩平面应变试验台，发现同性围岩裂纹族相似新现象，提出峰后保真试验，建立了围岩失稳点的扩容率定量预测方法；针对引调水隧洞衬砌混凝土骨料侵蚀劣化效应不明，通过X射线衍射试验和岩相结构分析，发现了长期服役隧洞衬砌表层砂浆冲刷后骨料浸水泥化新现象，实现长期服役性能的早预测。授权发明专利5项，实用新型专利1项，代表性论文9篇，主编行业规范《水工隧洞安全鉴定规程》（SL/T790-2020）1部，专著《 引滦入津隧洞30年安全鉴定与评估》1部。

成果二：水工隧洞环境恶劣，检测时间短，检测窗口少，要求检测设备适应性强、速度快，诊断技术准确率高，对早期病害的敏感性高。团队发明了衬砌早期微裂纹超声热像探测设备，将微裂纹的探测能力从0.05mm提升至0.01mm；发明了脱空快速普查装置，采用标准回弹仪激发、标准脱空音频波形比对，实现了衬砌脱空的快速普查；创新了对雷达波具有强烈反射性能的裂缝深度示踪检测法，实现了整条裂缝深度的可视化精准检测；发明了地质雷达、冲击回波和超声层析成像法的精准联合探测法，建立了衬砌厚度雷达修正法检测技术，准确率提高50%；针对引调水隧洞监测系统易失效，且无法定位险情，监测无规范可依的现状，团队发明了基于预泵浦技术的应力应变分布式多维多向光纤传感技术与相关设备，实现了厘米级空间定位-微应变级测量精度-公里级测量距离，提出并实践了考虑典型失效路径、多监测量协同的安全监测优化布置方法，突破了隧洞恶劣条件下检测监测可靠度瓶颈，实现风险早感知。授权发明专利5项，实用新型专利4项，软件著作权1项，代表性论文9篇，主编行业规范《水工隧洞安全监测技术规范》(SL764-2018) 1部，专著《长距离复杂调水工程长效安全运行保障技术》1部。

成果三：发明系列快速修复新材料，攻克了短检修期内长距离密闭潮湿隧洞多类病害的快速、环保、长效修复难题；发明了智能喷射新装备、快速固化施工新工艺，创新了均化围压、变形精准控制加固新技术，攻克了长隧洞密闭-受限环境下短检修期内快速修复施工的技术难题，实现病害早修复；发明了修复效果原位检测评价方法，保障了修复的有效性。低粘抗裂高强湿喷混凝土和粘度突变型水泥基双液灌浆等2种新材料与工艺，列入2022年度成熟适用水利科技成果推广清单。有力保障了引调水隧洞长期可靠服役。

本科技进展的创新亮点：（1）3项首创：①真实属性隧洞围岩缺陷的设置方法。②无熟料水下裂缝双液灌浆材料，双组分均为无熟料，性能稳定，无毒，成本低，2min内快速硬化，2h强度大于20Mpa。③实现100m～300m压力水头下裂缝封堵效果的定量评价技术。

（2）2个首次发现：①内裂纹低波动荷载扩展新现象。②长期服役隧洞衬砌表层砂浆冲刷后骨料浸水泥化现象。

（3）首次实现了裂隙尖端内应力场三维呈现。

（4）主编了《水工隧洞安全鉴定规程》（SL790-2020）和《水工隧洞安全监测技术规范》（SL764-2018），填补了2项行业空白。

本科技进展补齐了影响引调水隧洞可靠输水的三个短板，系统突破了制约引调水隧洞长期可靠服役的关键技术难题，实现了隧洞服役性能演化早预测、风险早感知、病害早修复，有力保障了我国引调水隧洞的长期可靠服役，减少了因隧洞老化、损坏而需要进行大规模重建的成本和资源消耗，提高了水资源的利用效率，保障了生活、生产、生态用水，推动了区域经济可持续发展，维护了社会稳定和民族团结。2部行业规范的颁布施行，以标准引领推动成果转化成新质生产力，推动行业内对引调水隧洞服役性能和诊治技术的重视，促进相关技术的推广和应用，提高整个行业的工程质量和管理水平。准确诊治设备及材料的研发和应用，体现了新质生产力在解决实际工程问题中的重要作用，有助于提升国家在土木水利交通建筑领域的自主创新能力和核心竞争力。

本科技进展已成功应用于东江水源、珠三角配水、南水北调东线穿黄、牛栏江—滇池补水、引滦入津等数十座引调水隧洞工程。我国是世界上水工隧洞最多的国家，我国已建、在建、拟建的隧洞近1000条，超5000km长。大量建于上世纪80年代以前的水工隧洞，由于当时技术和经济等条件限制和年久失修，病险多，长期可靠服役问题突出，虽经近年国家进行多期除险加固，但水工隧洞长期可靠服役问题仍需高度重视；新建、拟建的水工隧洞随着运行期的增加，也必将会出现相应的病害。本科技进展经济社会及生态效益显著，推广应用前景广阔。