上海长江隧桥通行已有2年半，这个投资超过百亿的特大型设施，由8.95公里的全球最大隧道和16.5公里的世界最大公轨合建斜拉桥组成，集多项“世界第一”技术于一身。但从日常养护角度看，诸多“世界第一”却聚变成了一个大麻烦——针对普通隧道、桥梁的养护经验和检测流程，长江隧桥都不适用。
　　早在10多年前，上海长江隧桥作为重大市政工程立项时，同济大学土木工程学院教授朱合华，就把长江隧桥的后期养护作为科研课题。不久前，朱合华课题组的《特大型越江交通设施建养一体数字化关键技术》，获得上海市科技进步一等奖。伴随着这项技术的运用，上海长江隧桥能及时抵抗各种“大病小灾”，健康指数也将大大增加。
　　
“大模子”做体检无先例可循
　　包括上海长江隧桥在内，全国已建成或在建的特大型越江交通设施项目，已达五六个之多。这类大型基础设施的养护，是土木工程界公认的难题。因为，在自然环境和使用环境长期双重作用下，运营中的隧道、桥梁和路面会不同程度地出现衬砌裂缝、变形以及渗漏水等病害。
　　投资超过百亿的长江隧桥，如何能够尽可能“健康长寿”，降低后期的维护费用？2000年，同济大学土木工程学院教授朱合华就携手上海长江隧桥建设发展有限公司等合作单位立项研究。
　　同济大学土木工程学院副教授李晓军，是朱合华课题组的核心成员之一。他介绍说，距离长，断面大，这是长江隧桥工程的建筑特色所在，但也给后期养护工作埋下了不少技术难题。
　　比如，给普通的越江隧道或地铁通道做日常“体检”，由于内部空间为5米左右，所以很多工序由人工操作或者使用一些简单的测量仪器即可。一旦检测人员发现隧道内有渗漏水现象，可以凭借肉眼的观察，马上估算渗漏水的面积，并及时报告、检测。
　　长江隧桥则不然。它的内部直径为13.7米，相当于四五层楼房这么高，顶部还装有内饰板，人眼看不到，人手够不到。
　　此外，长江隧桥的结构上还有上万条接缝——数量也是普通隧道和桥梁的好几十倍。这些细微的接缝，是隧桥在施工时，由不同的断面结合在一起形成的。隧桥通车后，接缝张开是否处于可控范围，直接关乎隧桥的“健康”。可检查这些接缝，靠人工操作，肯定力有不逮。
　　
“病理分析”做透，根治“大病大灾”
　　“模子”太大，长江隧桥的体检工作，只能托付给数字检测技术。
　　针对接缝张开和渗漏水这两种特大型盾构隧道的常见病害，朱合华课题组自主研制的盾构隧道周边位移快速量测系统以及接缝张开和渗漏水数字图像测量方法，采用数字图像技术识别病害，接缝张开的测量精度可达到1毫米，对渗漏水的识别率达80%以上。
　　如同攻克某种疾病一样，有时，光靠医生高超的诊疗技巧还不够，缜密的病理分析才是医学研究的基础。确保上海长江隧桥肌体健康，日常养护还包含了一项高难度的工作——对各种结构病害作出判断。
　　一条0.3毫米的裂缝，也有可能是严重隐患的一种表征。养护工作中遇到这样的问题应该怎么处理？李晓军介绍说，为了解决这个技术问题，课题组详细调查、分析了上海地区已建盾构隧道的病害，并综合盾构隧道穿越江河时复杂的气候、水文、地质、人工扰动等条件，排摸总结了5种常见的隧道病害成因故障，并建立了海洋条件下桥梁性能退化数学模型。有了这些基础研究“保底”，判断隧桥结构病害时，就有了定量分析、科学决策的依据。
　　此外，课题组还成功研发了基于探地雷达的沉降控制方法、火灾后评估的检测方法等技术方案，使得长江隧桥能够抵御更多“大病大灾”，自身免疫力大大增强。
　　
首创建养一体数字化平台
　　朱合华课题组的另一项重大突破在于，以长江隧桥工程为载体，首次把“数字化管理”和“全寿命周期”两个因子，注入特大型越江交通设施的养护工作。
　　数字化管理系统，在各行各业中已应用广泛。但在越江交通设施的养护应用中，数字化技术尚未普及。尤其是过去一个阶段，碍于我们国家的财力和建设水平，不少基础设施是先建成通车，然后才考虑养护问题。有的建筑施工单位完成一个大项目后，往往留下一大堆数据和资料就“走人”了。
　　“一些材料的存档、归类还不够科学，如果以后在维修中遇到突发状况，需要查找原始资料，恐怕得耗费不少时间。”
　　上海长江隧桥首次建立了特大型越江交通设施建养一体数字化平台，实现了对勘察、设计、施工、监测与养护数据的全程管理。从每一次的养护，到任何一次“体检”时监控到的数据，长江隧桥自“出生”起，就有一份属于自己的详实的健康档案。运营期间，这些数据将有助于养护单位制定合理的管理策略。
　　朱合华课题组的这一项目成果已申请专利11项，授权软件著作权6项；发表国内外论文72篇。厦门翔安海底隧道和广州龙头山隧道等工程也运用了这一技术，实现直接经济效益约合人民币1.2亿元。
　　记者 樊丽萍