搭載山東大學(xué)超前探測裝置的隧道掘進(jìn)機模型

近日，第23屆中國專利獎評選揭曉，濟南市共有5項發(fā)明專利獲獎。其中，由山東大學(xué)自主研發(fā)的“隧道掘進(jìn)機破巖震源三維地震超前探測裝置及方法”發(fā)明專利成功摘得金獎。這項發(fā)明專利就猶如給隧道掘進(jìn)機裝上了一雙“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、卡機等災(zāi)害事故以及由此帶來的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

為什么是他們?

上百次現(xiàn)場試驗

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)機有一個大刀盤，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產(chǎn)生震動，在地層里往前傳播，遇到地質(zhì)界面會產(chǎn)生反射波，我們就有可能利用這種反射波對前方的不良地層進(jìn)行探測。”8月8日，在山東大學(xué)隧道和地下工程實驗室，在山東大學(xué)巖土工程中心教授劉斌的揭秘之下，這項專利技術(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)團隊提出了一種利用刀盤破巖震動邊掘邊探的快速探測方法，即破巖地震超前探測的方法和技術(shù)，并研發(fā)了相應(yīng)的設(shè)備?！拔覀冊诘侗P里安裝了先導(dǎo)傳感器，同時在隧道的邊墻上安裝了波場傳感器，兩個信息進(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(TBM)第一應(yīng)用大國。隧道掘進(jìn)機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、卡機等災(zāi)害事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。探明前方不良地質(zhì)是保障掘進(jìn)機施工安全的關(guān)鍵。然而，掘進(jìn)機隧道探測環(huán)境復(fù)雜，觀測空間狹小，震動和電磁干擾強烈，加之TBM掘進(jìn)速度快，如何快速探明掘進(jìn)機隧道前方不良地質(zhì)是面臨的關(guān)鍵難題。

此次摘得中國專利金獎的這項專利技術(shù)，實現(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飛行的時候，是通過發(fā)出超聲波，遇到昆蟲之后就會有反射波，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)機上，就像給掘進(jìn)機安裝上了一雙“眼睛”。“因為涉及在實際工程的適應(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)人員長期深入工程一線，進(jìn)行了上百次的現(xiàn)場探測實驗，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)機隧道成功應(yīng)用，對保障隧道掘進(jìn)機安全高效施工起到了重要作用。

為什么是濟南?

搭平臺促轉(zhuǎn)化

高價值專利培育結(jié)碩果

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

此前，位于濟南高新區(qū)的國網(wǎng)智能科技股份有限公司(以下簡稱國網(wǎng)智能公司)自主研發(fā)的“變電站帶電水沖洗機器人系統(tǒng)及方法”發(fā)明專利，在全國2400多個參評項目激烈競爭中脫穎而出，榮獲第二十一屆中國專利金獎。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，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，中國專利獎的評獎標(biāo)準(zhǔn)不僅強調(diào)項目的專利技術(shù)水平和創(chuàng)新高度，也注重其在市場轉(zhuǎn)化過程中的有效運用;同時突出高質(zhì)量導(dǎo)向，在國際上形成了較強的影響力。可以說，中國專利獎不僅僅是一個獎項，背后折射出創(chuàng)新引領(lǐng)實力和顯著的經(jīng)濟社會效益。

中國專利獎的取得難度并不小，成為獲獎名單中的“常客”，濟南是如何做到的?濟南市市場監(jiān)管局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，自濟南市市場監(jiān)管局(知識產(chǎn)權(quán)局)組建以來，出臺了一系列政策措施，有效促進(jìn)高價值專利訂單式研發(fā)和投放式創(chuàng)新，推動形成對產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭力具有引領(lǐng)作用的重點專利池，引導(dǎo)幫助企業(yè)、高校院所針對中國專利獎評選高質(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。對規(guī)模較大、布局合理的高價值專利組合項目，給予最高100萬元/項資助;對獲得中國專利金獎、中國外觀設(shè)計金獎的，分別給予最高100萬元/項、20萬元/項獎勵。

濟南依托山東金融資產(chǎn)交易中心、山東齊魯知識產(chǎn)權(quán)交易中心等，打造駐濟高校院所知識產(chǎn)權(quán)成果轉(zhuǎn)化平臺;依托生物醫(yī)藥與大健康、智能制造與高端裝備知識產(chǎn)權(quán)運營服務(wù)平臺，為重點產(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，集中展示交易高價值專利。同時，主動幫助高校院所、重點企業(yè)篩選梳理符合濟南重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展、有市場化前景、應(yīng)用廣泛、實用性強的專利，建成專利成果庫，集中對外展示發(fā)布，實現(xiàn)信息融通，提高成交率。

數(shù)字最能說明問題。2021年，濟南市萬人高價值發(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，濟南市有效發(fā)明專利擁有量40003件，同比增長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。