摘要：城市基础设施不断使用并老化，地下隧道结构开始出现病害频发、功能衰退、安全隐患增多的现象。要保障结构安全和使用功能，就要创建起科学的病害检测标准体系，探寻高效智能的修复技术路径。本文从地下隧道典型病害类型及其演化特点出发，梳理已有的检测技术适用范围和评价标准，创建起包含病害识别、损伤量化和等级划分在内的标准体系。针对智能化修复方向，探究机器人施工、智能材料、三维建模和自动化喷涂等关键技术的应用形式和实施路径，给出集检测、评判和修复为一体的体系，为老旧隧道养护管理给予理论支撑和技术参照。

关键词：病害检测；智能修复；隧道结构

城市地下隧道是重要的交通及管线通道，它在长期服役期间会受荷载波动、环境腐蚀、材料老化等多种因素的影响，从而产生裂缝渗水、衬砌脱空、钢筋锈蚀等多种病害。这些病害不但会影响结构自身的稳定性和耐久性，而且关乎城市运行安全和民众生命财产安全。传统的隧道病害检测与修复大多依靠人工巡检和经验判断，效率低，主观性强，数据滞后。现在，随着传感技术，图像识别，机器人施工，智能材料等技术的发展，地下结构运维正朝着信息化，智能化的方向发展。鉴于此，系统创建标准化的病害检测体系，探寻合适且高效的智能化修复技术路径，这是改善老旧隧道治理水平的关键任务。

一、老旧地下隧道病害检测的标准体系

（一） 地下隧道常见病害类型及其成因机制分析

地下隧道服役周期里，裂缝发展、渗漏积水、剥落空鼓、支护变形、材料老化等病害现象时常发生。裂缝多由结构受力不均、温湿变化频繁、荷载超限造成，走向有纵向、横向、斜向等。渗漏现象主要受地下水压变化、封闭不严、结构断缝影响，常常伴随盐分沉积和腐蚀扩展。衬砌剥落、空鼓反映材料与基层脱粘，常见于施工质量差或者受力集中之处。支护体系变形包含锚杆滑移、钢筋屈服、混凝土开裂，严重时会影响整体稳定性。材料老化表现为混凝土粉化、钢筋锈蚀、防水层退化，这是长期服役状态下普遍存在的现象。

（二） 病害检测技术的分类及适用性分析

隧道病害检测时常用的检测技术手段主要有以下几种方式。首先，人工目视观测可以用于初步辨认出隧道内有表面裂缝、渗水和脱落等情况，具有灵活性，但是会受到人为主观经验影响较大。其次，采用激光扫描技术能够精确得到结构表面的三维图像模型，在辨识变形区段、开裂位置时比较合适，它有非接触测量而且快速建模的优点。雷达探测用来评定结构里头的空洞情况，钢筋排布状况以及混凝土是否均匀，可以通过穿透材料去推断隐藏起来的病害，适合用在找寻衬砌内部存在的瑕疵。红外热成像重点体现表层与内层之间的温差差异现象，通过热流变动之处来判定空鼓及脱粘之处的位置信息，比较适宜做大面积初筛排查。声波检测技术按照回波时间长短并结合波形形状特点来分辨裂缝深度以及混凝土密度程度高低情况，在很重的衬砌部分应用效果明显。以上这些检测手段各有侧重且适用范围也有所区分，可以结合实际情况使用。

（三） 病害等级划分与标准体系的构建逻辑

地下隧道病害等级评定要综合病害种类，扩展范围，发展趋向以及对结构功能的影响程度。标准体系分成病害识别，损伤量化和风险等级划分三个层次。病害识别利用多种检测手段搜集结构表层和内部存在的缺陷特征数据，创建病害信息库。损伤量化依靠裂缝宽度，渗漏面积，剥落深度，钢筋锈蚀比例这些指标，凭借测量得到的数据同规范限定值做比较，形成定量评价模型。风险等级划分依照结构安全，稳定，耐久度影响大小，把病害分成可监测型，可修理型和危险型三个等级。各类别都要指定相应的处理办法和应对时间需求，保证病害治理具有时效性，科学性。标准体系还要针对结构类型，材料属性，环境状况等因素制定不同的评价模型，提升适应性和指导性。

二、智能化修复技术路径研究

（一） 图像识别与数据建模驱动的修复决策支持系统

智能化修复的前提是对病害信息的准确感知和分析处理，建立图像识别与数据建模融合的修复决策系统是高效修复的重要途径。采用高清图像采集设备和移动终端，对隧道内壁进行全面扫描，利用图像识别算法识别裂缝形态、剥落边界、渗漏迹线等特征，实现病害区域的自动标注和空间定位。然后利用三维建模软件建立结构数字模型，将识别出的病害特征参数嵌入模型中，形成具有几何位置、尺寸参数和演化趋势的综合数据库。 在建模时还要加入历史检测数据以及监测信息，创建起病害发展规律曲线，针对可能会出现的进一步恶化走向展开预测分析。决策支持系统可以按照模型分析的结果自动去匹配修复技术方案，包含所选材料，修复手段以及施工路线等，从而改善设计方案的适应性与时效性。

（二） 隧道修复专用机器人装备的开发与应用

传统人工修复方式效率低，安全风险高，无法满足隧道狭小空间及高频作业需求，开发适用于隧道空间作业的智能机器人装备是推动修复技术现代化的重要方向。专用机器人需要具备多功能集成能力，在识别病害后能自动开展位置定位，作业路径规划以及工具选择等操作任务。从设计上要考虑到模块化结构，这样才能根据不同的修复需求替换作业头部，裂缝注浆器，喷涂装置，打磨器具，测距探头等等。 机器人需装备高灵敏度传感器，达成边作业边感知结构状态的功能，把作业轨迹同病害数据库实时比较，从而加强施工精确度。移动系统要有不错的牵引力和越障能力，能匹配不同的衬砌表面和隧道曲线形态，保证持续作业的稳定性。操作系统可以设定人工远控和自动执行两种模式，凭借即时图像回传功能和应急反应机制，维持作业过程的可控性与安全性。

（三） 智能材料在结构修复中的功能集成

修复材料性能直接决定结构修复效果和耐久性，智能材料集成功能可实现结构病害长期自适应治理和性能提升。在裂缝修复上，自愈合水泥基材料在结构出现细小裂缝时，内部胶囊释放修复剂，封闭裂缝，阻断渗漏路径。在渗漏区域修复上，憎水改性注浆材料可有效填充渗透路径，形成长效防水层，适应地下潮湿环境复杂工况。 钢筋锈蚀部位可采用电化学防腐修复材料，通过阴极保护与涂层屏蔽双管齐下，抑制锈蚀发展，恢复结构承载力。为使材料性能发挥到极致，要结合病害特性来制定复合材料配比方案，以提升材料与原结构的兼容度和协同度。通过材料信息化标签管理，把材料性能参数同修复数据库关联起来，做到材料智能选择并使用过程全程可追查，从而提升修复材料的科技含量和工程成效。

结语： 老旧地下隧道病害治理为当下城市基础设施运维管理的关键内容。本文通过归纳常见病害种类及其成因机理之后，指出了现阶段占据主流地位的各种检测技术适宜的环境及其技术界限，搭建起包含辨识，度量并加以等级评定的标准评定框架。并且针对维修过程中的各个节点而言，从图像识别与构建支持，机器人的作业设备，智能化功能材料到自动化施工工艺，探寻出智能化修复的实际可行路径以及综合模式。 随着城市更新需求不断增大，地下结构的智能监测和高效修复会变成常规工作，以后要持续推动检测和修复技术的融合革新，加强依靠数据开展病害管理的力度，完善标准体系和信息平台创建，改善全过程治理的系统性和应对能力。研究成果可以给老旧隧道运维单位给予技术积累和决策支撑，有益于塑造起安全，高效，可持续的城市地下空间经营体系。

参考文献

[1] 顾晨浩. 基于工程实例的市政供水管道健康状态评估技术[J]. 净水技术 , 2024, 43(S01):97-103.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部 . CJJ 1 - 2021 城镇道路工程施工与质量验收规范 [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2021.

[3] 王松根。公路路面病害检测技术及养护对策研究 [J]. 交通世界，2022 (09): 134 - 136.