美国土木工程师学会（ASCE）每四年编纂一份《美国基础设施使用状况报告》，评估本国基础设施应用与养护情况，以字母等第打分。2017年，ASCE在报告中打出了D+级，并指出，全美基础设施建设依旧兴盛，但对基础设施养护的投入却持续走低，这一情况亟需改善。

城市基础设施不断老化的同时，交运隧道与市政排水设施的养护成本却在不断攀升。积极应用现代化的创新检测工具，将有助于基础设施的全生命周期管理。本期，就听听来自McMillen Jacobs Associates的专家观点！

人工探查

Manual Inspections

过去的数十年间，隧道养护检测大多是由工人直接进入隧道内进行直接观察。这种传统的方法固然准确度有所保障，但随之而来的也是高昂的“隐性出成本”：

■ 人工探查要求隧道受检部分停止运营，包括将输水/排水隧道完全排空，不仅耗时耗力，而且为了保障正常给排水还需要备用设施。备用设施若非长期使用，短期租赁价格较高；

■ 隧道内的排水作业可能会对设计条件下充满水的隧道内部带来意外的结构应力，除了对隧道结构本身产生一定风险之外，对于进入隧道内的工人也是一种威胁；

■ 工人进入隧道之前需要配备大量安全装备，包括氧气、防水、防坠落与通信设备等；此外，在北美，这样的工作本身的人力成本就相当高昂。

遥控机器人探查

ROV Inspections

遥控机器人（ROV）探查技术是时下一种流行的方案。ROV通过脐带电缆连接，操作人员在地面上进行控制，而ROV则潜入水下的隧道结构内拍摄照片，视频并采集声呐数据，之后将数据传输至ROV控制中枢并转移至计算机内储存，用于日后分析。

■ ROV工作的安全要求极低，操作人员也不存在任何安全风险，隧道内无需进行排水，隧道在完成检查后即可立刻恢复运营；

■ 但由于操作人员无法亲自潜入水下，因此需要在作业前需要详细制定ROV的行进路线，防止脐带电缆在检测过程中出现缠绕、卡住等现象。

自主水下航行器（AUV）则是ROV技术的衍生——这一类设备与ROV相类似，但它具备了自主行进功能，因此不再需要脐带电缆连接。

■ 设备配有大量传感器与摄像头，可与周边隧道结构保持一定距离避免碰撞，甚至可以按照事先设定的路线自动巡航至指定位置开始探查；

■ 到达指定位置后，先进的AUV系统可以直接对搜集到的图像与视频资料进行分析与上传，根据隧道检测所需的信息详细程度，这一过程可能会非常耗时；

■ 取消电缆在提高灵活性的同时也牺牲了续航能力，AUV的工作时间受到了数据储存能力与电池电量的限制；但在一个人工甚至ROV都无法抵达的隧道深处，该技术是目前少数能够获取探查结果的有效工具。

除了水下机器人外，日本还开发了用于地面的自走式机器人：

大林组开发自走式检测机器人，自动勘测山岭隧道开挖工作面

无人机探查

Underground Construction Cost Drivers

对于无水的交通隧道与地下空间检测，无人机技术（UAV）已经得到广泛使用，其原理与ROVA类似，并且在远程获取地下隧道内的图像与视频的同时，可以为隧道内结构创建三维点云，之后再导入至CAD软件中分析。

目前，无人机探查主要用于人工检测安全风险极大的工况，如边坡检查、超大直径隧道顶部衬砌检查、大型储罐的内部空间检查等。

无人机正在成为隧道检测的全新发展方向，不仅适用于小直径管线，也适用于大型污水隧道与地铁隧道，小编曾为您介绍过其在北美的更多应用：

在地下飞翔——无人机技术在北美隧道工程中的应用

AI探查

AI technology

利用以上工具的进行检测后都会产生成千上万的照片，而如今在AI技术的助力下，这些老照片在或许能成为未来隧道管养的关键。

To Be Contiuned

选择隧道检测工具时，需要对美中方案的优劣进行对比，最终才能选择出“最具性价比”的方案。 除了技术的挑战之外，隧道行业内本身的观念也是需要克服的难题，AI技术的出现必然会对人工作业带来极大的冲击，或许在一些技术难题被攻克、固有观念被改变之后，人工智能将为隧道工程开辟全新的发展道路。

本文综合整理自网络