搭載山東大學超前探測裝置的隧道掘進機模型

近日，第23屆中國專利獎評選揭曉，濟南市共有5項發明專利獲獎。其中，由山東大學自主研發的“隧道掘進機破巖震源三維地震超前探測裝置及方法”發明專利成功摘得金獎。這項發明專利就猶如給隧道掘進機裝上了一雙“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，減少可能發生的塌方、卡機等災害事故以及由此帶來的人員傷亡和經濟損失。

為什么是他們?

上百次現場試驗

他們為隧道掘進“保駕護航”

“大家可以看到，隧道掘進機有一個大刀盤，在掘進的過程中，需要滾刀進行破巖，在破巖的過程中就會產生震動，在地層里往前傳播，遇到地質界面會產生反射波，我們就有可能利用這種反射波對前方的不良地層進行探測。”8月8日，在山東大學隧道和地下工程實驗室，在山東大學巖土工程中心教授劉斌的揭秘之下，這項專利技術的“形象”逐漸清晰和豐滿起來。

劉斌介紹，根據這種原理，他們研發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，并研發了相應的設備。“我們在刀盤里安裝了先導傳感器，同時在隧道的邊墻上安裝了波場傳感器，兩個信息進行互相關，就可以提取出前方有效的信息來，進而對前方的不良地質進行成像。”劉斌說。

我國是隧道修建規模和難度最大的國家，也是隧道掘進機(TBM)第一應用大國。隧道掘進機施工中若遭遇未知的斷層、溶洞、破碎帶等不良地質，易發生突水涌泥、塌方、卡機等災害事故，造成人員傷亡和經濟損失。探明前方不良地質是保障掘進機施工安全的關鍵。然而，掘進機隧道探測環境復雜，觀測空間狹小，震動和電磁干擾強烈，加之TBM掘進速度快，如何快速探明掘進機隧道前方不良地質是面臨的關鍵難題。

此次摘得中國專利金獎的這項專利技術，實現了前方斷層、破碎帶等致災構造的“邊掘邊探”。“就像蝙蝠在夜間飛行的時候，是通過發出超聲波，遇到昆蟲之后就會有反射波，它就知道哪里有獵物。”劉斌說。

通過將該技術搭載到隧道掘進機上，就像給掘進機安裝上了一雙“眼睛”。“因為涉及在實際工程的適應性問題以及復雜的工藝問題，在研發過程中，我們的研發人員和技術人員長期深入工程一線，進行了上百次的現場探測實驗，反復打磨、提高、完善，才達到了目前這樣一種比較好的水平。”

劉斌表示，目前，這項技術已在吉林引松工程、云南高黎貢山隧道、新疆某工程等多條掘進機隧道成功應用，對保障隧道掘進機安全高效施工起到了重要作用。

為什么是濟南?

搭平臺促轉化

高價值專利培育結碩果

據了解，“中國專利獎”由國家知識產權局和世界知識產權組織共同評選和聯合頒發，是我國知識產權領域的最高榮譽。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，位于濟南高新區的國網智能科技股份有限公司(以下簡稱國網智能公司)自主研發的“變電站帶電水沖洗機器人系統及方法”發明專利，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酸鹽的方法及所得寡聚透明質酸鹽和其應用”也同樣榮獲第二十一屆中國專利金獎，該技術生產的新產品——酶切寡聚透明質酸可滲透至皮膚內，具有保濕、清除自由基、防曬及曬后修復作用，獲得許多世界知名品牌化妝品企業的認可。

據介紹，中國專利獎的評獎標準不僅強調項目的專利技術水平和創新高度，也注重其在市場轉化過程中的有效運用;同時突出高質量導向，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，背后折射出創新引領實力和顯著的經濟社會效益。

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?濟南市市場監管局相關負責人介紹，自濟南市市場監管局(知識產權局)組建以來，出臺了一系列政策措施，有效促進高價值專利訂單式研發和投放式創新，推動形成對產業發展和國際競爭力具有引領作用的重點專利池，引導幫助企業、高校院所針對中國專利獎評選高質量導向要求，提前進行關鍵核心技術發明專利布局和高層次篩選。對規模較大、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交易中心、山東齊魯知識產權交易中心等，打造駐濟高校院所知識產權成果轉化平臺;依托生物醫藥與大健康、智能制造與高端裝備知識產權運營服務平臺，為重點產業聯盟企業等創新主體提供許可信息發布渠道，集中展示交易高價值專利。同時，主動幫助高校院所、重點企業篩選梳理符合濟南重點產業發展、有市場化前景、應用廣泛、實用性強的專利，建成專利成果庫，集中對外展示發布，實現信息融通，提高成交率。

數字最能說明問題。2021年，濟南市萬人高價值發明專利擁有量12.78件，比全省十四五預期值高出2.78件;2022年1-6月，濟南市有效發明專利擁有量40003件，同比增長23.8%，萬人有效發明專利擁有量43.47件，較2021年底增加5.11件。