近日，北京恒祥宏业凭借自主研发的“穿越地裂缝的隧道沉降抬升方法和系统”（专利号：ZL 2025 1 0458338.X），正式获得国家知识产权局发明专利授权！该技术首次实现地裂缝地质条件下隧道结构的无损抬升与长期稳定，标志着我国在复杂地质隧道修复领域达到国际领先水平，为城市地下空间安全运营提供了全新技术保障。
隧道地裂缝地质：隐蔽且危险的 “地下陷阱”
地裂缝是地表岩土体在构造运动、地下水超采、地震活动等作用下产生的线性断裂带，常见于断层带、采空区及湿陷性黄土地区。
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我国西安、太原等城市已发现地裂缝灾害点，直接威胁地铁、公路、铁路、市政管线等重大基础设施安全。当地铁、公路等隧道穿越地裂缝带时，极易因上下盘差异沉降而发生结构变形、开裂甚至破坏，处理难度极大。
从地质特点来看，地裂缝区域地层具有三大显著特征：一是地层连续性差，地裂缝两侧土体往往存在明显的岩性差异，部分区域伴随断层破碎带，土体胶结程度低；二是活动性强，受地质构造或外界环境影响（如降雨、地下水位变化），地裂缝可能出现缓慢位移或突发断裂；三是受力复杂，隧道结构穿越时，不仅要承受上部土体荷载，还需抵抗地裂缝两侧土体的剪切力与拉力，易导致结构应力集中。
穿越地裂缝的隧道沉降隐患：从结构损伤到功能失效
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当地裂缝区域地层发生变形，结构受力体系被破坏，隧道极易出现针对性沉降问题，且危害具有渐进性与破坏性：
· 结构开裂：隧道易出现环向或纵向裂缝，裂缝从衬砌表层逐步深入内部，导致防水体系失效，引发隧道渗漏水；
· 轨道变形：轨道交通隧道沉降，会导致轨道高低差超标、轨距偏移，列车行驶时易产生颠簸、脱轨风险，严重影响行车安全；
· 功能失效：沉降加剧，导致隧道内通风、照明、通信管线断裂，断面收窄，被迫停运检修。
传统处理方法的局限性：难以突破地裂缝治理瓶颈
长期以来，针对穿越地裂缝的隧道沉降，传统技术治理，存在难以克服的局限：
· 注浆加固法：通过向地裂缝及周围土体注入浆液，提高土体强度和整体性，抑制地裂缝活动。但难以有效控制注浆范围和浆液扩散路径，可能导致浆液浪费和环境污染。
· 桩基托换法：在地裂缝两侧设置桩基，将隧道结构荷载传递至稳定地层，避免隧道沉降。但施工难度大、周期长、成本高，且对周边环境影响较大。
· 结构加强法：对隧道结构进行加固，提高其抵抗变形的能力。仅能被动承受地裂缝活动带来的变形，无法从根本上解决沉降问题。
传统的沉降控制方法往往难以有效应对地裂缝带来的复杂地质条件，因此，开发一种高效、安全的沉降抬升方法显得尤为重要。
专利技术突破：全流程解决方案 + 核心技术双轮驱动
为精准应对地裂缝区域隧道沉降难题，恒祥宏业在 “穿越地裂缝的隧道沉降抬升方法和系统” 专利中，创新构建了 “数值模拟预判 - 定向加固阻断 - 动态柔性抬升 - 智能实时监测” 全流程解决方案，结合核心的无损可控土体固化技术，实现从 “预判” 到 “治理” 再到 “保障” 的闭环管控。
（一）全流程解决方案：科学预判，精准施工
· 数值模拟预判：基于数值建模系统，建立代表发生沉降的隧道的初始隧道模型，通过模拟地裂缝隧道的沉降过程及抬升施工效果，为实际施工方案制定提供科学依据。
· 定向加固阻断：方案实施前，对变形缝采取物理和化学保护，物理上安装临时止浆钢板预防材料渗入破坏止水带，化学上涂抹专用防护剂，形成弹性隔离层防混凝土应力破坏。
· 动态柔性抬升：按优化方案施工，在隧道及变形缝关键处布设多维度传感器，实时获取位移等数据；构建数字孪生模型并接入数据，动态呈现施工变化，确保抬升“可视可控”，防止衬砌开裂。
· 智能实时监测：方案配备全天候智能监测系统，借助数字孪生模型实时反馈隧道抬升精度与材料扩散情况，数据异常时及时调整参数，确保治理精准可控。
（二）核心专利技术：无损可控土体固化技术的创新应用
“穿越地裂缝的隧道沉降抬升方法和系统”专利全流程方案，核心依托公司成熟的无损可控土体固化技术，实现了隧道沉降治理的突破：
恒祥宏业无损可控土体固化技术采用微孔工艺，利用小型化设备将新型特种复合材料注入地裂缝地质地基，与土体秒级速凝固结，形成高强度、防渗水的固结体，阻断地裂缝活动对隧道的影响。在渗透、填充和挤密土体孔隙过程中，会形成向上的顶升力，配备可视化智能实时监测系统，确保加固与抬升过程精准可控，使因地裂缝下沉变形的隧道得以毫米级精度加固与抬升，避免因抬升过快导致隧道衬砌损伤，有效解决穿越地裂缝的隧道沉降问题。
该专利技术已成功应用于铁路、地铁等众多地基病害处理案例，抬升精度高，治理效果好，均达到地基设计使用要求。
解决方案的核心优势：为隧道安全运营保驾护航
相较于传统技术，恒祥宏业的 “穿越地裂缝的隧道沉降抬升方法和系统” 展现出以下核心优势：
· 精准控制：通过地裂缝调查与监测，精准掌握地裂缝特征和隧道沉降情况，为方案设计提供科学依据。
· 柔性抬升：通过加固地裂缝及周围土体，提高土体强度和整体性，抑制地裂缝活动，并利用浆土结合体的顶升力对隧道结构进行柔性抬升，有效控制隧道沉降。
· 施工简便：该方法施工工艺简单，操作方便，无需大型机械设备，施工周期短，成本低。
· 无环境影响：该方法采用无损可控技术，材料速凝时间可控在1-30s,材料扩散范围可控在半径3m，对周边环境无影响。
恒祥宏业获“穿越地裂缝的隧道沉降抬升方法和系统”发明专利授权，这是其在地下工程地质治理领域深耕的重要成果，也是“技术创新驱动行业发展”理念的实践体现。面对地下隧道工程向复杂地质延伸带来的地裂缝沉降难题，公司将以该专利技术为依托，为地铁、公路、铁路等隧道工程提供更安全、高效、长效的沉降治理方案，守护地下交通安全，助力我国基建高质量发展。
