上海已建成运营800余公里的隧道，主要是地铁隧道、城市公路隧道及电力隧道，作为城市的交通和能源命脉，其健康服役对于城市正常运转至关重要。特别是上述隧道大多是由管片或管节拼装而成的，任一管片和管节出现问题将导致区间隧道运营受到影响甚至瘫痪。因而需对隧道结构表面病害（不均匀沉降、开裂、渗漏水），和隐蔽区病害（如刚度弱化及背后空洞）等安全隐患进行全域检测和安全预警。同时，由于上述病害发生和发展具有随机性和隐蔽性，隧道检测和安全预警目标选择和决策困难，需开发隐蔽面测试技术，引入信息化手段，增强信息可追溯性。 本项目围绕隧道结构安全预警的技术难题，通过产学研联合攻关，历时10年，攻克了隧道日常巡检数据自动获取及信息化管理、隧道安全可靠的移动快速无损检测诊断、隧道运营分布式监测系统及预警平台等方面的关键技术，形成了保证城市隧道结构安全预警的关键技术及装备。主要内容及技术经济指标如下： （1）开发了基于手持式PDA的隧道移动电子巡检系统，建立了基于PDA的日常巡检软件及后台管理平台，解决了隧道日常移动巡检和数据信息化管理难题。可在车辆行驶速度低于20km/h条件下对传感器数据进行动态读取和采集，并传送至管理终端。实现巡检工作电子化和移动化，大大提高了效率。 （2）开发了隧道全断面无损检测车，研发了非接触式隧道探测空气耦合天线技术，提出了雷达电磁波数据高精度成像及空洞智能识别技术，通过软硬件集成，实现了对结构及其壁后注浆层空洞的移动式检测，解决了隧道隐蔽面探测难题。其技术指标优于国内外同类产品，实现了隧道不停运状态下的安全检测。 （3）开发轨道-隧道-土体耦合波数化波动模拟方法，研究了盾构隧道结构波动演化规律，提出了地铁隧道管片服役区域性能分析方法，实现了隧道结构波动模拟轻量化，解决了隧道区域性能快速评价难题。 （4）提出了基于点云规则网格化三维激光扫描的地下工程变形数据处理方法。形成了激光扫描量测技术的测站布置、点云自动处理、隧道表观性能快速获取和实景化展示技术体系，解决了隧道管片横断面收敛、纵断面变形，管片错台值等信息快速获取难题。测量效率达到500m/h，椭圆变形长短轴误差率<2‰。 （5）开发了一套完整的隧道全自动安全三维监控软件和移动发布平台。解决了多元数据融合、软土隧道安全预警及控制的综合化管理难题。具备实时采集、数据无线传输和终端远程控制、云端数据处理和实时预警等功能，实现了隧道结构健康状态的全天候实时预警。 成果在上海地铁六号线、九号线、十号线、十二号线及十三号线，上海长江隧道、长江西路隧道、及迎宾三路隧道，上海电力世博隧道、西藏路隧道、杨高路隧道、福州路越江隧道、杨树浦电厂越江隧道等工程成功应用，研制的装备应用于50条隧道区间。近三年来，成果推广产生经济效益达5.3亿元，其中直接经济效益3.6亿元。取得和申请专利19项、软件著作权8项、发表国内外论文46篇、颁布地方性规范1部，成果总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平，推动了我国软土隧道运营安全预警技术的进步。