技術前沿丨超大規模地下空間全時、全域、全息智能監測技術的挑戰與突破，針對此類超大規模地下空間，怎樣才能感知它的安全狀態呢？本期聚焦超大地下空間安全建造與運維的核心需求，探討未來監測感知和評價決策的挑戰與突破。
隨著國家西電東送、能源結構調整升級、向深部進軍等戰略政策的實施，修建了許多功能類型的超大規模地下空間，如水電站地下洞室群、抽蓄電站地下洞室群、壓縮空氣儲能地下洞庫等。這些地下空間規模龐大、結構復雜，宛如一個個“地下城”。針對此類超大規模地下空間，怎樣才能感知它的安全狀態呢？本期聚焦超大地下空間安全建造與運維的核心需求，探討未來監測感知和評價決策的挑戰與突破。我國地下工程正從地下數百米向數千米埋深邁進，地下空間開發也朝著大埋深、大跨度等超大規模推進。在強開挖擾動作用下，在地下數百米開挖這種大跨度、高邊墻、多洞交叉連接的洞室群，存在諸多問題：
尤其是在西南高山峽谷地區，構造作用活躍、巖體結構復雜、不良地質發育，復雜地質環境給地下工程帶來了諸多災害風險和不確定性，在地下空間建設和運維過程中，需要不斷地獲取監測信息反饋，評估其安全風險。 
水電站超大規模地下洞室（群）
監測感知
監測囿于“一點之見”，傳統的地下工程監測技術普遍為“點線式”碎片化監測，如多點位移計等，難以覆蓋大跨度、高邊墻復雜地下空間，且監測得到的表層變形有時難以反映巖體內部真實的破裂損傷情況，即“表里不一”。
傳統的地下空間圍巖災變風險診斷和安全控制受地下環境隱蔽性強、信號弱、多系統耦合等因素的制約，需要人工開展圍巖穩定分析、施工方案優化調整、支護手段選取與實施等，存在效率低下的問題。在人工智能前沿技術普遍應用的當下，圍巖風險診斷與控制也宜擁抱智能化浪潮。超大規模地下空間作為國家能源戰略實施的重要載體，其安全穩定是工程建設與運行的核心前提。面對深部復雜地質環境的多重挑戰，傳統監測與控制模式已難以滿足需求，亟需通過技術創新構建全鏈條安全保障體系。
核心技術
綜合采用多點位移計、光纖、應力計、微震、激光掃描、無人機、鉆孔TV、聲波等多種監測手段，建立全時、全域三維立體監測體系，提出自動化、數字化、智能化感知識別方法，全面獲取圍巖變形、應力、破裂、損傷、結構面等多源監測信息。
基于多源數據融合方法對上述信息進行解譯，實現圍巖性態的準確判識，再通過圍巖災變風險評價方法對圍巖的安全穩定進行評價和預測。
全時、全域、全息三維立體監測體系
風險診斷與安全控制的變革
基于全時、全域、全息監測感知信息，建立數據-物理模型耦合的評價、預測智能算法，建立監測物理表征-敏感指標體系-關鍵結構性態的邏輯關聯，提出分級預警觸發機制與相應對策。
建立地下空間施工動態饋控流程，實現數據分析、研判預警、反饋控制的有效聯動，將該流程通過集成現場實時監測數據的智能決策平臺進行實現，從而實現地下空間建設過程圍巖安全性態的高效展示、共享共析與動態饋控。
圍巖監測信息反饋分析
未來趨勢：設備、算法、技術創新實現地下空間透明化監測
向地球深部進軍的理想遠大、步履艱難，要穿越數千米的復雜巖層，看透深部超大地下空間的安全狀態，難度不言而喻。工程師們猶如望聞問切與檢查化驗相結合的白衣天使，正在通過極具“穿透力”和“洞察力”的新技術、新裝備、新方法，提升自動化、數字化、智能化水平，構建超大規模地下空間安全診斷與控制的感知、識別、評價、預測與調控的全鏈條技術，保障深部地下空間安全建造和穩定運行。未來，隨著設備、算法、技術的不斷創新與突破，必將實現超大規模地下空間透明化智能監測。這些創新和進步將會如山野霧燈，使地球深處不再漆黑，使人類探索深地之路一片坦途
