在微观世界中，有一种名为“缪子”（μ子）的基本粒子，虽看不见、摸不着，却具有极强的穿透能力，可深入岩石与金属，揭示地下结构的奥秘。如今，这一源自粒子物理领域的前沿技术，被深圳地铁转化为轨道交通建设中的“眼睛”，为盾构隧道进行实时“CT扫描”。这在全球轨道交通行业尚属首例。
截至目前，深铁集团已在地铁15号线、16号线、22号线以及深惠城际铁路、穗莞深城际铁路等多条线路的施工中深度应用缪子成像技术，累计完成4190米隧道探测，精准识别并指导处理软弱地层57处，为轨道施工中的地下风险探查与灾害防控提供了全新技术路径。深圳地铁22号线搭载盾构监测地层情况。
深圳地铁22号线搭载盾构监测地层情况
不用钻探也能“看穿”地层
深圳地铁盾构隧道缪子成像实时监测项目由深铁集团联合华北电力大学、西北工业大学深圳研究院于2024年3月启动，历时一年半，在探测环境适应性、数据采集处理、成像算法研发及工程验证等方面攻克多项关键技术难题。
据深铁集团工程技术中心负责人介绍，缪子成像具有穿透能力强、远距离非接触探测、空间分辨率高等特点，可根据不同地层密度区对缪子的吸收差异特性进行成像，能广泛应用于地下深层结构密度缺失区探测，被誉为“天然的地质探针”。相比传统地质雷达和人工钻探，该技术具有穿透性强、无需主动发射信号、不受地面干扰、无损实时监测等显著优势。
2024年项目立项后，仅用半年时间即完成设备研发、现场部署，并在地铁16号线盾构施工阶段率先应用。通过缪子成像与AI数据分析相结合，项目团队识别出浅层疏松区、空洞及管涌通道等风险区域，为施工单位提供了精准的注浆加固依据，显著提升了施工安全水平。
古建筑探伤技术引进地铁建设领域
2024年初，深圳地铁16号线共建管廊项目面临近20米厚的复杂地层和密集地下管线，传统勘探手段难以全面掌握深层地质情况。为破解“地下迷局”，深铁集团决定引入原本用于古建筑无损探伤的缪子成像技术。
同年3月，深铁集团依托产学研平台，迅速组建跨学科攻关团队，并于4月在16号线管廊项目开展试验，正式开启缪子技术在轨道交通工程中的应用序幕。
由于国内外在地质结构缪子密度成像算法方面几乎空白，且隧道环境高温、高湿、多尘，对设备稳定性要求极高，项目团队从零起步，历经数十次设计迭代和现场测试，历时半年成功研制出全球首台专用于隧道施工的缪子成像仪。
当年10月，在深惠城际铁路测试中，系统生成的三维密度图清晰显示某段隧道中存在低密度异常区，经钻探验证，发现一处直径达4米的隐蔽空洞，精准命中风险点，验证了技术的可靠性。缪子成像既有线检测。
缪子成像既有线检测
2025年，缪子成像技术进入规模化应用阶段。在穗莞深城际、深惠城际大鹏支线等项目中，设备被直接安装于盾构机刀盘后方，实时扫描隧道上方地层，成功探测出17处松散区域，并同步评估注浆加固效果。在两次重大险情抢险中，该技术快速定位河道渗漏通道与岩溶区沉降源头，为应急处置提供了关键决策支持。
随着城市化进程加快，轨道交通、地下管网等“城市生命线”工程面临日益复杂的地质挑战。传统探测手段在深度、精度、效率和施工干扰等方面存在局限，难以满足现代盾构工程的安全管控需求。
“缪子成像技术一次布设、长期监测，覆盖范围广、效率高，大幅降低勘探成本和对城市运行的干扰。”深铁集团相关负责人表示，“它能提供真实的三维地质结构，通过自动化反演显著缩短异常响应时间和报告周期，可拓展到路面塌陷预警、桥梁结构监测、地下综合体安全及盾构地质预判等多个领域，具备突出的工程应用价值。”
文、图/广州日报新花城记者：蒋偲 通讯员：顾瑾、陈为
视频/广州日报新花城记者：蒋偲 通讯员：顾瑾、陈为广州日报新花城编辑：何波
上一篇： 欧洲主要股指开盘多数下跌