集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命管理系统研究

为解决在盾构隧道工程中,地理信息系统（GIS）标准缺失和建筑信息模型（BIM）分析功能薄弱的问题,在分析GIS的数据管理和BIM的数据标准基础上,建立集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命期管理系统。首先,概括总结系统采用的技术路线; 其次,基于IFC标准扩展统一的盾构隧道信息模型,涵盖盾构隧道地质、结构、线路、施工、监测和病害等数据; 然后,介绍系统信息的关联,包括隧道编码、GIS和BIM的集成方案; 最后,以上海地铁盾构隧道为依托,描述系统在工程全寿命期的应用,包括隧道地质勘察、结构设计、运营监测和养护维护等阶段。该系统制定了统一信息模型,方便数据交换和管理,在信息模型基础上实现了信息可视化与不同分析功能,提高了盾构隧道的全寿命数字化管理水平。     

铁路瓦斯隧道分类分级标准探讨

瓦斯隧道分类分级对施工、运营安全有着极为重要的影响。首先,分析和对比现行瓦斯隧道规程、规范、指南以及煤矿系统相关规范对瓦斯隧道(矿井)的分类分级和设防标准;然后,总结瓦斯隧道分类分级中存在的问题,提出根据规划、建设、运营阶段掌握的资料深度及工作重点采用三阶段分类分级法,并给出各阶段的分类分级标准;最后,以运营隧道瓦斯环境等级分级为基础,构建瓦斯隧道设防标准,根据设防标准可建立瓦斯设防结构体系,为瓦斯隧道建设和运营安全提供保障。     

基于BIM技术的隧道工程信息平台设计与研究

隧道作为重要的交通基础设施,其质量和安全受地质、结构和施工等各类因素的影响。为解决当前隧道建设中信息杂乱、集成化不足、信息传递差的弊病,引入BIM技术建立隧道地质、土建结构、机电设备全BIM模型;以BIM模型为载体,将隧道建设全过程的海量信息汇集整合,实现各类数据的结构化存储、关联和可视化展示,形成BIM模型数据库;在此基础上,通过对构件进行编码及轻量化处理,研发出工程信息管理平台。平台在广东金门隧道工程的应用,不仅有效解决了隧道建设期的地质预警、施工进度、工程质量、资料管理等"痛点"问题,还为后期运营养护提供了精准详实的工程数字化信息,为安全运营奠定了隧道本体结构和设施设备风险预警和防控的优良基础。     

成兰铁路云屯堡隧道紧急救援站设计优化研究

针对成兰铁路云屯堡隧道建设过程中因地质原因产生的隧道内紧急救援站方案优化需求，分别从土建规模、工程投资、施工风险、疏散排烟、运营维护5个方面对3个优化方案进行经济技术比选，同时，进一步探索研究单洞合修洞内救援站设置模式。通过研究对比，得出以下结论： 1）特长隧道紧急救援站段设置多处小断面通道可能比设置1处大断面综合通道节约投资； 2）救援站地段应适当加大结构间距，以避免群洞效应； 3）救援站整体土建规模较小时也可能存在较高的施工风险； 4）救援站内土建工程方案调整会影响机电设备配套及运营成本； 5）竖井式联络烟道宜按90°直弯头设计以便施工及运营维护。     

国道隧道维护管理系统的开发与应用

近年来,公共工程结构物设施维护管理思维已逐渐从着重于施工进而延伸至营运阶段的全生命周期质量及风险控管,而台湾高速公路路网目前已大致完成并逐渐进入维护高峰期,因此,为有效执行隧道维护管理工作,以确保隧道营运功能的正常运作及安全,国道高速公路局特委托开发一套能符合隧道全生命周期,并可提升维护管理效率及决策质量的“国道隧道维护管理系统”。以国道5号所辖隧道的设计、施工数据及营运阶段的检（监）测与维修数据等为目的,除利于相关数据的建置、保存及查询功能外,可为后续新检（监）测技术及维护管理策略调整及研究提供参考。     

基于全生命周期信息和BIM的隧道运维决策支持系统

针对公路隧道运维管理对象众多、信息分散异构、时空特性复杂等导致管理决策困难的问题,从隧道全生命周期信息出发,建立隧道可视化智能决策系统。系统以标准化、可视化和智能化为设计原则,以隧道BIM运维模型为基础,通过标准化编码和信息映射表实现设计、施工和运维的多源信息集成,由感知层、网络层、数据层、分析层和交互层组成,利用智能分析技术实现结构健康评估和病害追溯、设备异常发现和故障诊断、养护决策优化等功能,通过三维图形化引擎与用户交互,帮助用户快速掌握现场情况,获取自动辅助决策结果,提高运维工作效率和质量。将该决策支持系统应用在上海大连路隧道工程中,可帮助隧道管理者更快速、清晰地了解隧道运营状况,提供运营养护的辅助决策建议,取得了很好的应用效果。     

3D Visual System of Highway Tunnel and Surrounding Rocks Based on CAD/GIS

针对公路隧道勘察设计多个阶段大量丰富、准确的工程信息未能有效管理、缺乏再利用的现状,提出将CAD、GIS技术运用于公路隧道的信息资料数据库管理.通过对工程实例调查标准化和整合多来源、多个时期、多样格式和多数据标准的公路隧道信息,以三维可视化为重要特征,建立平面图与隧道各类附属设施、隧道设计资料数据库、隧道设计模型、地质及地形三维模型之间的联系.构建公路隧道设计的三维可视化管理系统,建立了覆盖公路复杂隧道的设计、运营、养护等多阶段的信息管理、共享服务平台.通过vc2005和ObjectArx2008开发工具实现,并在厦门翔安海底隧道中进行了应用,取得良好效果.     

城市快速路全生命周期智慧管理系统

绍兴城市智慧快速路管理是一项全周期、多领域、综合性的系统工程。为满足智慧快速路管理新需求,在项目规划阶段即构建了贯穿城市快速路设计、施工、运维全生命周期的智慧管理系统。智慧管理系统主要包括数字化管理平台（BIM）、结构智能监测系统（IMS）、智慧交通系统（ITS）、车路协同系统（ICV）和智慧照明系统（ILS）。总体来看,为城市快速路设计施工、运营管理和交通服务带了显著提升。     

公路隧道安全评价指标体系与方法

论述国内外公路隧道安全评价的发展现状,分析影响隧道运营安全的主要因素及运营灾害的特点,从隧道重要度、运营环境、土建结构、机电设施、运营管理5个方面,提出隧道安全评价的指标体系与方法。     

公路隧道安全评价指标体系与方法

论述了国内外公路隧道安全评价的发展现状,分析了影响隧道运营安全的主要因素及运营灾害的特点,从隧道重要度、运营环境、土建结构、机电设施、运营管理5个方面提出了隧道安全评价的指标体系与方法。     

新一代公路（道路）隧道机电设备综合管控系统设计

为解决当前隧道机电设备种类繁多，软件系统独立，应急处置时需人工操作多系统实现设备联动控制，以及设备缺乏预防性养护的问题，依托物联网、云计算等先进技术，建设隧道机电设备综合管控系统。系统主要功能如下： 1）将隧道外场机电设备分为PLC控制设备和非PLC控制设备，针对不同类型的设备采取不同的数据采集手段，实现对隧道机电设备状态的监测与故障报警; 2）根据相关规范要求，结合交通事件发生位置与区域影响，制定机电设备联动控制应急预案，实现隧道交通综合管控与交通诱导; 3）采集机电设备历史养护数据，依托云平台提供的大数据技术，对海量历史检测数据进行数据清洗与分析，重点关注检测数据存在异常变动的机电设备，实现机电设备“预防性养护”与差异化清洁维护。通过建立该系统，实现隧道运维阶段的智能化和信息化, 提高运营经济效益，提升隧道安全运营管理水平。     

日本铁路隧道病害和运维管理现状及对我国隧道运维技术发展的建议

日本铁路隧道（包括城市轨道交通）经过100余年的发展，产生了隧道老龄化严重、剥落掉块、开裂、劣化以及渗漏水等病害。通过调研日本铁路隧道建设情况、性能要求、病害类型与原因，得出日本铁路隧道约40%的病害与设计施工有关，27%的病害与运行环境有关，23%的病害与所用材料有关，10%的病害与外力变化有关。介绍日本铁路隧道维护管理体系（隧道检查、健康诊断、措施对策、记录存档）、自动检测技术和智能化技术等新技术的发展应用及存在的问题（相同条件下同类隧道的运维无法统一；自动化检测技术因成本过高或未达到标准要求，只能作为辅助检查手段服务于部分隧道；很多信息因保密无法实现资源共享；运维技术人员、隧道专业人才不足及人才老龄化严重等）。指出这些问题不仅阻碍了运维技术的高质量发展，也影响了整个运维成本和质量。针对我国隧道运维技术的发展，提出以降低隧道设施的全生命周期成本与延长服役寿命为目标，构建基于结构性能与成本的“预测型”运维体系，建议发展一体化运维技术、研发快速维修加固技术、开发智慧运维管理系统等，通过多学科融合交叉，构建系统性的运维管理体系。     

铁路隧道结构长期稳定影响因素探讨暨维护管理准则与解说研订考虑

隧道维护管理作业旨在查明影响服务功能的异状、掌握其变异性或发展性,并评估其对隧道功能性与服务性、结构安全性与耐久性的影响程度,使及早因应并符合永续发展理念。为实现现代化铁路隧道全生命周期维护管理目标,必须考虑隧道周围环境、地盘条件、施工质量及衬砌结构状况,运营过程可能承受的荷载变化以及维护管理需求等因素,研定一纲要性基本要求,供铁路隧道管理单位依据个案需求与隧道状况,进一步纳入配套措施研拟完整的实施细则,以供维护管理以至于安全检测作业的依据。本文报导台湾隧道工程界在此一领域近年的工作进展。     

仑头-生物岛-大学城沉管隧道监控系统

随着我国公路隧道的与日俱增,隧道安全运营问题显得越来越突出,除隧道本身的土建施工质量外,隧道的监视与控制管理成为公路隧道安全运行的重要课题。以广州仑头—生物岛—大学城沉管隧道为背景,介绍沉管隧道监控系统的组成、功能、各子系统的工作原理及主要仪器设备,阐述监控系统在隧道安全运营中的重要性。     

基于数据驱动的隧道地质信息精细化管理系统研发与应用

针对现阶段隧道超前地质预报系统管理粗放、数据利用率低等问题，结合数据驱动原理重塑业务逻辑，研发新的隧道地质信息系统TGIS。通过高度集成隧道勘察设计阶段地质、施工阶段超前预报地质及掌子面开挖揭示地质，实现基于数据驱动的预报方法优选、临近预报提醒、分级实时预警与有效处置、掌子面自动素描、预报成果辅助判识等功能，达到隧道地质信息精细化管理的目的。经现场使用表明： 基于数据驱动的隧道地质信息精细化管理系统界面友好、运行稳定、效果良好，各项功能达到设计要求，相对于传统超前地质预报系统具有明显的优势，可普遍服务于隧道建设。     

重大隧道工程关键技术突破及应用专刊导语

随着我国交通强国战略目标的提出!交通建设正逐渐由规模速度型向质量效率型转变!现代综合交通运输体系的快速构建带动了隧道及地下工程的全面发展!川藏铁路等重难点工程的建设给本领域带来了新的机遇和挑战。为及时总结重难点隧道工程的最新研究成果!推动该领域的技术创新和应用!《中国公路学报》编辑部邀请天津大学张稳军教授%我刊副主编&作为专刊组稿负责人!陈湘生院士、李术才院士、郭陕云教授级高工、何川教授、袁大军教授、朱合华教授、朱伟教授、陈建勋教授、王华牢教授级高工、吴德兴教授级高工、李国良教授级高工、肖明清教授级高工、史海欧教授级高工、洪开荣教授级高工、马栋教授级高工和赵勇教授级高工等!位专家和学者作为专刊组稿咨询专家!丁文其教授、汪波教授、张成平教授、叶飞教授、王树英教授、陈馈教授级高工、郭小红教授级高工、汪成兵教授级高工、陈健教授级高工等58位专家和学者作为专刊组稿专家!以专刊形式出版重大隧道工程关键技术领域高水平、创新性研究成果本期专刊共组稿件100余篇!经编辑部组织专家审阅!最终录用21篇。本专刊主要针对重大隧道工程关键技术领域相关研究进展进行了归纳、总结和梳理主要包括以下几方面的内容：(1)综述：主要综述内容包括隧道建设面临的若干挑战与技术突破、盾构隧道实用抗震计算方法、超高水压越江海长大盾构隧道工程安全、长大隧道工程结构安全风险精细化感控、公路隧道近%&年的发展趋势与思考、蒙华重载铁路矿山法隧道设计与施工关键技术、盾构隧道壁后注浆试验与浆液扩散机理、土-结构动力作用体系混合试验。(2)基础理论：主要研究成果包括交通)水工隧道中基于预应力锚固系统的及时主动支护理念及其技术实现、盾构隧道管片接缝密封垫防水性能及受施工荷载影响、大直径盾构隧道斜螺栓环缝抗剪特性、基于小孔扩张弹塑性理论注浆起始劈裂压力、高水压泥水平衡盾构掘进模型试验平台的研制与应用、基于!3DZI的隧道开挖与支护质量检测技术、不同渗透系数地层中泥浆渗透成膜试验、深埋隧道注浆加固围岩非达西渗流场及应力场。(3)工程实践：主要研究成果包括绿泥石片岩地层大跨度公路隧道大变形控制及合理支护形式现场试验、土压平衡盾构不满舱施工遇到的问题及对策、超大跨度隧道上台阶CD法中隔壁施工力学行为、高地应力千枚岩隧道二次衬砌施作时机、石膏质岩隧道新置换衬砌结构受力特征重大隧道工程关键技术突破及应用所涉及的新理论、新工法、新技术和新材料将为我国从“隧道大国”向“隧道强国”迈进奠定坚实的基础《中国公路学报》将持续关注重大隧道工程关键技术突破及应用的最新科研成果!以期为广大专家、学者及工程技术人员提供更好的知识服务与交流沟通平台!促进中国公路交通行业的安全、健康与可持续发展。     

基于嵌入式Linux的隧道智能控制单元设计及应用

阐述智能控制单元在隧道监控系统中的重要作用,介绍智能控制单元的硬件及软件结构,详述基于SBS PC/104主处理器的主CPU模块设计、完全兼容Redhat Linux7.2的嵌入式Linux操作系统的开发与选择以及使用国际标准Modbus TCP协议的选择,使智能控制单元既可满足网络化、标准化、可扩展性和可靠性等要求,又可提高公路隧道监控系统的科技水平和管理水平,确保隧道交通安全、畅通及隧道设备科学运转。     

铁路长大隧道GPS洞外平面控制测量技术浅析

铁路隧道工程项目往往地处深山,地势起伏大,植被茂密,地形复杂,使得测量工作难度增大。对于长大隧道,GPS测量方法成为首选方案,然而由于地形条件限制,GPS控制点的选择与控制网的布设很难满足相应规范要求。以新建东北东部铁路荒沟隧道GPS控制测量为实例,重点介绍在困难地理环境中铁路长大隧道的GPS控制网建立、观测方案确定、过程实施与后期数据处理、成果检验分析及成果应用一完整过程,最终保证隧道高精度贯通,可为以后的类似工程提供参考。     

庆春路过江隧道公铁分合建方式分析

杭州市庆春路过江隧道与杭州地铁2号线过江区间隧道均为盾构法隧道，规划净距15～70m，基本平行过江，从工程建设条件、规划、设计、施工、运营、管理、投资等方面，对两个隧道分建与合建方式从技术可行性进行了综合分析，推荐采用城市道路过江隧道与地铁过江区间隧道分开建设的方案。     

隧道监控量测数据分析与管理系统的设计与开发

对国内外监测数据分析管理系统开发现状进行调研,分析监测数据分析管理系统的需求,以隧道工程的施工监测项目为应用对象,运用数据库管理和图形可视化技术,采用面向对象的关系数据模型,实现监测数据的录入与存储操作、多视图可视化查询、时态曲线与空间状态曲线图、回归分析、生成报表等基本功能。在此基础上,依据隧道设计规范中围岩稳定判断的相关规定,增加围岩稳定分析与预测专家库功能模块,最终开发完成隧道工程监控量测信息管理系统,并将该系统应用于工程实际,验证该系统的有效性和可靠性,为隧道工程施工监测数据分析提供一个新的工具。