越江盾构隧道全寿命期碳排放特征与减排途径研究

越江隧道是城市网络中的重要交通基础设施，也是城市交通碳排放主要来源之一，对越江隧道的碳排放计量、评估与减排机制进行研究十分必要。首先确定越江隧道全寿命期碳排放计量边界和清单，分为物化阶段和运维阶段两部分。基于清单分析，建立以碳排放因子法为基础的越江盾构隧道全寿命期碳排放计量模型，并系统分析越江隧道全寿命期与工程活动的对应关系，提出绿色技术驱动的越江隧道碳减排效应估算流程，以碳减排效应系数表征绿色技术的碳排放效果。研究表明：国内外对各类绿色技术的碳减排效应量化研究严重不足；在物化阶段，盾构隧道单位碳排放量随直径的增大而增大，在材料和结构设计不发生变革的情况下，物化阶段碳减排潜力有限；在运维阶段，机电设施的碳排放量与物化阶段碳排放量基本相当，从全寿命期考虑，运维阶段碳减排潜力及可控性更大。     

基于数字技术的交通隧道工程低碳发展理念与思考

在双碳目标的指引下，低碳化乃至零碳化成为交通隧道工程发展的必由之路，而数字化转型为此带来了机遇与挑战。智慧基础设施服务系统可从信息的采集、传输、处理、分析、表达与服务全过程为交通隧道工程的低碳化发展提供强有力的数字底座，大数据、云计算、区块链、人工智能等前沿技术可为交通隧道工程的全面勘察、动态设计、智能建造与高效运维注入新的发展活力。目前关于低碳隧道的相关研究还处于起步阶段，相关标准体系尚未形成，低碳与零碳隧道的发展目标、数字化赋能的具体对象与实现路径尚未明晰，相应的顶层设计理论也亟待深入研究。文章初步分析了交通隧道工程的碳排放特征，回顾了当下数字化技术在隧道工程全寿命期的成功应用，并在此基础上进一步梳理、展望了数字化技术在低碳隧道中的应用前景。未来，低碳隧道的发展应把握好后发优势，加强数字化与绿色低碳理念的深度融合，在全面提升交通隧道工程数字化水平的同时，推进交通隧道行业碳中和目标的稳步实现。     

基于SimaPro的公路隧道建造阶段碳排放计算与构成评估

为准确定量计算和评估公路隧道各个建设阶段的二氧化碳排放，明确碳排放的主要来源和影响机制，基于生命周期评价（LCA）方法，从公路隧道碳排放核算边界划分、清单分析、计算模型建立等方面提出标准化的核算流程。结合工程实例，利用生命周期评价工具SimaPro对不同围岩条件下的每延米隧道建设碳排放进行计算和对比分析。结果表明，随着围岩条件的劣化，每延米隧道在材料生产阶段和施工建造阶段的碳排放量显著增长；公路隧道建设中材料生产阶段的碳排放量占比最高，其中二次衬砌材料生产阶段的碳排放量占比较大，改进材料生产技术、开展衬砌结构碳减排设计研究是减少公路隧道建设碳排放总量的重要路径。     

天山胜利隧道隧址区污水处理全过程碳排放特征和碳减排模式研究

为揭示超长隧道建设过程中污水处理全过程碳排放特征，以乌鲁木齐至尉犁段天山胜利隧道隧址区污水处理为例，采用全生命周期法、过程分析法、污染物参数归一化方法，建立污水处理全过程新型混合生命周期碳排放计算模型。根据污水处理工艺流程碳排放足迹，将污水处理全过程产生的碳排放分为直接排放和间接排放，并进行定性、定量分析。结果表明：2021—2022年天山胜利隧道隧址区污水处理全过程总碳排放量为4 242.43 tCO₂eq，排放量强度约为1.17 kgCO₂eq/t；其中，电耗、去除BOD₅、物耗、去除TN、污泥外运处置等过程碳排放量占比分别为85.3%、11%、2.1%、1%、0.6%；通过提升出水水质标准、污泥再利用为土壤肥料开展节能减排，年均碳排放量下降约15.6%，碳减排效益明显。     

低流量高速公路隧道照明节能系统设计方法

本文针对高压钠灯的性能特征,首先对车辆检测与隧道照明控制系统进行设计,建立了根据车头时距信息确定隧道照明启闭的控制算法,从而提出了一种低流量高速公路隧道照明节能系统设计方法。并通过数值仿真,模拟产生了服从移位负指数分布的车头时距信息,计算并分析了不同的低交通量条件下的隧道照明节能效果。最后通过低交通量和低交通量持续时间进行了系统效益分析,结果表明:该节能系统具备一定的效益和应用价值。     

交通隧道工程碳排放核算及研究进展分析

为应对日趋严重的全球气候变暖问题，中国政府提出了“双碳”目标。交通隧道生产活动排放的温室气体是土木工程领域碳排放的主要来源之一，其节能减排工作开展的成效是按时按质完成“双碳”目标的关键。通过统计调研近10年来的相关文献，总结目前交通隧道碳排放计算分析的研究现状。结果表明，目前国内外常基于生命周期评价开展隧道生命周期的碳排放研究，同时选用排放系数法进行计算；多数文献主要围绕公路隧道、盾构隧道施工期的碳排放开展计算和减排分析，并且一般将隧道施工期碳排放划分为材料生产、材料运输和现场施工3个阶段。对隧道施工碳排放的影响因素、预测公式等方面的研究进展进行综合性叙述，可为后续研究提供参考。     

低交通量公路隧道中间段照明节能技术研究

针对川西高原低交通量二级、三级公路隧道带来的照明能源浪费问题,文章利用TOBIIGLASESS2型眼动仪进行实车试验研究,直接计算得到中间段不同照明工况下驾驶员在高原低交通量隧道的行车停车视距,并与《公路隧道照明设计细则》(2014版)中要求的最小停车视距进行对比,在确保驾驶员行车安全的前提下,推荐此类隧道中间段照明设计标准为0.5 cd/m~2。利用Dialux软件对川西高原低交通量二级、三级公路隧道中间段照明进行了数值模拟,对不同照明标准下工程经济性进行了分析,建议巴朗山隧道布灯形式采用中间布置,不等间距为30 m。     

基于SVM-MAUT的隧道低碳施工方案优选

在双碳目标背景下，隧道低碳施工方案优选成为一种迫切需求。在多属性决策综合评价体系基础上，对隧道施工过程在不同场景要求下的待评估稳定指标展开讨论，筛选出围岩稳定性、地层稳定性、支护稳定性3个因素，与非稳定性指标平行组构，着重考虑碳排放非稳定性因素，建立隧道低碳施工方案综合评价指标体系。基于支持向量机-多效用度函数法（Support Vector Machine-Multi-Attribute Utility Theory, SVM-MAUT）设计映射模型，以替换传统综合评价方法，探索低碳化隧道施工方案比选方法。将提出的比选方法应用于大凉山1号隧道破碎大变形软岩段施工方法优选，根据玄武岩段、黏土岩段和粉砂质泥岩段的方案效用度大小，选出最优方案组合，相较极端排放量该方案每延米分别减少2 313.01 kg、790.10 kg和717.84 kg的碳排放当量，隧道稳定性符合设计与规范要求，截面收敛变形均在设定控制值内。     

基于机器学习的铁路隧道施工碳排放预测模型研究

为构建适用于铁路隧道施工建设阶段碳排放预测的算法模型，以某铁路隧道建设工程为研究案例，首先基于碳排放计算体系量化得到案例隧道的施工碳排放量与各子阶段碳排放占比；然后采用多种机器学习算法构建不同预测模型，结合动物优化算法对预测模型进行参数调优，选用R²、MAE、MSE、RMSE、MAPE、SMAPE等评价指标对比分析拟合效果，筛选最佳预测模型，并基于SHAP值分析各参数变量的重要性程度。结果显示：建材生产阶段对隧道施工碳排放的贡献最大，建材运输阶段的碳排放最小；BP神经网络相对随机森林、LightGBM、SVR、极限学习机等算法的回归效果更好，并且通过对比使用PSO算法、WOA算法和SSA算法优化后的回归预测模型，WOA-BP算法的拟合效果最好；基于SHAP算法的分析，各参数变量的特征重要性排名依次为：开挖面积>围岩等级>开挖工法>埋深。     

铁路长大隧道工程造价敏感性分析

随着我国铁路建设工程的发展,因受控于城市规划、地质、地形等因素,长大隧道逐渐增多。文章基于金台铁路某长大隧道工程施工组织设计,对混凝土配合比、材料价格、运距、隧道计算长度等控制性因素进行敏感性分析,并提出基于隧道工程全寿命建设理念的造价控制思路,以期对类似隧道工程造价控制提供参考。     

公路隧道双洞互补式通风适用性分析

为研究公路隧道双洞互补式通风的适用性,文章基于隧址海拔和温度、隧道长度和纵坡、隧道交通量和交通组成、隧道双洞间距等因素对互补式通风负荷比及通风效果的影响进行计算分析。研究结果表明:当隧道上下行通风负荷比大于1.5或隧道单向纵坡绝对值在1.5%~2.0%之间时,适宜采用互补式通风;隧道长度在4.5~6 km之间时,采用双洞互补式通风最经济实用;交通量和交通组成的影响关系显示隧道大型车混入率在35%~50%之间时宜考虑采用互补式通风;双洞隧道适合采用互补式通风的最小间距为30 m。     

特长公路隧道运营通风多模式转换及节能研究

为降低多竖(斜)井复杂运营通风系统的能耗，将运营通风多模式转换系统应用于特长公路隧道分段纵向通风中。基于隧道内回路风压平衡和通风网络理论，提出隧道通风模式初拟、极限交通承载量计算、动态化通风模式选择、射流风机台数确定及通风能耗对比优化的通风设计流程，研究多模式通风转换系统的运作方式，对比分析常规分段纵向通风方式和多模式转换通风方式的运营能耗。结果表明，隧道远期设计高峰小时交通量达到最大值3 137 veh/h时，需开启29组射流风机，此时隧道各段风速小于8 m/s；一天中31.25%的时段通过模式1即能满足通风要求，52.08%的时段需要通风模式4才能满足通风要求，多模式转换通风较仅通过模式4进行通风总功率减少20.71%；交通量小于1 726 veh/h时，3#竖井排风量可降低为93 m³/s，隧道内风机总功率可减少37.57%。     

电磁感应无极灯在上海上中路隧道中的应用

电磁感应无极灯是一种新型长寿命的节能光源，上海上中路隧道南线基本照明及加强照明选用了无极灯光源。通过对传统光源及无极灯性能的分析，详细介绍了选用无极灯的原因及整个设计过程，为其它隧道工程的照明设计提供借鉴和参考。     

高压钠灯和LED灯在隧道照明中的应用分析

为了探究高压钠灯和LED灯组合照明在隧道照明中的适用性,文章系统梳理了国内外隧道工程照明领域中高压钠灯和LED灯的发展现状、存在的问题及对策及发展前景。目前单独使用LED灯具确实能达到节能减排、低碳环保的效果,但却亮度不足,而考虑到传统隧道照明采用高压钠灯的方案费用高以及单一光源对隧道入口段产生的影响,故将LED灯和高压钠灯组合使用,以发挥两种光源的优点。本文通过文献查阅和调研最终得出在目前高压钠灯向LED灯过渡的发展阶段,组合照明的方式在隧道入口段可以提高可视性,充分发挥两种灯具的优点。     

基于围岩径向位移释放率的超大断面隧道下穿施工围岩稳定性研究

依托黄黄铁路新建刘元隧道工程，采用数值模拟结合现场实测的方法，以围岩径向位移释放率指标分析采用全断面和微台阶两种工法下穿施工的围岩稳定性规律。结果表明，新建隧道下穿防空洞段采用微台阶法施工，在控制围岩径向位移释放率、塑性区分布及稳定安全系数等方面较全断面法优势突出；微台阶法下围岩径向位移释放率及围岩稳定安全系数分别为46.13%、2.13，全断面法下围岩径向位移释放率及稳定安全系数分别为78.08%、1.99；当台阶长度为3 m时，隧道下穿施工围岩稳定性相对较好。监测数据表明，采用微台阶法下穿施工，洞内变形满足规定要求，且变形值与模拟结果数值吻合较好，进一步验证模拟结果的可靠性。     

基于全生命周期分析的高速公路减碳技术碳足迹核算研究

为了推动绿色公路建设,识别绿色低碳材料、工艺与技术,本文采用全生命周期碳排放测算方法,对延黄高速公路使用的绿色建造技术进行碳排放测算,采用帕累托法则分析各绿色建造技术建筑材料、机械设备的碳排放数据,结果表明：桥梁上部结构由钢桥变为混凝土预制的减碳率达到55.78%,隧道工程优化为路堑工程的减碳率达44.66%,拱形骨架护坡优化为CBS边坡防护的减碳率达21.36%;钢材和混凝土是公路建设材料的主要碳排放来源,是碳减排重点控制材料,应该通过优化设计、改进施工工艺或使用低碳排放的同类替换材料等方法降低原材料碳排放;小型装载机、凿毛机是混凝土预制桥梁机械设备的主要碳排放来源,30装载机是CBS边坡防护建设中的主要碳排放来源。     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响，采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型，基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法，提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例，分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征，研究表明：既有隧道变形呈“凸”形，最大变形量位于锚塞体正下方附近，且随着与锚塞体距离的增大，隧道变形逐渐减小，最终收敛；既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大；Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下，隧道整体处于安全状态；Ⅴ级围岩条件下，隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值，需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。     

隧道进出口过渡段长度与位置分布探析

文章针对（特）长隧道的隧道内部与隧道外部的光线一般反差较大,驾驶员在隧道进出口处容易产生＂黑洞＂和＂白洞＂效应问题,结合公路隧道设计规范、公路隧道通风照明设计规范,通过分析隧道进出口处的特殊路段,确定隧道进出口过渡段的长度及隧道进出口过渡段的分布,并提出了相关的建议。     

大直径盾构隧道双层衬砌横向抗震性能研究

为探明有无双层衬砌、双层衬砌不同施作方式（复合式、叠合式）对盾构隧道横向抗震性能的影响，以甬舟铁路金塘海底铁路隧道为工程依托，建立盾构隧道双层衬砌三维精细化模型的同时考虑了隧道材料与接触的非线性行为，采用隐式动力时程法进行了抗震性能研究。结果表明：（1）双层衬砌与管片的连接刚度越大，隧道变形越小；（2）复合式衬砌对隧道环向抗震性能提升有限，其变形、损伤及应力规律与单层衬砌基本一致；（3）叠合式衬砌能有效提升隧道抗震性能，充分利用材料力学特性，但需要重点关注隧道的损伤情况；（4）抗震设防等级要求较高的区段建议采用叠合式双层衬砌，防水、防火要求较高的特殊区段建议采用复合式双层衬砌。     

高原区内燃牵引2～4km单线隧道自然通风可行性分析

基于关角隧道、羊八井隧道内燃牵引机车有害气体浓度冬季监测结果,以及拉日线隧址区现场风速观测,提出了拉日线隧道外自然风速的建议值。通过对隧道热位差产生的隧道内自然风速的计算,以及隧道内风速和污染物浓度一维非恒定流数值模拟,确定了隧道内自然风速的合理取值,计算了活塞风风速及活塞风长度;分析了拉日线3 000～4 070 m长度隧道全年内可实现自然通风的时段。研究表明,长度3 000 m以下的隧道,运营期间可实现自然通风;长度3 000～4 070 m的隧道采用自然通风,可在远期运行图周期内使有害气体达标。