低交通量下“与车随行”隧道照明节能控制技术应用研究

针对公路隧道照明安全与节能之间的矛盾，特别是低交通量下“无车照明”的能耗浪费现象，采用微波车检实时探测交通流技术，提出一种在低交通量下实施“车来灯亮、车走灯暗”的“与车随行”智能控制技术。根据安全视距和人眼视觉反应驰豫时间要求，确定该控制技术下“车来灯亮”以及无来车时“车走灯暗”亮度水平和间隔时间规定。由该技术制定的应用方案用于实际工程，不仅可保证隧道照明安全性，更可在现有规范基础上进一步降低隧道照明能耗，实现低交通量下实时动态的智慧节能照明控制。根据实际工程照明效果测试，所采用的方案可降低隧道照明年运营费用达72%。该技术对提升隧道照明安全和节能水平，推动隧道提质升级和公路交通绿色低碳水平具有积极的促进作用。     

基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统

为解决当前隧道瓦斯监控系统存在的不足和实现监控系统“多网合一”、信息化和智能化的迫切需求,建立基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统架构,从功能上分为感知层、传输层和应用层3层结构,并就其中涉及到的无线传感器网络、人员定位、无线甲烷监测系统、MIMO无线传输技术、智能视频系统、手机短信报警系统、爆破监控系统等实现瓦斯隧道内环境、人员、设备状态等全面监控所用到的关键技术进行研究,对便携式甲烷检测报警仪和智能瓦斯报警矿灯等新设备在瓦斯隧道中的运用情况进行分析与总结。实现了瓦斯隧道全面感知,传感数据无线传输,瓦斯移动与定点监测,人员精确定位,爆破人、机、环闭锁,远程与多级多员监控,充分实现了施工过程的智能化和信息化,起到了科学有效的监测监控和预警作用,提升了瓦斯隧道施工安全管理水平。     

亚洲铁路第一长隧——大瑞铁路高黎贡山隧道

大瑞铁路高黎贡山隧道全长34 538 m,为亚洲铁路第一长隧。隧道区域地质构造发育,沿线工程地质条件差,具有“三高”（高地热、高地应力和高地震烈度）、“四活跃”（活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程）的特征。工程主要不良地质有高烈度地震、 活动断裂、高地温、岩爆、软质岩变形、放射性地层、有害气体等。工程重难点为高温热害问题突出,软岩大变形,隧道涌水量大,软弱破碎围岩地段TBM施工易卡机,安全风险极高、组织管理管控要求严 ,通风效果要求高等。围绕高地热,活动断裂地层,深竖井、复杂地质条件下TBM研制等问题,已立项并实施隧道高地热环境施工关键技术、复杂地质条件新型TBM研制及应用、铁路隧道超深竖井施工关键技术和深埋特长隧道高地温地段混凝土技术。     

论公路隧道提质升级

与欧洲和日本等发达国家相比，我国公路隧道工程品质亟待提升。从国家战略、行业需求和人民需要3个维度分析开展公路隧道提质升级行动的时代背景，从8个方面解读其深刻内涵，并详尽阐述公路隧道提质升级的总体思路和技术要点。强调应关注的重点区域是隧道洞口、洞身和路面，最需要补齐的短板是通风、照明、消防、逃生疏散、交通安全设施以及智能化管养平台，并提出“设施是基础、安全是根本、养护是关键、管控是核心、预案是保障、品质是追求”，建议大力推进公路隧道建设、管理、养护、运营、安全、服务协调发展，打造安全、绿色、智能的公路隧道，助力我国由“公路隧道大国”迈向“公路隧道强国”。     

超高水压越江海长大盾构隧道工程安全

随着中国交通建设和城市建设的迅猛发展,越江跨海盾构隧道工程大量增加,而且工程规模(隧道的直径和长度等)和水压条件也在增加。现阶段,仍未明确定义高水压,但一般以0.5 MPa作为高水压的分界线。近期,中国在长江、黄河以及珠江等所建设的高铁、公路以及地铁等盾构隧道工程水压均超过了0.5 MPa,正在筹划建设的琼州海峡隧道等水压更大,将高达2.0 MPa,面临巨大挑战。为此,国家决定针对超高水压(2.0 MPa)越江海长大盾构隧道工程安全问题展开“九七三”计划基础研究。研究采用理论分析、物理试验(室内、室外试验和模型试验)、数值模拟分析和监控测量等多种手段,针对其中涉及的多元、多相和多场耦合物理本质,对高水压水土与结构静动相互作用机理、盾构掘进中的动静力学机理、隧道结构特性及防水特性动态演化机理等核心问题进行深入系统的基础研究,提出了高水压下考虑渗流条件下的水土荷载计算理论和深水盾构隧道地震分析方法,建立了“机-土”动态作用力学模型,提出了盾构姿态、刀具磨损、开挖面稳定和高压成膜及闭气控制方法,提出了高水压大直径盾构隧道衬砌结构设计理论和高水压盾构隧道接缝长期防水安全与监控技术,最终形成超高水压越江海长大盾构隧道工程安全控制理论体系。为确保超高水压越江海长大盾构隧道工程安全提供设计理论依据,为实现大直径泥水盾构在超高水压等复杂条件下安全长距离施工提供理论支持。     

隧道工程建设地质预报及信息化技术的主要进展及发展方向

复杂的不良地质条件是制约隧道安全高效建设的主要因素,要实现隧道工程的安全高效建设,首先要提高地质预测预报技术水平及其信息化程度。1)介绍我国复杂不良地质隧道超前预报的方法进展及其应用,包括突水突泥灾害源超前探测方法与设备、断层破碎带超前预报、城市地铁溶洞和孤石等探测的进展及应用等;2)介绍我国隧道岩爆监测预警方法及其应用,预报清楚之后就要加强安全风险过程监控;3)介绍基于BIM技术的建筑物(隧道工程)安全风险监控最新进展,包括安全风险实时感知系统和实时预警系统;4)指出隧道工程建设信息化技术的发展方向,包括开展基于大数据技术的TBM/盾构施工的分析与控制研究以及数字隧道向智慧隧道(建设和运营维护)的发展。     

特大跨度四线深埋隧道施工工法研究——以乌蒙山2号出口车站隧道为例

针对特大跨度四线铁路隧道,其开挖面积相当于6倍普通单线铁路隧道,开挖成洞难度大,尚无成功先例。以六（盘水）沾（益）铁路乌蒙山2号出口四线车站隧道工程为背景,通过数值模拟和现场监测,开展特大跨度隧道施工工法研究。研究结果表明： 1）通过“撑索转换”,即利用“外锚”替换“内撑”,实现拱部临时支撑的安全拆除,降低拱部支护体系转换过程中的施工风险,并且突破传统软岩隧道施工中拆撑步长、跳拆等限制,提高了拆撑安全性及灵活性,同时为后续施工提供了较大的工作面。2）通过“以索代撑”,即利用锚索取代临时横撑,避免临时撗撑拆除风险,使得开挖更加灵活。3）采用三台阶“撑索转换”及“以索代撑”施工工法,实现了特大跨度隧道台阶法施工。     

漫谈矿山法隧道技术第十三讲——隧道施工精细化管理

为确保隧道安全,高质量、快速地施工,必须提高现行的施工管理水平,进行精细化的管理。精细化管理包括隧道设计、施工、运营全过程的管理,但重点是施工管理。隧道施工管理的内容基本上可归纳为安全（风险）管理、技术（作业、质量）管理及环境管理3类。本讲着重分析目前我国精细化隧道施工管理中安全（风险）、技术（作业、质量）管理存在的问题,并提出解决途径。1）指出安全管理实质是风险管理,我国在风险管理方面,制定和颁布了有关风险管理的指南、规定等,但在执行和落实中还存在一些问题。风险管理的目的是要把不可接受的风险变成可接受的风险,认为能否实现这一点,决定于精细化管理和技术水平。指出风险预测是风险管理的前提,强调风险管理的主要手段是进行掌子面前方地质预测、掌子面观察和洞内外变形量测,收集可靠情报,有效管理。2）指出技术管理的重点是对开挖、支护、衬砌的技术管理。目前我国的隧道施工技术管理普遍不到位,管理粗放。其中开挖管理重点应放在对掌子面前方、掌子面、掌子面后方拱脚部位等围岩的管理;支护管理的最终目的是把可能发生的位移值控制在容许范围内;衬砌施工管理的重点是衬砌及仰拱的连接,衬砌的施作时机,潜在的初期缺陷的控制。3)以混凝土衬砌初期缺陷控制为例,列出日本管理的细目表以及衬砌施工核查卡,说明只要管理到位,技术才能到位,质量也才会得到保证。4）最后强调“精细化管理”的目的就是要求“技术精细到位”。不管技术多么好,做不到位,一切免谈。对隧道这样的隐蔽工程,这一点尤为重要。在这方面管理层要下大力气,不可等闲视之。     

中间风井内盾构隧道管片局部拆除方案研究

为解决苏州地铁盾构隧道直接掘进通过围护结构为玻璃纤维筋连续墙、内部充填土体的明挖风井后, 位于地下空间下方的 深埋盾构隧道与区间风井间封堵困难、整环管片拆除风险过大的问题, 创新性地提出规避风险的管片局部拆除方案, 即盾构隧道 上部管片拆除后增加梁板形成倒“Ω”结构。 对该方案施工中涉及的影响因素进行分析研究, 重点探讨管片局部拆除方案及倒“Ω” 结构的可行性, 并提出多方面的控制措施, 最后对倒“Ω”结构进行理论计算分析。 结果表明: 在地铁区间风井内盾构隧道管片全 环拆除施工风险过大的情况下, 可以通过拆除盾构隧道上部管片并增加梁板形成倒“Ω”结构的方案解决风险过大问题。 此外, 结 合现场施工验证该创新方案的可靠性。     

乌鞘岭特长隧道排水系统设计

随着铁路建设的“跨越式”发展,长大隧道将越来越多,“长隧短打”的施工模式在较长时间内仍会延用,而因此带来的隧道排水问题将更加突出;如何充分利用水沟的排水能力,减少工程投资将尤为重要。根据乌鞘岭隧道建设特点,分析其排水系统的设计难点及其特殊性,给出辅助坑道排水系统与正洞排水系统的衔接设计、洞内水沟水量的平衡及洞外排水系统保温等工程处理措施,为类似工程提供借鉴。     

铁路隧道智能化建造装备技术创新与施工协同管理展望

为配合郑万高铁实施的基于全工序机械化配套的隧道安全、快速、高质量修建技术，针对超前支护、钻爆开挖、初期支护、二次衬砌等关键工序开发系列化智能装备，并系统性地总结和提炼钻爆法隧道智能建造装备的4大支撑技术，即围岩参数识别与处理系统、三维空间定位与量测系统、大数据处理与共享系统、智能控制决策系统，是实现隧道全生命周期智能化的基础与前提； 同时，运用先进的传感技术、互联网、大数据分析和人工智能技术，研究施工协同管理平台，借助隧道大容量通信网络和隧道智能建造协同管理平台，实现隧道内装备与装备、装备与环境、装备与围岩的互联互通互动，为隧道智能建造提供装备保障。     

双侧壁导坑法在繁华城区超大断面硬岩车站隧道施工中的应用

重庆临江门车站隧道地处繁华城区,周边环境复杂,隧道开挖断面为420.96m2的超大型断面,且断面尺寸变化多,而且隧道穿越地层为硬质砂岩,国内尚没有可供借鉴的经验,施工难度极大。隧道采用双侧壁导坑钻爆法组织施工,通过巧妙应用多种控制爆破技术、留核心岩台的整体式衬砌技术、监控量测技术和其他配套技术,安全、优质、快速地建成了隧道,并取得了较好的经济效益。     

运营隧道衬砌病害诊治的现状与发展

衬砌病害诊治是隧道运营维护的首要任务。为形成隧道衬砌病害诊治现状与发展趋势的系统认识,从病害类型及成因、病害检测技术、病害加固治理方法3个方面对其发展现状进行了详细阐述和分析,并讨论了衬砌诊治研究尚存在的不足和下一步可能的研究重点。主要结论显示：①不同类型隧道衬砌的主要病害类型已基本明确,但是病害产生原因诊断方法及产生机制尚需进一步研究;②衬砌病害检测技术和方法取得了长足的进步,集合多种检测技术的病害智能检测识别系统成为了研究的主流方向,但是病害信息的快速、高精度拾取和智能识别仍是亟待解决的技术瓶颈;③经过多年研究,已形成了围岩（地层）注浆和内表面加固这2种较为完善的衬砌加固技术方法体系,加固方法作用机制、耦合加固技术和加固设计方法是下一步的可能研究重点。最后,介绍了笔者在衬砌内表面加固研究方面取得的最新进展：开发了隧道衬砌快速早强的FRP网格加固方法,该方法2个小时内即可起到加固作用;提出了衬砌内表面加固界面模拟方法,系统探讨了围岩抗力、前期受力、材料用量、加固范围等对加固效果的影响规律和作用机制;建立了内表面加固的衬砌正截面承载性能及裂缝扩展全过程分析理论。     

不同溶洞条件下公路隧道施工的关键技术

对岩溶隧道的施工关键技术进行了详细研究,提出了隧道不同位置出现溶洞条件下的隧道施工方法和初期支护构造措施。该项技术将为岩溶地区高速公路建设提供安全保障,产生巨大的技术经济效益和社会效益。     

软土基坑开挖对邻近既有隧道影响研究及展望

随着城市地铁建设的飞速发展，邻近已运营地铁线路的基坑工程大量涌现。基坑开挖必然会改变土体的原始应力场和位移场，继而引起邻近既有地铁隧道附加变形和内力。为了全面了解软土基坑开挖对既有隧道影响的研究进展，从理论研究、模型试验、数值模拟和实测分析4个方面分别阐述了软土基坑邻近施工问题的研究现状。结果表明：现阶段的理论研究主要从两阶段法入手，考虑了不同的侧重研究因素和简化条件；模型试验包括离心模型试验与常重力模型试验，可作为一种辅助研究手段与其他研究方法相互验证；数值模拟分析问题全面，结果直观，已广泛应用于工程项目的设计评估；根据基坑与隧道的相对位置关系，分别对不同工程的实测数据进行整理分析，提出考虑基坑卸荷量、形状因子、隧道埋深和水平净距等多因素的三维卸荷系数，可以较好呈现基坑开挖引起邻近隧道变形的规律性特征；基坑周围土体深层位移、围护结构变形与邻近地铁隧道变形之间存在一定联动关系；同时，总结分析了风险评价与影响分区体系以及施工控制防护技术和监控手段的探索与应用实例，为现场工程安全风险控制提供了施工经验和实践依据；最后，指出现有研究中存在的不足和尚需讨论的方面，建议深入开展邻近既有隧道设施的多维度基坑开挖时空效应研究、本构模型适用性探究、结构多元化与精细化建模、基坑降水与地下水渗流影响研究；进一步推进动态施工安全风险评价与影响分区研究，发展创新控制防护技术以及建立联动共享的新型监控成套技术体系。     

地铁区间暗挖法施工技术比选

为解决合理选择地铁区间隧道施工方法以有效控制开挖过程中发生地表沉降、建筑物倾斜及地下水位下降的难题，通过调研国内地铁区间隧道常用的暗挖施工技术及日本结合新奥法原理与挤压混凝土施工技术（ECL工法）提出的盾构隧道现浇混凝土衬砌系统（SENS工法），对矿山法施工技术、盾构法施工技术和SENS工法在适应地层、场地占用、所需埋深、衬砌质量、地表沉降、交通影响、地下管线影响、施工噪声、施工风险、施工进度、施工成本等方面进行比选，得出SENS工法在富水砂层施工的施工进度、施工成本、衬砌质量、地表沉降控制等方面的综合优势明显，值得在国内研究并推广应用。     

喀-双深埋超特长输水隧洞建设关键技术

深入分析喀-双深埋超特长输水隧洞施工中存在的主要工程地质问题,围绕超特长隧洞TBM快速掘进与安全控制等重大需求,在隧洞规划选线布置、TBM及配套系统适应性设计、主洞和支洞施工建设、施工风险控制、TBM机群施工综合管理等主要环节,提出需重点研究解决的关键技术问题。从已探明的工程地质情况来看,发生地质灾害的可能性不大,适合TBM快速施工。由于隧洞沿线地形较为平坦,开挖深长缓斜井、深埋中间竖井是不可避免的,但超长距离的独头掘进,给隧洞高速掘进与高效率的出碴、通风增加了难度,应结合现代化的科学手段进行系统攻关。     

庆春路过江隧道施工难度及风险的分析和控制

 杭州市庆春路过江隧道工程属大型复杂工程，其施工规模大，施工技术复杂；由于不确定因素多，因而风险因素也多。就钱塘江底特殊地质以及外部环境等约束条件下隧道工程施工期间的难度及意外事故风险进行了分析；采用灾害风险评估矩阵法（R=P×C）来研究这些风险因素对项目安全质量目标的影响程度，并给出了定性的评价和定量的分析，同时根据此评估的风险程度提出相应风险对策与控制措施；为进一步探讨在大型复杂的越江隧道工程项目中风险的全过程管理提供了依据。     

长大隧道轨道网CPII水平角测量系统误差分析及对策

在隧道内进行轨道网CPII作业时,由于受到场地狭小、观测视线距离隧道衬砌近和气流定向运动等因素影响,水平角易受到折光影响而产生系统误差。引用长沙至昆明客运专线黎子坪隧道轨道控制网CPII测量的实例,通过仪器自动观测、自动记录原始数据,分析长大隧道轨道控制网CPII水平角测量系统误差的产生原因和分布规律,探索减弱系统误差的措施,并提出“正反W型”观测方式的解决方案。