21世纪初我国公路隧道的关键技术

经过近２０年的积累，我国公路隧道在质和量上都有显著进步，２１世纪初隧道建设难度方面将面临更加严峻的挑战。为此需要在水下隧道修建技术，公路隧道数据库及信息化设计与施工技术，山岭隧道施工技术、特长隧道营运通风技术、公路隧道节能照明技术、营运监控系统开发、病害诊断与整治技术等方面加大研究力度，从而掌握制约我国公路隧道发展的关键技术。     

21世纪初的我国公路隧道关键技术

经过近２０年的积累，我国公路隧道在质和量上都有显进步，２０世纪初面临隧道建设难度方面更加严峻的挑战，为此需要在水下隧道修建技术，公路隧道及信息化设计与施工技术，山岭隧道施工技术，特长隧道营运通风技术，公路隧道节能照明技术，营运监控系统开发，病害诊断与整治技术等方面加大研究力度，从而掌握制约我国公路隧道发展的关键技术。     

中国铁路隧道发展与展望(含截至2020年底中国铁路隧道统计数据)

对中国铁路隧道建设、特长铁路隧道建设规划及高速铁路隧道建设规划情况进行分析和统计,并采用图表的形式清晰直观地反映中国铁路隧道不同时期的发展规模及特长、高速铁路隧道新增运营、在建、规划情况,为分析中国铁路隧道发展历史提供较为详细的数据。随着中国经济的发展,西部地区铁路建设规模逐年加大,高海拔、高烈度地震区、大埋深超长铁路隧道大规模建设,亟需深入研究铁路隧道智能建造技术、超长深水跨海铁路隧道修建技术及铁路隧道智能运维技术。     

中国10 km以上超长公路隧道统计

<正>进入21世纪以来,中国公路建设进入了一个前所未有的高速发展时期。近10年来,中国公路隧道每年新增里程1 100 km以上,是目前世界上公路隧道规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、发展速度最快的国家,同时出现了一些长度超过10 km的超长公路隧道。据不完全统计,截至2019年8月,中国已建、在建、规划的10 km以上超长公路隧道见表1—3。     

浙江省公路隧道科技成果回顾与展望

为促进浙江省公路隧道工程建设中科技创新成果的推广和应用,回顾数十年来浙江省公路隧道建设的发展历程,总结浙江省隧道工程领域的科技成果及其应用情况,包括特殊隧道建设技术、安全节能运营技术和隧道养护技术3方面代表性成果。然后,分析浙江省公路隧道领域在钻爆法施工质量缺陷、钻爆法机械化信息化程度低、TBM/盾构法占比低、智能新技术应用少、预防性养护与装备技术应用滞后等方面的短板。最后,提出未来浙江省隧道工程安全、智能、绿色3大重点发展方向。     

我国隧道及地下工程近两年的发展与展望

总结我国隧道及地下工程近两年的发展情况。1)铁路、公路、地铁、水工等主要领域的隧道总数和总长度快速增长。2)重难点隧道及地下工程建设进展顺利:青藏铁路关角隧道、兰新高铁祁连山隧道、兰渝铁路木寨岭隧道、烟台地下水封LPG洞库、渝黔高铁天坪隧道等相继完工;港珠澳大桥沉管隧道、引松供水隧洞、引汉济渭输水隧洞、武汉三阳路长江隧道、大瑞铁路高黎贡山隧道、京张高铁八达岭地下车站、惠州地下水封油库、湛江地下水封油库、珠海横琴地下综合管廊等在如期建设中。3)特长山岭隧道建设技术、软岩隧道大变形控制技术、高瓦斯隧道建设技术、岩爆隧道建设技术、大断面矩形顶管及矩形盾构设计与应用技术、隧道机械化施工水平等方面取得了进一步的突破。我国隧道及地下工程修建技术整体处于国际先进水平。国家新型城镇化建设、新一轮西部大开发、"一带一路"、海绵城市、城市地下综合管廊、城市轨道交通、京津冀协同发展、长江经济带、珠三角经济区等战略规划,为我国隧道及地下工程领域技术发展带来了前所未有的契机。最后,基于隧道及地下工程发展方向,指出超长隧道技术,高地应力软岩大变形控制技术,高水压、大断面水下隧道建设技术,高地温、高地热隧道建设技术,高地震烈度与构造活跃带的隧道建设技术,隧道运营维护管理技术,新材料研发与应用的开发等是今后需要深入研究的关键课题。     

铁路复杂艰险隧道的成本影响因素分析

为研究复杂艰险铁路隧道的成本控制问题，通过对部分隧道工程成本数据进行分析，总结出铁路复杂艰险隧道〖JP〗工程成本存在亏损情况突出、超长工期工程亏损严重、亏损呈现地区性等突出问题，并从工程技术、工程经济、工程管理、宏观政策等方面分析影响工程成本的主要因素，提出依法合规调整在建工程价款、尽量避免签订无限风险合同等工程成本管理建议。     

封一/四

自21世纪以来，中国国民经济飞速发展，地上空间资源的利用日趋饱和，城市面临着“摊大饼”式快速扩张问题。随着地下隧道、地下车站、地下综合体等重点地下工程项目的建设，地下工程呈现出微变形、小间距、大断面、大埋深、高精度、长距离和超大规模等特点，面临着“水、软、变形难以预测”三大技术难题，严重影响了地下空间的发展，给我国地下工程施工技术与施工装备带来了严峻挑战。为此，总结分析了近年来地下空间尤其是城市地下空间近接施工技术、施工装备和数智化技术等方面的技术进展与创新，详细分析了软土富水地层位移和变形控制技术，提出富水地层冻结技术和跨地铁运营隧道综合辅助施工控制技术；介绍了集合人工智能、物联网等新一代前沿技术和隧道装备核心共性技术，以及具有绿色化、智能化且具有自主知识产权的典型超级地下工程装备。从设计、施工、监测、运维4个方面介绍了现代地下空间数智化技术的特点以及应用情况。强调通过地下空间信息的共建共享，构建可视化的地下空间信息平台，是实现“透明地下空间”的基础；对复杂地质条件灾害的预警与控制，是地下工程安全建设的有力保障；基于物联网、大数据等现代信息技术的控制管理系统，是支撑智慧城市基础设施安全的关键；并指出未来地下工程需加强数智化技术应用，实现整个建设过程的精细化、数字化、智能化以及信息化。     

中国公路隧道近10年的发展趋势与思考

中国公路隧道在规模、数量、建设速度等持续快速发展的形势下,近10年来又取得了众多隧道建设技术的突破,已由隧道大国步入向隧道强国转变的轨道。首先宏观研究分析近10年来中国公路隧道建设状况,对比论述了山岭、水下、城市地下道路等类型隧道的发展特点、趋势及相关建议;从隧道建设需求导向、地质超前预报、节能环保、应急救援等方面提出了公路隧道建设理念的变化,对比总结了钻爆法、盾构法、沉管法及TBM法等4类修建公路隧道常用施工方法的应用情况及未来发展趋势,并在此基础上,对中国公路隧道未来建设中将遇到的一些问题进行了研究与思考。结果表明:应改变以支护参数设计为重点的隧道设计理念,建立以介质场为主体的隧道结构设计方法,在隧道场解重构理论与技术体系方面进一步创新;对于采用双洞布局模式的长大公路隧道,为减少长深斜竖井设置,提升建设速度,应优先采用“钻爆法+小TBM导洞扩挖法”相结合的混合方法来修建;针对越来越多的公路隧道进入后运营期,提出了隧道智能监测评估与快速修复的技术途径,以将隧道修复作业所带来的影响降到最低;中国公路隧道建设应融合大数据、智能装备、5G等先进技术,并尽快完成配套标准的制定。     

我国隧道及地下工程发展现状与展望

分析我国隧道及地下工程的现状,包括铁路隧道、公路隧道、地铁隧道、水工隧洞、市政隧道和地下能源洞库等。总结近年来我国隧道及地下工程在各个方面的技术发展与创新,包括:勘测与地质预报、设计方面、施工方面、防灾救灾与通风照明、风险控制与运营管理、防水排水新材料与新工艺应用等方面。重点对施工技术方面的技术发展与创新进行了较为详细的阐述,包括:浅埋暗挖技术,盾构、TBM装备与施工技术,单护盾TBM,敞开式TBM,矩形顶管技术,盾构始发、到达零覆土技术,岩溶隧道处理技术,高地应力隧道变形控制及岩爆处理技术,钻爆法机械化作业线,瓦斯隧道问题,沉管隧道技术等。最后,对我国隧道及地下工程的发展进行展望,认为:特长隧道将成为我国隧道建设的"新常态",地铁工程将持续发展,城市铁路将逐步地下化,城市地下公路会悄然兴起,城市排蓄水工程深层隧道方案值得推广,地下空间开发利用与地下管廊工程将由原来的"单点建设、单一功能、单独运转"转化为"统一规划、多功能集成、规模化建设"的新模式,地下能源洞库将成为必然,南水北调西线工程值得期待,三大海峡通道的建设势在必行,互联互通的国际通道建设其隧道工程将会很多,也会遇到诸多挑战。总之,我国隧道及地下工程事业将会有更大的进步和更为广阔的发展空间。     

我国修建跨海峡海底隧道的关键技术问题

结合厦门海底隧道方案研究与勘察设计的实践经验,对我国处于规划论证阶段的琼州海峡隧道、渤海湾海峡隧道以及台湾海峡隧道几座跨海峡海底隧道的关键建设技术进行初步讨论。通过多方面分析后认为,要顺利建成这几座跨海峡的海底隧道,必须在跨海控制测量、深海地质勘察、高水压力断层破碎带的开挖与衬砌、隧道快速掘进施工以及超长隧道单元的通风等方面有所突破。     

复杂地质环境下隧道施工技术

隧道的施工是一个非常非常有难度的系统工程,特别是在十分复杂的地质环境下,隧道施工就更难了。随着科技的发展,新的理论和技术不断的涌现,在复杂的隧道环境下隧道的施工技术也有了一定程度上的发展。同时,社会的不断发展,也让国内的大规模基础设施的建设加快了步伐。不少城市开始兴建地铁,考虑到在地铁建设中要使用大量的隧道,所以在不同的地质环境下,在复杂的地质环境下,如何设计施工方案十分重要。     

高原高海拔超长公路隧道方案综合比选研究

对位于高原高海拔地区,周边环境恶劣、建设条件复杂,且国内外类似工程案例甚少的超长公路隧道工程建设方案,从工程规模、建设条件、施工工期、通风方案、防灾救援、工程造价等方面对不同隧道工程方案进行了综合比选,并从桥隧规模、平纵指标、地质条件、施工条件、环境影响及行驶安全性等方面对不同总体路线方案进行了综合比选,推荐出相对合理可行、经济安全的隧道工程及总体路线方案,以期为今后类似工程提供借鉴。     

《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）和《公路隧道施工技术细则》（JTG／TF60—2009）宣贯培训班在重庆举办

从上世纪九十年代已来，我国的交通事业迅速发展，公路隧道的建设规模越来越大，特别是高速公路的长大隧道及特长隧道项目日益增多，在这过程中涌现出大量的新设备、新材料，新工艺、新技术，积累了丰富的经验，并得到不断提高，与此同时，原有规范的有些内容已逐渐不适应公路隧道施工技术的发展。     

中国隧道工程技术发展40年

简要介绍中国隧道工程的基本情况,特别是改革开放40年来中国在修建隧道工程上取得的成绩。已建成的36 103 km交通隧道中有34 708 km是在改革开放后建成的,占96%。重点从特长隧道、深埋隧道、大断面隧道、高海拔隧道及复杂条件下的隧道工程等方面阐述中国在修建重大隧道工程中遇到的挑战及取得的成就,指出:特长隧道面临的主要技术挑战是地质勘察的准确性、快速施工以及运营防灾等问题;深埋隧道面临的挑战主要有高地应力、高水压、高地温的"三高"难题;大断面隧道不仅在设计方面技术难度大,在施工方面也面临诸多挑战;高海拔隧道面临的主要挑战是冻融问题和高原缺氧问题;在各种复杂环境下修建了大量的隧道工程,包括岩溶、瓦斯、高地应力、高压富水、膨胀岩等各种复杂地质条件下和在复杂城市环境下修建的浅埋、大跨、城市地下立交等隧道工程,并在隧道工程修建技术上取得了新突破。从勘察、设计、施工、运营等方面提出中国隧道工程今后的发展方向主要是从发展速度向发展质量的转变。中国隧道工程40年来的成就离不开国际隧道工程技术的发展,而中国隧道工程的发展也对国际隧道工程的发展做出了贡献。     

沉管隧道工程技术的发展

沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。近几十年来建成的大型混凝土沉管隧道工程,进一步发展并突破高水压、复杂水流和复杂地质条件的工程技术,能够跨越更深和更宽阔的河口、海峡水道。结合具代表性沉管隧道工程,包括Maas隧道、香港地铁过海隧道、Tuas电缆隧道、Oresund海峡隧道、Busan隧道和Bosphorus海峡隧道,着重讨论管节预制、管节防水、干坞系统和基础处理等方面的技术发展。     

我国近年来隧道科研创新技术成就

随着山区高等级公路建设的发展，我国在公路隧道设计、施工等方面取得很多技术、施工等方面取得很多技术创新，在众多的科研创新中，以下几方面的研究成果具有重大实用意义。     

高海拔隧道通风、供氧、防灾与节能技术的发展

为保障我国高海拔隧道建设的大力稳固发展,采用调研分析的方法总结近年来我国在高海拔隧道建设、通风、防灾救援以及节能通风等方面完成的研究成果。得到高海拔隧道低压、低氧和低温等环境下的通风控制标准、风机特性、施工供氧技术等综合技术,探明高海拔地区火灾烟气流动特性,明确高海拔地区人员逃生能力及隧道疏散结构参数的确定方法,并介绍高海拔隧道通风照明等节能新技术的发展及应用。     

近2年我国隧道及地下工程发展与思考(2019—2020年)

我国隧道及地下工程在"十三五"期间得到了长足发展,尤其是在新型冠状病毒疫情突然来袭的艰难形势下,2019—2020年无论是质还是量方面,铁路、公路、地铁等领域的隧道工程建设都取得了骄人的成就。对比分析近2年我国铁路、公路、地铁等领域隧道整体建设情况,从工程特点、工程难题及对应技术创新等方面,对佛莞城际狮子洋隧道、郑万铁路小三峡隧道、汕头海湾隧道等已建隧道工程,及大瑞铁路高黎贡山隧道、天山胜利隧道、川藏铁路色季拉山隧道等新开工隧道工程进行分析阐述。系统梳理近2年我国隧道及地下工程领域所取得的技术进步及未来发展中仍需要进一步突破的建设技术需求:1)基于渭武高速木寨岭隧道、引汉济渭秦岭隧洞、汕头海湾隧道等工程的建设,高地应力软岩变形控制技术、硬岩岩爆监测及处置技术、高地震烈度区海底隧道修建技术等,取得了较大突破与成功应用;国产大直径TBM和异型大断面隧道掘进机制造及应用技术迈上了新台阶,国产盾构主轴承及整机再制造装备得到了成功验证与应用;高压水耦合辅助破岩技术、基于大数据挖掘技术的盾构/TBM巡航掘进技术等在隧道行业中进行了尝试应用。2)面对穿江越海、川藏铁路等极端环境或复杂地质条件下的隧道建设需求,新型破岩方法、多功能混合型TBM装备、低真空管道磁浮隧道建设技术等亟需取得突破。3)针对传统隧道工程理念方法难以解决川藏铁路隧道等极端复杂地质隧道工程的关键性难题,提出隧道场的概念,指出应逐步建立并完善隧道场解重构理论与方法,革新极端复杂地质隧道设计理念;结合隧道及地下工程的复杂性、多变性、不可预测性等特点,有目的、有计划地促进"智能建造"、"5G"等先进技术与隧道及地下工程的有机融合。     

外海超长沉管隧道设计关键技术研究

以港珠澳大桥沉管隧道工程为依托,分析了外海超长沉管隧道设计需要解决的关键技术,重点介绍了沉管隧道基础沉降控制技术、多点非一致地震激励下超长沉管隧道设计方法、节段接头构造形式研究及高水压120年设计使用寿命OMEGA止水带研发等需要突破的技术,并阐述了主要研究成果。这些研究成果为我国后续外海超长沉管隧道设计提供技术支撑。