当金山特长隧道设计方案研究

在高原、高寒地区修建单线单洞特长隧道,面临隧道勘察选线、施工方法选择、长距离通风、深竖井施工、生态脆弱区环境保护以及低氧环境下施工等一系列世界性技术难题。结合敦煌至格尔木铁路当金山特长隧道的设计全过程,对特长隧道的勘察设计进行全方位介绍。针对当金山特长隧道"三高(高海拔、高地应力、高地震烈度)"、"两低(气温低、气压低)"的地域特点,以及"三长(单面坡长、独头通风距离长、反坡排水距离长)"、"两多(断层破碎带多、不良地质多)"、"两大(埋深大、水量大)"等工程特点,对"钻爆法、TBM法、钻爆法+TBM法"3种施工方案进行系统的经济技术比选,最终确定大型机械配套的钻爆法施工方案。最后对单线铁路特长隧道的设计与施工提出了一些建议:1)特长隧道选线时重视物探技术;2)处理好勘察与设计的关系;3)高海拔特长隧道应加大机械化施工;4)特长隧道应充分发挥平行导坑的作用;5)重视环境设计。     

铁路隧道火灾预防及救援探讨

如何做好铁路隧道的防灾救援工作是非常重要的,关系到人员的生命财产安全和国民经济的发展。以特长铁路隧道为研究对象,总结分析国内外铁路隧道设计经验和重大火灾案例,针对特长铁路隧道火灾防灾救援和人员的安全疏散问题进行深入地研究和探讨,给出一般特长铁路隧道火灾防灾救援设置方案的建议,对促进完善我国铁路特长隧道的火灾防灾救援和安全疏散规划管理等具有重要的实践意义。     

川藏铁路隧道设计理念与主要原则

川藏铁路隧道工程规模大,地质条件极端复杂,高原高寒特殊气候显著,建设难度极大。为做好隧道工程的总体规划设计,通过大量调研、总结类似工程技术、专题研究和科技攻关,提出"科技引领、重视环境、安全智能"的川藏铁路隧道设计新理念,形成隧道选址、分合修、横断面、支护结构、防排水、防寒抗冻、防灾救援、机械化配套、施工通风和供氧、弃渣与环保、超前地质预报、施工组织等的主要设计原则,以期对川藏铁路隧道工程的规划和建设起到技术支撑作用。     

龙潭特长公路隧道的设计与技术创新

龙潭隧道长约2×8.7 km,设置了2斜井 2竖井,作为我国为数不多的特长公路隧道,其建设规模大,难点多,技术要求高。在勘察设计过程中,充分借鉴了国内外长大公路隧道建设的成功经验,对隧道的关键技术,如隧道平纵面设计、斜井与竖井的选型与布置、岩溶区长大隧道修筑技术、长大斜井与竖井的施工、隧道通风与防灾救援设计方案等都进行了大量的方案比选和技术创新,并将其列入交通部西部科研项目,进行分析研究,以指导本项目的设计和施工。     

川藏铁路隧道TBM适应性选型分析及不良地质对策与思考

川藏铁路具有高海拔、高寒、地质条件复杂、超长隧道众多、隧道埋深大、辅助坑道设置条件差和环境保护要求高等特点,隧道工程的顺利推进将是川藏铁路成功修建的关键因素之一,而众多的长大隧道全部采用钻爆法施工也将面临巨大挑战,在川藏铁路推广扩大TBM应用应更符合隧道发展的预期,但类似环境条件下TBM应用案例并不多。为提升TBM在川藏铁路隧道的适应性并推进其应用,结合川藏铁路隧道的建设总体要求、地质条件、环境特征和各类型TBM特点,充分吸收前期相关各方大量阶段性调查研究成果,对川藏铁路隧道TBM的应用进行了认真的系统分析与深入对比,综合性给出了川藏铁路隧道TBM的选择原则、适应性和选型结论,认为现阶段推荐的4座TBM隧道和敞开式TBM选型是合理的。另外,针对川藏铁路隧道的重大不良地质,对TBM的针对性设计、施工措施和下一步工程推进等方面提出了一些建议和思考。     

长大隧道通风与防灾技术研究

国内目前已投入运营的最长的两座铁路隧道分别是秦岭隧道(18.462km)和乌鞘岭隧道(20.05km),最长的公路隧道为终南山隧道(18.02 km),随着铁路、公路建设的不断发展,长大隧道越来越多,规模越来越大.介绍了以上三座特长隧道的通风、防灾设计过程及实施情况,从理论分析、数值模拟、模型试验及方案比选等方面对长大隧道的通风及防灾设计进行了简单阐述,以期对今后其它长大隧道的通风及防灾设计起到点滴借鉴作用.     

川藏铁路TBM隧道建设挑战及装备创新设计探讨

川藏铁路具有显著的地形高差、强烈的板块活动、频发的山地灾害、脆弱的生态环境、严重的高寒缺氧等特征,是目前国内外最具有挑战性的铁路工程。为充分应对川藏铁路隧道建设过程中将面临的长大隧道多、地应力高、活动断层频繁等重大挑战,详细阐述各类复杂工况下采用TBM施工所面临的相应挑战。系统分析川藏铁路TBM创新设计理念及特点,从高原高寒、长距离硬岩掘进、岩爆、断层破碎带、大变形、突泥涌水、高岩温等方面进行TBM针对性创新设计分析,并提出:1)超前地质探测和处理是用于川藏铁路隧道TBM施工风险控制的主要手段;2)对于以岩爆为主的隧道,创新设计"双护盾+锚喷支护"的双护盾TBM或双支护TBM显得尤为重要;3)对于以大变形为主的隧道,宜首选双结构的敞开式TBM或进行其他结构方面的创新设计。     

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。     

川藏铁路隧道钻爆法施工成套装备技术体系研究

为实现川藏铁路高起点、高质量、高标准的建设目标,针对高原长大隧道群在地质、气候、生态等方面的风险和挑战,系统性地开展钻爆法成套装备技术体系研究。首先,对川藏铁路隧道钻爆法施工面临的主要挑战进行系统分析,提出与工程特点紧密结合的高原环境、复杂地质、生态环境、机群协同4方面装备技术需求,并详细阐述对应装备的适应性设计技术。然后,以常规地质标准化配置和特殊地质针对性处置为策略,提出川藏铁路隧道施工成套装备体系的建议方案,以适应川藏铁路一般性及特殊风险隧道建设的需要。最后,针对川藏铁路工程对数字化、信息化管理的更高要求,开展以装备数据为驱动的围岩分级与动态设计、装备机群施工调度、施工质量在线评价关键技术的初步探索。通过建立智能成套装备机群协同作业平台,依托机械化、信息化、智能化为川藏铁路安全、优质、高效、绿色建设提供支撑。     

长大铁路隧道防灾疏散救援体系现状综述及研究展望

阐述长大铁路隧道防灾疏散救援体系，其由土建结构设施、机电设备设施、监控系统、管理系统及疏散模式组成。根据一般地区和高海拔地区防灾疏散救援工程相关研究成果，分析火灾燃烧特性与致灾机制、土建结构设计与优化、机电设备设施优化、监控系统的开发以及应急疏散救援5个方面关键问题或技术的研究、实施现状与存在的问题，提出针对高海拔隧道火灾蔓延与热释放速率、土建参数优化、设备设施适用性检验与耐久性保持、监控系统应用于智能疏散等方面需要进一步开展研究。同时着眼于隧道发展，提出针对特长城市地下区间隧道、深埋地下车站与水下（海底）铁路隧道在上述5个方面亟需开展的研究工作。     

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。     

青藏铁路西格二线关角隧道关键技术

青藏铁路西格二线关角隧道是我国首座长度突破30 km的铁路隧道,文章介绍关角隧道的主要修建新技术： 采用斜井分隔风道新技术和斜井皮带机出碴配合钻爆法掘进的新技术,加大供风量,减少污染,提高效率,克服高寒缺氧难题;采用岩溶裂隙水综合注浆技术及合理的排水配置,解决持续高压涌水难题;采用调整结构形式、加强初期支护和允许适度变形的技术方案,解决宽大断层束大变形问题;通过严格的计算,首创采用活塞风解决30 km长隧道运营通风技术方案,研究隧道内火灾烟气分布规律后,采用安全隧道射流风机加压和事故隧道均衡分散式竖井排烟新技术,形成防灾救援新技术。文章介绍关角隧道建设所取得的技术成就,以期对后续的高原特长隧道起到指导,达到推动中国铁路隧道技术进步的目的。     

关角隧道设计方案比选

详细介绍了青藏线西格二线关角隧道的线路方案比选、施工方案的比选，主要进行了关角隧道钻爆法与TBM法施工的方案分析，以为国内其它长大隧道设计提供参考。     

川藏铁路隧道钻爆法施工机械选型与开挖方法探讨

对于川藏铁路隧道工程采用钻爆法施工机械的选型，分析了近二十年来高原寒区铁路长大隧道无轨运输施工机械配置情况，针对川藏铁路隧道不良地质和现有的应对措施，介绍与之相适应的机械设备，并对有利于隧道钻爆法机械化施工的开挖方法提出建议。     

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。     

龙潭特长公路隧道总体设计

建设中的龙潭特长公路隧道位于沪蓉国道主干线宜昌至恩施公路,长约2×8.7km。在勘查设计过程中,充分借鉴了国内外长大公路隧道建设的成功经验,认真研究,精心设计,做到技术上的先进,质量上优良。本文简要介绍龙潭隧道特长公路隧道的工程概况、工程地质条件、洞门、净空、结构形式、防排水、行人、行车横洞、斜井、竖井及风机房设计、运营通风、监控、防灾方案和关键技术研究。     

拉日铁路盆因拉隧道贯通 系中国高原铁路首条万米特长隧道

中国高原铁路首条万米特长隧道——拉日铁路(拉萨至日喀则)盆因拉隧道2013年5月25日上午成功贯通。此次贯通的盆因拉万米特长隧道就是拉日铁路中的一个极其重要的路段。5月25日11时18分,随着最后一炮洞内爆破成功完成,盆因拉隧道4号横洞和3号横洞贯通,这标志着我国高原首座万米铁路特长隧道成功贯通。     

厦门轨道交通3号线复杂环境过海区间隧道设计关键技术

过海隧道一般规模大,场地环境复杂且工程经验缺乏,设计方案优劣直接关系到工程的成败。目前内地尚无建成的地铁过海区间隧道,对过海区间的设计标准和技术研究较少。文章以厦门轨道交通3号线过海区间为工程背景,采用地质分析、工程类比和综合比选的方法,对长大过海地铁区间的设计关键技术,包括工法选择、断面设计、防排水设计、海域复杂地质应对、耐久性设计、防灾通风及疏散等进行分析。提出结合不同区段地质情况采用盾构法和矿山法组合的工法;矿山法段防排水考虑超前注浆控制排水量,采用可维护排水系统;海域复杂地质段(包括风化深槽、富水砂层、硬岩及软硬不均地层、孤石发育等)采取针对性设计措施;隧道结构的耐久性设计与承载力极限设计并重对待,考虑预留补强空间;隧道防灾采用分段纵向通风排烟模式,设置岸边通风竖井和土建排烟风道。研究成果可为区间方案决策提供技术支持,并为类似工程实施提供借鉴。     

龙潭特长公路隧道营运通风设计探讨

隧道营运通风设计是特长公路隧道设计的重点和难点。结合宜昌至恩施公路龙潭特长隧道的工程实际，综合考虑通风、防灾救援和施工组织等因素。经技术经济比选，确定技术相对可靠、较为经济的营运通风方式。     

秦岭终南山特长公路隧道设计特点

简要介绍秦岭终南山公路隧道在设计上解决特长隧道所遇到的一些难题和困难的想法和理念,把选线、利用铁路隧道、通风、防灾救援、照明供配电、环保、监控、科学咨询等方面的设计特色和特点提供给同行们,以供借鉴和参考。