穿江越海超大断面盾构隧道建造技术高端论坛在汕头成功举办

正2020年8月7日,"世界级挑战性工程"汕头海湾隧道双线成功穿越汕头海湾,攻克了海底孤石、基岩、8度地震烈度区等世界级施工难题,掀开了穿江越海隧道建设的新篇章。为总结经验并进一步探讨穿江越海隧道建设面临的挑战,8月22日,穿江越海超大断面盾构隧道建造技术高端论坛在广东汕头成功举办。本次高端论坛由中国土木工程学会隧道及地下工程分会、中信城市开发运营有限责任公司、中国中铁     

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。     

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。     

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。     

国际首例海底岩溶地层大盾构隧道——大连地铁5号线火梭区间贯通

正2021年1月10日,由中铁一局集团有限公司承建的国际首例岩溶地层大盾构隧道、我国最长距离硬岩掘进大盾构隧道、地铁领域最大直径海底隧道——大连地铁5号线火车站站—梭鱼湾南站(火梭区间)海底隧道实现安全贯通,这标志着我国圆满攻克大盾构下穿海域岩溶地质这一"世界性难题",为全球"穿江越海"隧道中海底岩溶地层、长距离硬岩大盾构施工积累了成功经验。     

跨江越海大断面暗挖隧道修建关键技术与应用获国家科技进步奖

<正>2017年1月9日,国家科技奖励大会在京召开。中铁隧道集团有限公司、中铁隧道股份有限公司、北京交通大学、招商局重庆交通科研设计院有限公司等7个单位共同完成的《跨江越海大断面暗挖隧道修建关键技术与应用》课题荣获2016年度国家科技进步奖二等奖。该项目为交通运输领域隧道工程建设解决了跨江越海大断面暗挖隧道的重大技术难题,创新构建了3大技术体系:1)构建了跨江越海隧道设计理论与方法;2)创建了跨江越海大断面隧道防突水施工技术体     

“新KM21TM”——实现山岭隧道完全机械化施工

正日本熊谷组于2018年4月10日发布消息称,该公司与JIMT公司联合开发了一项山岭隧道完全机械化技术——"新KM21TM"。该工法可实现1台TBM在大埋深、大覆土、各种围岩条件下的完全机械化隧道施工,是一种保持以最优掘进结构和支护进行施工的新型工法。1开发背景由于山岭隧道施工相当依赖人工作业,存在作业人员不足和易发生开挖面事故等潜在问题,因此对于机械化施工需求迫     

高地应力软岩大变形隧道关键技术研究

随着我国交通建设的快速发展,山岭隧道建设中高地应力软岩不良地质情况屡屡发生。高地应力软岩隧道变形大、处理风险高、工期时间长,有效预防和控制隧道大变形成为目前隧道建设中亟需解决的问题。对高地应力软岩隧道特点进行总结,揭示高地应力条件下隧道大变形产生机理及影响因素,研究高地应力软岩地质条件下变形控制技术,并在实际工程中得到成功应用。研究结果对高应力软岩条件下隧道施工具有重要指导和借鉴意义。     

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。     

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。     

我国自主设计制造的最大直径泥水平衡盾构在郑州下线 开挖直径15.03 m

正2017年10月26日,直径达15.03 m的泥水平衡盾构在郑州中铁工程装备集团有限公司正式下线,设备将应用于汕头海湾隧道项目,这是迄今为止我国自主设计制造的最大直径的泥水平衡盾构,它的成功下线打破了国外品牌多年来一统全球超大直径盾构的局面,这标志着中国盾构的设计制造迈向高端化,正在全面抢占世界掘进机技术制高点。超大直径泥水平衡盾构具有对周边环境影响小、工厂化作业程度高、地面沉降控制精度高和安全快速的特点,在我国一系列的跨江越海隧道施工中有着独特优势,是"中国制造2025"规划中重点发展的高端装备。此前,超大直径泥水平衡盾构的核心技术一     

我国大直径盾构隧道数据统计及综合技术现状与展望

通过对国内大直径盾构隧道进行统计可知,截至2021 年底,国内开工修建的大直径盾构隧道工程共65 项,超大直径盾构隧道工程59 项。同时,对国内大直径盾构隧道在勘察规划、工程设计、装备制造、规范、材料和施工技术管理等方面的综合技术现状调查分析。总结目前大直径盾构隧道面临的主要问题,包括隧道设计标准不统一、盾构装备关键部件国产化需突破、再制造产业化存在困难、大直径盾构隧道的关键技术及施工技术管理水平仍需提高等。针对面临的问题提出建议,指出今后大直径盾构隧道设计和盾构装备应尽可能遵循标准化的原则,向着标准统一、施工安全、高效率、高质量、高智能方向发展,以期为推动我国大直径盾构隧道综合技术走向成熟起到积极作用。     

我国交通隧道技术进步及前沿科学问题

为评估《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》实施情况，系统梳理了近14年来我国交通隧道在工程勘察、结构设计、施工技术与装备、通风与照明、运营养护和环保建设等方面取得的主要技术进步与创新。对未来隧道行业的技术发展作出展望，提出复杂条件超长隧道、跨海隧道修建技术、城市地下道路网建设与运维技术、隧道绿色可再生能源互补式综合利用技术、隧道病害智能诊断与快速修复技术、超长复杂隧道与地下工程智慧防灾技术等方面面临的新需求和新挑战。     

琼州海峡隧道超大直径盾构新技术展望

为适应跨江越海隧道工程建设不断发展的需要,盾构正在向超大直径、超长距离、超大埋深方向发展。以琼州海峡隧道为工程背景,结合其超大埋深、超高水压、超大断面、特长距离及地质复杂多变等特点,在详细分析国内外大埋深超大直径盾构技术发展的基础上,对琼州海峡隧道等类似大埋深超大直径盾构工程所面临的超大直径盾构设计制造、盾构特长距离掘进、超高水压条件下盾构密封及特长隧道水下对接等技术挑战进行了论述,并对预期可望获得的大埋深超高水压条件下的超大直径盾构总体设计及集成技术、高效破岩及长寿命刀盘刀具优化设计技术、盾构防水密封设计与制造技术、常压换刀装置设计技术、特长距离掘进地中对接施工装备技术等盾构新技术进行了展望。     

论跨江越海建设隧道的技术优势与问题

为商榷在以往规划跨江越海工程时对修建隧道方案有些场合只是作为修建桥梁方案的一种备选方案的观念,文中论证了修建水下隧道在技术、方法、经济等方面的优势、特色及其存在的问题与不足,使业界可较为全面而客观地认识水下隧道在跨江越海工程中的地位。通过列举国内若干典型的已建、在建和正在进行方案研讨的水下隧道工程,从理论和实践经验出发提出了适合建桥、建隧以及桥隧结合方案有关的江床地形地貌、工程地质、水文地质和当地实际条件,对修建桥梁和修建水下隧道方案进行了比较,分析了二者的优缺点、适用场合和局限性;通过列举水下高速铁路、公路隧道的典型范例,总结了适合修建水下隧道的有利条件,并对水下隧道施工和运营过程中出现的诸多困难和问题进行了分析讨论。认为： 在规划跨江越海工程时,应综合当地的自然、生态、地质、水文、河工、港口、航道和航运等诸相关条件,通过多方案比较,更加客观地妥慎优选适合各具体工程的最佳方案;水下建隧的优缺点共存,水下隧道有其独特的技术、经济优越性,事实上现已被越来越多的跨江越海工程所采用。     

山岭隧道软弱围岩工程地质特性及施工对策

如何在软弱围岩地质条件下安全快速地修建长大隧道是当前隧道工程界面临的重要课题之一,尤其是当隧道穿越高地应力软弱围岩时,常常形成大变形等地质灾害,严重影响施工安全和进度。通过对软弱围岩工程地质特性、软岩隧道变形机制及变形控制基本理念进行分析,并结合相关工程实例提出软岩隧道支护结构安全稳定性评判标准及施工应采取的相应对策。认为:1)软弱围岩隧道由于支护参数、施工方法选择不当,支护结构强度和刚度不足以抵抗较高的围岩压力时,往往会出现结构大变形和破坏;2)软岩地段初期支护承受施工期间全部荷载,二次衬砌需承受后期围岩流变产生的荷载,软岩隧道衬砌应通过增设钢筋、加大厚度等方式增加结构强度;3)超前支护与加固技术可提高围岩的自承能力并减小作用在支护结构上的荷载,且应当成为当前软弱围岩隧道施工技术研究的发展方向;4)在高地应力山岭隧道方面,应进一步开展施工阶段地应力测试,以利于针对性地选择施工方法和支护参数。     

高地应力软岩隧道大变形机理及控制对策研究综述

高地应力深埋软弱围岩隧道在施工过程中常常会发生大变形地质灾害,针对这一工程难题,为了进一步开展软弱围岩隧道的大变形机理研究,检索了近几年来国内外专家学者所著的相关文献与书籍,分析了有关隧道大变形最新的研究现状与进展,总结了目前软弱围岩隧道大变形控制技术的主要方法与手段,明确了该课题未来研究的发展方向与趋势,对系统开展高地应力深埋软弱围岩隧道施工过程大变形机理和施工力学特性研究,积极探索控制围岩大变形的新思路、新方法有着一定的工程实际意义。     

《隧道建设(中英文)》创刊40周年系列活动之隧道与地下工程摄影大赛

正1981—2021年,《隧道建设》从创刊到发展成为中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE核心学术期刊,被中国科学引文数据库(CSCD)、世界期刊影响力指数(WJCI)报告(2020科技版)、美国EBSCO、《日本科学技术振兴机构》数据库、俄罗斯《文摘杂志》等收录,目前已成为我国隧道及地下工程领域最具影响力的中英文科技期刊。《隧道建设(中英文)》的发展见证并记录了中国隧道及地下工程建设40年的蓬勃发展历程。40年来,穿山、入地、越海,一代代隧道人不畏艰难险阻,用智慧和汗水攻坚克难,建造了一个又一个世界级工程,不断刷新隧道及地下工程建设的纪录。这些建设成就的取得,标志着中国的隧道及地下工程修建技术有了突飞猛进的发展,在某些方面甚至已经国际领先。     

论隧道工程的环境问题及其对策

在分析隧道及地下工程的环保优势及其对环境的破坏作用(水土流失、地表沉陷、爆破振动、"三废"危害等)的基础上,着重提出减少隧道工程对环境的不利影响的对策:1)从长计议,合理加大工程投入,适当提高设计与施工标准;2)设计、施工要查明水环境,保护水资源,重视地质预探预报工作;3)正确认识"长隧短打";4)较大幅度地提高隧道及地下工程施工机械和专业化水平;5)做到"达标排放",强调工程材料无公害;6)防灾、救援设施和管理制度必须完备。希望有关方面进一步重视隧道及地下工程的环境问题,力争做到积极开发、合理利用、精心构筑、科学运管。     

我国寒区山岭交通隧道防冻技术综述与研究展望

首先,回顾我国不同时期典型寒区山岭交通隧道的气象条件、建设与运营期冻害现象及防治技术,展现我国寒区山岭交通隧道防冻技术的发展历程;其次,梳理寒区山岭交通隧道冻害发生的影响因素,从现场测试和耦合理论研究2个方面总结目前国内寒区山岭交通隧道温度场时空分布规律研究现状,分析列车活塞风和自然风对寒区铁路隧道温度场的不同影响,得出寒区铁路隧道温度场的分布规律;然后,从微观、细观和宏观层面深入论述土体、岩体和混凝土在水冰相变和水分渗透、迁移条件下发生的冻害损伤机制及研究现状,得出冻害防治应遵循减少地下水和控制洞内温度场2大技术原则和采取主动与被动2类冻害防治措施的结论;最后,展望我国寒区山岭交通隧道防冻技术在温度场规律、冻害机制、短周期冻融、防冻材料和清洁能源利用研究等方面的发展方向。