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    Statistics of China′s Railway Tunnels by the End of 2024 and Overview of Tunnels of New Projects in 2024(截至2024年底中国铁路隧道情况统计及2024年新开通项目隧道情况介绍)
    巩江峰, 王伟, 黎旭, 何卫, 袁溢, 王芳, 杨昌贤, 丁祥, 韩贺, 李力, 曹勇
    隧道建设    2025, 45 (3): 636-653.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.03.019
    摘要1131)      PDF (5122KB)(1574)   
    对截至2024年底中国铁路隧道、高速铁路隧道、特长铁路隧道情况进行统计。 结果显示,截至2024年底,中国铁路营业里程达到16.2km,其中,投入运营的铁路隧道18 997座,总长24 246 km2024年新增开通运营线路铁路隧道424座,总长738 km;在建铁路隧道2 521座,总长约6 905 km;规划铁路隧道5 634座,总长约13 742 km。中国已投入运营的高速铁路总长超过4.8km,共建成高速铁路隧道4 917座,总长8 279 km,其中,长度大于10 km的特长隧道120座,长约1 536 km 2024年新增运营有隧道工程项目的高速铁路共12条,总长1 981 km,共有隧道356座,长约544 km;在建高速铁路共58条,总长9 866 km,共有隧道1 412座,长约3 509 km;规划高速铁路项目中含隧道2 057座,长约4 843 km。中国投入运营的特长铁路隧道共296座,长约4 007 km,其中,长度20 km以上的特长铁路隧道14座,长约335 km2024年新增运营特长铁路隧道10座,长约138 km;在建特长铁路隧道163座,长约2 504 km;规划特长铁路隧道259座,长约3 633 km。最后,对2024年新开通的重点项目佛莞城际铁路、成兰铁路、兰张三四线铁路和池黄铁路隧道的概况及特点进行介绍,并总结其技术经验。佛莞城际铁路通过地质选线,管片采用“双掺”技术、设置分布式凹凸榫等措施,有效降低了隧道施工安全风险;成兰铁路德胜隧道制定了大变形综合防治体系,并研发了双线合修隧道洞内救援站,提升了隧道变形防控和疏散救援能力;兰张三四线铁路借鉴既有施工经验,通过减灾选线和综合利用既有辅助坑道,显著降低了施工及运营期间的安全风险;池黄铁路隧道成功应用掌子面围岩质量分析技术,保障了隧道施工安全。中国在复杂环境下的大直径盾构隧道建造技术日趋成熟,应对复杂地质条件的隧道设计施工水平进一步提高,钻爆法隧道全工序机械化水平得到有效提升。
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    Current Status and Development Trends of Urban Utility Tunnel Construction in China(我国城市地下综合管廊建设现状与发展趋势)
    陈志龙, 张智峰, 王海丰
    隧道建设    2025, 45 (9): 1615-1626.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.09.001
    摘要1098)      PDF (3106KB)(285)   
    首先,对我国城市地下综合管廊建设长度进行统计,截至2024年底,全国竣工长度突破10 000 km,形成全球规模最大的综合管廊网络,整体建设呈现增速放缓、转向质量提升的趋势,区域发展呈现东部领先、西部加速的均衡化趋势。然后,对我国综合管廊政策体系发展进行梳理分析,综合管廊政策体系逐步完善,涵盖规划编制、技术标准、投融资机制、入廊收费等多个方面,推动综合管廊从试点探索走向高质量发展; 并结合综合管廊建设情况与政策体系,总结我国城市地下综合管廊发展历经“萌芽探索—规模扩张—质效并重”3个阶段。最后,提出我国城市地下综合管廊发展面临的挑战及趋势预测,东西部梯度差(西部增速最快,但存量仍未超过东部)、重建设轻运营(竣工量大、入廊率低)、资金缺口持续扩大等问题仍需解决,以促进综合管廊的可持续发展,未来需聚焦智慧化升级及区域协同,以提升经济效益和社会效益。以“阶段演进-政策响应-空间重构”为主线,系统解析综合管廊建设现状与发展趋势,为城市地下综合管廊的法治化提供科学支撑; 提出多种可推广的运营模式等针对性对策,构建东部智能化示范与其他区域规模化加速的协同路径,为我国成为全球地下空间低碳韧性基建的标杆引领者贡献创新思路。
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    2025年第9期四封
    隧道建设    2025, 45 (9): 1606-1608.  
    摘要900)      PDF (21644KB)(65)   
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    一岛两侧站与单岛站十字换乘方案设计研究
    姚显贵
    隧道建设    2024, 44 (5): 1068-1076.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.05.014
    摘要761)      PDF (6417KB)(93)   
    为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换乘路径等方式,使上下车乘客流线分离、换乘客流单向循环,最大程度减少客流交叉、加大缓冲区域,有效缓解换乘便捷与拥堵的矛盾;同时,借助客流仿真进行优化设计,达到大客流车站换乘的最佳效果;针对常规十字换乘站地下空间压抑、视线不通透的问题,在节点区域采用组合结构,实现大跨度、大层高设计,改善空间尺度和乘客舒适性。在节点区域采用小埋深、大空间,是在提高换乘功能、空间效果的基础上节约投资的有效途径。在十字路口下方的节点区采用盖挖逆作法,可提高深基坑的安全性,显著减小工程建设对道路交通、市政管线等外部环境的影响,并可节约大量混凝土支撑等临时结构,是一种安全、环保的建造方法。研究和实践表明: 针对城市核心区的两线十字交叉大客流换乘站,综合利用一岛两侧站台、组合结构、盖挖逆作法等方法,可以达到车站设计综合效果最优的目的。
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    Autonomous Driving Technology for Shield and Its Application(盾构自主驾驶技术及应用)
    吴惠明, 周文波, 王伊
    隧道建设    2024, 44 (11): 2107-2118.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.11.001
    摘要611)      PDF (11047KB)(337)   
    盾构掘进机自动化程度高,但不具备对施工环境的自适应性,其高质量掘进依赖经验丰富的技术人员操控。为降低施工决策的人为因素影响,从盾构施工掘进自动化控制着手,基于互联网、大数据以及人工智能等新一代信息技术,提出施工环境自适应的盾构自主驾驶控制体系,从目标规划、施工决策到控制执行、感知反馈实现盾构的高度自主驾驶。基于控制体系设计并开发盾构自主驾驶系统,系统采用姿态、沉降和掘进3个智能控制单元和施工异常诊断单元实现盾构驾驶层级化控制,通过协同调节盾构姿态、同步注浆和推进速度等关键参数,最终实现盾构沿隧道设计轴线的微扰动自动掘进与长距离精准前行。上海机场联络线工程应用表明: 1)盾构自主驾驶系统累计自主驾驶里程达4 km以上,其中超88%的自主掘进环在水平和高程的姿态偏差控制在±30 mm内,隧道施工质量相比人工控制提升30% 2)搭载盾构自主驾驶系统的盾构最大单月掘进距离达829.8 m,有效提升了盾构法隧道的施工产能。
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    甬舟铁路金塘海底隧道衬砌结构设计与研究
    毛升, 焦齐柱, 肖明清, 刘岩
    隧道建设    2024, 44 (12): 2510-2520.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.12.018
    摘要611)      PDF (6495KB)(225)   
    为经济合理地解决甬舟铁路金塘海底隧道盾构段衬砌选型难题,结合隧道盾构段超高水压、超长距离、复杂海域环境及防灾疏散救援难度大等特点,围绕结构横断面受力变形分析和隧址海域条件特殊工况分析、衬砌纵向地震响应及风险处置等方面进行单双层衬砌比选研究,论述设置双层衬砌的必要性、可行性及经济性。其中,为实现全环叠合式双层衬砌,从有效净空面积和轨下结构型式等方面对双层衬砌结构断面进行优化。研究结果表明: 1)静力荷载工况下,双层衬砌方案结构变形相对较小,对轨道平顺性更有利,但总体上和单层衬砌方案差别不大; 进一步考虑海域段复杂的建设环境,从长久安全考虑,宜预留二次衬砌空间。2)纵向地震工况下,叠合式衬砌结构二次衬砌与管片连接性能较强并共同承载,能够显著降低管片峰值变形和应力,土层段拱顶最大降幅为20.58%,并通过减震措施解决二次衬砌易受拉损伤的不足。3)通过R=P×C定级法的风险评价方法进行分析,发现降低风险的投入(3.42亿元)要低于风险损失费期望值(3.47亿元),最终推荐采用双层衬砌方案。4)将轨面以上有效净空面积优化为83.79 m2,经数值计算,车体表面最大压力变化幅值和车内瞬变压力均满足相关规范要求; 相比净空面积不小于90 m2的直径14.6 m双层衬砌断面,横断面直径减小4.3%5)依据防灾救援净空要求和断面气动效应研究结论,通过优化轨下结构型式,叠合式双层衬砌圆周范围为90.70%,基本实现全环叠合式双层衬砌,相较于直径14.3 m、全环30 cm现浇二次衬砌断面,横断面直径减小2.1%
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    隧道工程数字孪生技术的发展现状与展望
    张麟, 盛振华, 谌睿彦, 庞元凯, 胡正, 杨仲轩
    隧道建设    2024, 44 (S2): 23-35.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.003
    摘要606)      PDF (4998KB)(86)   
    对近年来我国隧道工程数字孪生技术的发展现状进行了系统研究,首先对数字孪生技术的概念、要素、优势进行系统阐述,再针对我国隧道工程数字孪生技术的发展与研究现状进行分析。数据获取及处理、数字孪生建模和连接交互技术作为隧道工程数字孪生关键技术被详细介绍。总结了数字孪生技术在隧道工程设计、施工和运维三阶段中的一些应用场景,并结合近年来一些智慧隧道工程应用数字孪生技术的案例进行了归纳,如深中通道隧道,江苏省太湖隧道、贵州大娄山隧道等。此外,还对隧道全生命周期数字孪生模型的数据特征与数字孪生模型的标准提出了一些见解。目前,隧道行业数字孪生研究还处于起步阶段。尽管隧道工程数字孪生关键技术体系日趋完善,全生命周期应用范围不断扩展,但还面临着数据获取及融合难度大、模型构建及演化复杂、仿真分析与决策支持能力有待提高、缺乏统一应用规范等挑战。针对这些挑战,新型感知与计算技术、智能化技术融合等是今后进一步研究的方向。
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    基于机器视觉的管片自动拼装粗定位方法
    柳献, 胡秋斌, 毛仁利, 庄欠伟
    隧道建设    2025, 45 (9): 1627-1639.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.09.002
    摘要603)      PDF (6213KB)(120)   
    拼装管片时需先将管片运送到待拼装位置,然后再局部微调管片位置和姿态,使其与相邻管片对齐。为准确获取管片的待拼装位置和姿态,提出一种快速识别已拼环管片位姿并预测待拼环管片拼装位姿的方法。首先,用面结构光相机获取已拼环管片纵缝点云,并利用两阶段手眼标定方法将其转换至拼装机器人的基坐标系下; 然后,基于管片点云进行纵缝分割、环缝检测,推算已拼环管片坐标和姿态,并根据待拼环管片排版位置关系推导出待拼环所有管片的预拼装位置和姿态。为验证该算法的有效性,在现场搭建管片自动拼装试验平台,利用该平台开展管片自动拼装试验。试验结果表明: 1)设计的基于密度聚类和SVM(支持向量机)的纵缝分割方法可有效将点云按管片分块; 2)提出的管片拼装定位方法定位误差较小,3个方向的坐标误差均在12.3 mm内,满足工程中管片拼装粗定位要求,可为管片位置和姿态的精细调整提供较为可靠的初始位置。
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    Open TBM Tunnel Intelligent Construction Technology(敞开式TBM隧道智能施工技术研究)
    刘永胜, 陈桥, 张合沛, 李叔敖, 林春刚, 尹龙, 李梦雨
    隧道建设    2025, 45 (4): 816-833.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.04.015
    摘要591)      PDF (41557KB)(132)   
    为充分发挥敞开式TBM机械化、信息化的优势,推动隧道建造技术向智能化发展升级,探索传感技术,自动控制技术,大数据技术,深度学习、机器视觉等新一代人工智能技术与TBM掘进、调向、换步、仰拱块拼装、物料运输和运行状态保障等关键作业工序的深度融合应用。主要研究内容及结论如下: 1)开发TBM关键掘进参数预测算法,参数预测准确率达到90%以上,基于机器视觉驱动的TBM智能换步控制算法的图像分割准确率达到95%,撑靴定位误差为±5 mm2)研发仰拱块自动定位系统,实现仰拱块拼装过程中空间位置及偏差量实时感知,高程定位偏差不超过±3 mm,水平定位偏差不超过±10 mm,每个作业班减少测量员1名。3)研发TBM智能有轨运输系统,实现人机实时定位、道岔自动开闭、障碍自动避让、运输智能规划以及一体化调度指挥,每组机车编组减少调车员1名,综合运输效率提升20%以上。4)开发液压油、齿轮油油品参数变化趋势智能分析预测算法,实时监测油品参数并预测其变化趋势。
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    Key Technologies for Super-Long Highway Tunnels in Very Cold and High-Altitude Regions: A Case Study on Shengli Tunnel Crossing Tianshan Mountain in Xinjiang, China(高寒高海拔超长公路隧道建设关键技术——以天山胜利隧道为例)
    彭文波, 高翔, 刘继国, 郑聪, 蹇宜霖
    隧道建设    2025, 45 (5): 1027-1040.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.05.018
    摘要548)      PDF (21911KB)(390)   
    在建乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道全长22.1 km,是世界最长的高速公路隧道。该隧道自南向北穿越天山山脉,建设面临复杂的工程地质和水文地质条件、恶劣的高寒高海拔环境、高地震烈度及严格的环保要求,且国内外尚无20公里级高速公路隧道建设案例,隧道结构安全和运营安全面对诸多技术难题。结合隧道特征、建设环境及水文地质条件,开展隧道长距离水平定向钻勘探、总体方案比选、压注工法双模式TBM设计、活动性断层抗震设计、防灾救援和健康运维等重大工程方案研究。勘探方面,采用机载三维激光扫描测量、高精度遥感、长距离水平定向钻勘测技术快速精确获取地质参数、缩短勘测周期; 设计方面,采用双行车隧道+服务隧道总体设计方案、压注工法双模式TBM设计方案提升隧道施工运营安全、缩短施工工期,采用活动性断层结构抗震设计方案、洞内消防水池设计方案提升隧道结构韧性; 运维方面,采用隧道智慧防灾救援和健康运维方案、光环境品质提升技术,提高隧道运营安全及品质,实现秒级报警,即时响应,5 min应急值班室人员到达事故现场快速救援。
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    考虑全寿命周期围岩冻结规律的寒区隧道抗冻设计研究
    夏才初, 曹善鹏, 陈维, 郭阔, 李干
    隧道建设    2024, 44 (9): 1736-1743.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.09.002
    摘要531)      PDF (2703KB)(371)   
    为解决寒区隧道全寿命周期内冻害问题,考虑寒区隧道全寿命周期围岩冻结和冻胀敏感性,通过数值分析和理论计算研究寒区隧道围岩冻结的发展规律和冻胀力荷载分布特征,并提出基于冻胀力荷载分级的寒区隧道全寿命周期分段抗冻设计方法。研究表明: 1)全寿命周期内寒区隧道围岩的冻结深度在运行初期迅速增大,然后逐渐保持稳定,围岩冻结深度的发展速度主要与年平均气温和年气温振幅相关; 2)寒区隧道冻胀力荷载随冻结深度的增大而增大,全寿命周期的最大冻胀力荷载沿纵向呈现出显著的非均匀分布特点; 3)采用基于全寿命周期冻胀力荷载分级的分段抗冻设计可避免寒区隧道全寿命周期的冻害风险,同时提高抗冻支护的经济效益。
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    大直径盾构隧道管片错台和姿态线形控制技术研究与探讨
    杜闯东, 杜怡杭, 黄小福
    隧道建设    2024, 44 (7): 1510-1519.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.07.017
    摘要507)      PDF (7523KB)(372)   
    为解决大直径盾构隧道掘进施工中经常出现的管片上浮、错台和线形偏差等难题,对多个大直径盾构工程设备和施工过程进行姿态模拟和现场测试,发现盾构主机经常采用低头或与隧道线形不一致的姿态掘进,管片脱出盾尾后会产生较大的上浮力或水平错动力,造成规律性错台或隧道线形偏差,还会造成管片开裂、破损和渗漏等问题。探究发现: 盾构主机重心偏移、盾尾及后方管片上浮或姿态调整过度是造成管片规律性错台和隧道线形偏差的主要原因。分析认为: 盾构姿态和隧道线形控制除了受地层性状和浮力等客观条件影响外,还主要受盾构设备、管片结构和施工控制3方面影响。在合理优化盾构设备主机自重、重心和注浆系统,强化管片环缝端面结构和抗剪设计的基础上,通过加强盾构姿态拟合、掘进参数管控和注浆工艺创新等措施,可实现大直径盾构隧道管片错台消减或规避、姿态和线形可控。
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    Statistics and Analysis of Underwater Tunnels in China(by the End of 2023)(中国水下隧道数据统计与分析(截至2023年底))

    陈建芹, 冯晓燕, 魏怀
    隧道建设    2024, 44 (4): 826-881.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.04.020
    摘要493)      PDF (19741KB)(766)   
    对截至2023年底中国水下隧道的数据进行统计,截至2023年底中国共修建(含开工未建成)水下隧道(水下段长度L≥100 m)333条。从开工年份、所在省级行政区、穿越水域、施工方法、用途、断面尺寸、水下段长度、设计单位、施工单位、水头高度、最大水深、最小埋深、结构形式、车道数/轨道数等方面对截至2023年底我国建成或开工的水下隧道的情况进行分析。结果如下: 12000年前水下隧道发展较慢,共开建12条水下隧道; 20002023年这24年,水下隧道发展迅猛,开工的水下隧道数量达321条,是2000年前修建的水下隧道总量的近27倍,其中2019年最多(34条),2022年其次(32条); 广东省修建的水下隧道数量最多(74条);穿越长江、黄浦江、珠江的水下隧道数量最多,分别达312825条。2)采用的施工方法主要为盾构法、明挖法、沉管法,采用这3种方法修建的水下隧道占水下隧道总数的93.1%,其中采用盾构法最多,占76.6%3)水下隧道主要用作地铁和市政道路/公路,这2种分别占水下隧道总数的40%38%,合计占78%4)采用盾构法修建的水下隧道,盾构直径d<7 m的隧道数量最多,占水下盾构隧道总数的44%7 m≤d<10 m的隧道占11%10 m≤d<14 m的隧道占24%,d≥14 m的隧道占21%;采用非盾构法修建的水下隧道,断面面积最大的是深中通道沉管隧道,达587.88 m2,断面面积在200 m2≤A<300 m2的水下隧道占比最多,达〖JP235%5)水下段长度在100≤L<500和 1 000≤L<3 000的水下隧道占比较大,均为35%6)水头高度在10 m≤h130 m,最大水深〖JP2〗在10 m≤h220 m、最小埋深在 10 m≤h320 m的水下隧道占比较大。 7)地铁隧道有67%采用单线,市政道路/公路隧道有60%采用双向〖JP36车道,铁路隧道有82%采用双线。水下隧道因其独特优势已成为当今跨越江河湖海的重要选择,并逐步从浅水窄域向深水宽域进军。
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    Data Statistics and Analysis of Large-Diameter Shield Tunnels in China by the End of 2024(截至2024年底我国大直径盾构隧道数据统计与分析)
    罗会如, 冯晓燕, 吴海龙, 魏怀
    隧道建设    2025, 45 (7): 1387-1424.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.07.016
    摘要492)      PDF (14539KB)(515)   
    对截至2024年底我国修建的(包括已竣工的及已开工尚未竣工的)大直径盾构(10 m≤刀盘直径d<14 m)和超大直径盾构(d≥14 m)隧道项目进行统计,结果表明: 截至2024年底我国修建的大直径和超大直径盾构隧道工程共190项。其中: 大直径盾构隧道项目100项,超大直径盾构隧道项目90项。从所在省级行政区、开工年份和盾构始发年份、下穿区域(陆地或水域)、地层条件、盾构刀盘直径、盾构段长度、盾构类型、刀盘结构形式、隧道用途等方面对截至2024年底我国开工建设的大直径盾构隧道情况进行分析,结果显示: 1)大直径和超大直径盾构隧道项目最多的省级行政区前4位是上海市(45项)、广东省(39项)、浙江省(36项)和江苏省(22项),说明大直径和超大直径盾构隧道主要集中于长三角、珠三角。2)2005年之前大直径盾构隧道建设进展缓慢,共开工建设大直径和超大直径盾构隧道项目9项; 2006—2015年共开工建设大直径和超大直径盾构隧道项目40项,属于平稳发展期; 2016—2020年共开工建设大直径和超大直径盾构隧道项目50项,属于蓬勃发展期;2021—2024年开工建设的大直径和超大直径盾构隧道项目数量保持在高位,共91项,平均每年开工建设约23项,属于建设高潮期。3)仅下穿陆地或水域的大直径和超大直径盾构隧道项目分别占比约为39.5%、54.7%,同时下穿陆地和水域的大直径和超大直径盾构隧道项目占比约为5.8%,水下盾构隧道项目相对较多。4)穿越软土地层、复合地层、硬岩地层的大直径和超大直径盾构隧道项目分别为97、86、7项,占比分别约为51.0%、45.3%、3.7%,在硬岩地层修建的盾构隧道项目较少。5)盾构刀盘直径主要分布在11~12 m、14~15 m和15~16 m,占比分别约为25.8%、22.1%、21.0%。目前国内在建的盾构隧道最大刀盘直径为17.50 m。6)盾构段长度为1 000~3 000 m的盾构隧道项目有92项,占比最大,约为48.4%;盾构段长度为3 000~5 000 m的盾构隧道项目有45项,占比次之,约为23.7%; 盾构段长度超过10 000 m的盾构隧道项目有4项。7)采用泥水盾构、土压盾构、双模盾构施工的大直径和超大直径盾构隧道项目分别有169、16、6项(其中扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程采用了土压盾构和双模盾构2种方式施工),说明绝大多数(约89%)大直径盾构隧道采用泥水盾构施工。与此同时,多模盾构也逐步应用于大直径盾构隧道中。8)大直径和超大直径盾构隧道项目盾构刀盘采用普通、常压、网格结构形式的分别有102、90、2项; 大直径盾构主要采用普通刀盘结构形式,超大直径盾构主要采用常压刀盘结构形式。9)在隧道用途方面,大直径盾构隧道主要集中在铁路(含城际/市域铁路)、城市道路、地铁和公路领域,总占比为92%; 超大直径盾构隧道主要集中在城市道路、铁路(含城际/市域铁路)和公路领域,总占比约为95.6%。
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    隧道施工全过程安全管控与智能决策系统及其工程应用
    姜枫, 贺鹏, 王刚, 李为腾, 高永青, 郑程程
    隧道建设    2024, 44 (S2): 266-285.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.027
    摘要485)      PDF (24456KB)(65)   
    为解决隧道施工中地质信息集成欠缺、信息反馈滞后及远程决策困难的问题,采用多技术融合创新的方法,基于大数据、物联网与人工智能技术构建“隧道施工全过程安全管控与智能决策系统(TIS)”。该系统整合地质信息捕捉、动态优化设计、多目标施工组织及全工序过程管控等功能模块,将即时感知、科学决策、主动服务与智能监管集于一体,实现对各类地质数据与先验信息的系统整合。随后将TIS应用于山东临临高速等隧道工程实践,对岩体结构智能解译、围岩等级动态变更、块体垮塌空间展布规律预测、锚杆支护参数靶向优化设计以及变更成本比对分析等方面进行深入探究。研究结果表明,TIS系统成功实现隧道施工全过程的数据集成,能精准预测临灾风险,有效规避施工风险并达成远程管控。通过可视化平台为隧道项目管理人员与一线技术人员提供了直观有效的决策依据,显著提升了隧道施工的安全性与管理效率。
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    Recent Advances in Key Technologies of Shield Tunnel Engineering in China(中国盾构隧道工程关键技术的新进展综述)
    钱七虎, 胡小强, 李树忱, 陈健, 竺维彬
    隧道建设    2024, 44 (5): 897-926.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.05.001
    摘要470)      PDF (31814KB)(1017)   
    从研究背景与思路、机制/ 原理、材料/ 装备、技术论证、试验研究、工程应用等方面介绍中国大直径盾构掘进主轴承事故分析及国产主轴承的自主研发、盾构隧道工程安全高效掘进渣土适配性改良技术及配套材料、盾尾安全保障核心材料研发、盾构隧道新型管片连接技术、城市隧道三模掘进机关键技术等5 个方面关键技术的最新进展情况。认为: 1)自主研制的超大型盾构机用直径8. 01 m 主轴承大型套圈纯净度、大型滚子纯净度、大型套圈疲劳性能、大型滚子硬度均匀性、套圈材料淬透性和淬硬层深度、保持架焊缝疲劳寿命和拉断力均优于进口水平; 构建了真实对数曲线大型滚子设计方法,突破了高精度大型滚子加工技术,处于国际先进水平,高精度加工和装配保证了零件尺寸精度及形位公差均满足设计要求; 通过产品验收、装机应用论证和工程应用,表明应用该大直径主轴承不会产生接触疲劳强度不足和微动引起的疲劳磨损,可用于超大直径盾构隧道工程建设。2)针对黏性、富水砂性和硬岩等复杂地层,以改善岩土环境为核心,研发出了高配向密度的聚合型泡沫剂、高分子抗黏剂、喷涌防止剂和耐磨抑尘剂等环保型系列渣土改良剂,形成了盾构泥饼、喷涌和磨损原位改良主动防控技术,建立了通用地层适配性盾构渣土动态改良技术体系,保障了盾构安全高效掘进。3)针对盾构掘进过程中的盾尾密封失效难题,研发了“黏-稠-流”有机统一的新型盾尾密封油脂,温度敏感性低(黏温系数0. 4)、抗水压能力强(最高抗水压3. 5 MPa),整体性能提高1. 3 倍,为盾尾安全提供了有力保障; 针对盾构同步注浆浆液泌水、离析和地层沉降难题,研发出了同步注浆充填剂,优化了惰性充填浆液配比,30 min 零泌水,实现了壁后惰性充填,保障了管片壁后注浆质量和地层沉降精细化控制。4)新型管片连接技术采用环缝插入+纵缝滑入的连接形式,可以高标准地控制隧道接缝张开量和错台量,管片制作及拼装精度高,可降低接缝防水难度,提升成型隧道的质量,无需设置手孔,无需人工紧固作业,自动化程度高,施工效率高,可节约施工成本及改善洞内拼装作业环境。5)研制出的土压+泥水+TBM 三模掘进机能够满足复杂多变、软硬不均复合地层等几乎所有地层的掘进施工,且可在不停机、不拆装设备的前提下实现掘进模式的快速转换,在TBM 掘进模式下螺旋输送机+泥浆管道可协同排渣,解决了富水硬岩地层掘进排渣难的问题,机械化和智能化程度高,安全可靠,施工效率高,可改善工人作业环境,节省工期和成本。中国盾构隧道建设取得的巨大成就,推动了中国乃至世界盾构隧道技术的发展和进步,但仍时有安全事故发生,需从装备、材料、技术、管理等方面进一步研究和突破。在今后较长的时间内,中国盾构隧道(尤其是大直径盾构隧道)仍将处于高速建设发展期,面临的建设条件将越来越复杂,技术难度和挑战也将越来越大。要实现盾构隧道建设的快速、安全、健康,需处理好盾构隧道技术领域的关键问题,实现盾构隧道关键核心技术的突破。上述关键技术仍需不断完善并加强推广和应用,以促进中国盾构隧道建设向高适应性、高智能、高可靠性、高效益、高质量、高安全性和低能耗方向发展,形成适合于中国“土壤”的盾构隧道新技术。
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    Statistics and Development Analysis of Urban Rail Transit in China in 2024(2024年我国城市轨道交通数据统计与发展分析)
    王福文, 梁帅文, 冯爱军
    隧道建设    2025, 45 (2): 425-434.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.02.018
    摘要424)      PDF (3455KB)(1212)   
    首先,对我国城市轨道交通运营线路及里程进行统计,结果显示: 截至 2024 1231,全国有61个城市开通城市轨道交通线路,运营总里程约为11 949.7 km(若不含电子导向胶轮系统,则有58个城市,运营总里程11 773.5 km),以地铁制式为主,低运量系统呈现多制式发展的局面。然后,对我国城市轨道交通新增建设规划批复情况进行统计,结果表明,国家对城市轨道交通建设继续持审慎态度。最后,分析我国城市轨道交通行业发展特点,认为: 1)更注重网络融合、既有线更新改造和低碳建设; 2)贯彻落实新质生产力的理念,以便捷、高效、安全、绿色、经济为技术发展指导原则; 3)因地制宜开展低运量轨道交通规划建设,提高投资效益; 4)推动轨道交通与低空经济融合发展,近期主要体现在利用无人机承担巡检巡查任务。
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    隧道穿越煤矿采空区帷幕注浆圈堵瓦斯技术——以华蓥山隧道工程为例
    刘磊, 郝生炜, 黄飞, 罗太友, 罗亚飞, 钟小凤, 龙其毕, 谭钢
    隧道建设    2025, 45 (5): 992-1000.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.05.014
    摘要424)      PDF (7737KB)(1262)   
    为解决公路隧道穿越煤矿采空区面临的采空区瓦斯涌出难题,依托华蓥山隧道正穿高顶山煤矿采空区工程,剖析瓦斯来源、涌出规律及潜在风险,提出采用超前帷幕注浆圈堵瓦斯技术方案并进行优化设计,并对帷幕注浆的瓦斯封堵效果进行检验。研究结果表明: 1)隧道掌子面连通采空区后,采空区内的瓦斯气体在压差作用下涌入隧道内部,同时邻近采空区和煤岩层不断解吸瓦斯气体对采空区进行补给,导致隧道内部瓦斯体积分数持续升高; 2)帷幕注浆采用全孔一次性注浆工艺和分段前进式注浆工艺,隧道掌子面布置8圈注浆孔,注浆形成4段喇叭状帷幕圈,帷幕注浆填充率达80%,帷幕圈能有效填堵围岩裂隙、固结破碎岩石、隔离瓦斯气体; 3)在应用帷幕注浆圈堵瓦斯技术后,在采空区孔内检测瓦斯体积分数,其最大值由帷幕注浆前的80%降低至注浆后的9.6%。该技术成功应用于华蓥山隧道穿越高顶山煤矿采空区,有效防治了隧道穿越采空区的瓦斯灾害,提高了采空区瓦斯的排放效率。
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    天山胜利隧道敞开式TBM钢管片支护作用效果研究
    李林峰, 谭忠盛, 周振梁, 彭文波
    隧道建设    2024, 44 (5): 984-990.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.05.007
    摘要412)      PDF (4748KB)(219)   
    针对TBM穿越断层破碎带地层洞壁围岩松动掉块严重的问题,依托乌尉天山胜利隧道,采用数值模拟的方法,通过对比研究传统支护方式与新型钢管片支护方式下围岩变形和围岩塑性区情况,研究钢管片支护的作用效果; 同时,为说明不同支护的适用条件,采用现场调研方法开展不同支护方式下施工效率和经济性对比分析。结果表明: 1)断层破碎带地层中,当围岩出露护盾后,变形量与塑性区范围增大,围岩破坏程度加剧,以锚杆和钢拱架为主的传统支护方式无法较好地控制围岩变形和塑性区发展。2)断层破碎带地层中,钢管片支护较传统支护的围岩累计沉降值降低53%,围岩变形收敛快,能更好地控制围岩变形和发展。3)钢管片支护较传统支护的围岩塑性区范围小,其中边墙的最终塑性区缩小44%,且钢管片支护可实现早封闭、及时支护,塑性区均匀,更有利于围岩的稳定。4)一般地层中,传统支护方式的经济性和效率更佳; 断层破碎带地层中,钢管片支护方式可提供安全作业空间,减小钢拱架+喷锚支护作业量,较传统支护经济性和施工效率更佳。
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    大倾角引水斜井TBM关键技术研究及应用
    贾连辉, 孙恒, 张兴彬, 于庆增, 李雷, 宁向可
    隧道建设    2024, 44 (8): 1660-1668.   doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.08.013
    摘要412)      PDF (6043KB)(114)   
    为解决传统抽水蓄能电站大倾角引水斜井施工安全风险高、环境影响大、施工效率低的问题,提出采用大倾角全断面斜井TBM掘进。首先,针对洛宁抽水蓄能电站工程和地质特点,论证采用全断面斜井TBM施工的技术优势,完成洛宁抽水蓄能电站全断面斜井TBM选型; 其次,提出国产首台大倾角全断面斜井TBM关键技术,包括安全防溜及换步工艺、出渣及异常情况处理、整机物料运输、不良地质处理等多项关键技术; 最后,通过实施上述技术,完成洛宁抽水蓄能电站斜井TBM设计制造及应用。实践证明: 1)在抽水蓄能电站引水斜井采用全断面斜井TBM施工切实可行,且具有环境破坏小、绿色低碳等优点; 2)采用敞开式主机并配置双重防溜撑靴适用于大倾角施工,具有安全系数高的特点; 3)从斜井底部到TBM设备尾部采用液压绞车运输,TBM设备尾部至TBM前部采用单轨吊机运输,可满足高频次人员、物料的运输要求。
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