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现代隧道技术
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现代隧道技术
2021年 58卷 3期
刊出日期：2021-06-25
研究与探讨
特约稿
分析与计算
施工技术
试验与监测
特约稿
1
严金秀 1,2
国际隧道和地下空间协会（ITA)——促进全球隧道和地下空间更好发展
国际隧道和地下空间协会（International Tunnel?ling and Underground Space Association，简称 ITA）成立于1974年，总部位于瑞士日内瓦，目前有78个会员国。自1987年开始，ITA成为联合国社会和经济理事会认可的具有咨询资格的国际组织。目前，ITA设有4个委员会、1个青年团组和15个正在开展活动的工作组。除组织国际培训、国际研讨会以及支持各会员国学术活动外，ITA 还每年组织召开会员 国 大 会（General Assembly）、世 界 隧 道 大 会（WTC）、ITA 隧道和地下空间奖评选（ITA Tunnel?ling and Underground Space Awards）及会议，并出版各种指南和研究报告
2021 Vol. 58 (3): 1-5 [
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6
竺维彬 1，2 钟长平 3 米晋生 1 黄威然 4
超大直径复合式盾构施工技术挑战和展望
文章遵循“地质是基础、盾构是关键、人（技术和管理）是根本”的盾构工程技术决策理念，通过对超大直径盾构在花岗岩、灰岩、碎屑岩三大典型岩类为基础的复合地层中的勘察设计、盾构选型及配置、施工过程中存在的风险进行分析，提出了针对性的解决措施，阐述了超大直径复合式盾构施工技术现状和挑战，并对我国超大直径复合式盾构未来的发展进行了展望，具有重要的引领作用和指导意义。
2021 Vol. 58 (3): 6-16 [
摘要
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研究与探讨
17
马时强
解决隧道工程重大问题的辩证思考
隧道工程最为突出的特点是修建于地下，并赋存于一定的地质环境中。而隧道工程的成功修建必然打破原有地质环境的平衡，并最终建立新的平衡。过程中必然面临一些重大问题，例如：围岩稳定性问题，地下水问题，开挖方法与支护形式的选择等问题。将解决这些重大问题的理念进行抽象，并在唯物辩证法的对立统一层面根据具体问题具体分析的原则探讨问题的解决途径，提升了处理这些重大问题的智慧与艺术，以便将其更好地运用到具体工程中实践中进行检验。
2021 Vol. 58 (3): 17-22 [
摘要
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23
张 杰 1 李 玮 1 李立民 2 万继伟 3 丁卫华 4 贾 超 1
引汉济渭输水隧洞围岩构造特征对工程地质的影响
引汉济渭输水隧洞横穿秦岭山脉，是影响和控制引汉济渭整体工程进度的关键区段。而秦岭造山带复杂的岩性和构造特征对输水隧洞的施工和维护影响巨大。对输水隧洞围岩的变形构造特征进行深入的地质分析，可以为工程建设提供重要的地质依据。在野外地质工作基础上，文章结合对典型岩石样品薄片的镜下观察以及岩石力学试验，获取了南秦岭段围岩构造数据及力学特性数据。根据围岩宏观与微观构造特征可将南秦岭段划分为四个岩性区段：高角闪岩相片麻岩段、低角闪岩相变质岩段、浅变质岩段和花岗岩段。对围岩工程特性影响制约的变形构造进一步可划分为两类：其一为发育脆性变形的围岩，受中新生代以来陆内构造演化阶段的影响，脆性变形极为发育，对工程施工的影响最为直观明显；另一类为具软弱结构面的围岩，软弱结构面的发育使整个岩体的力学特性具有显著的各向异性，而软弱结构面的倾向与主应力方向的关系制约着围岩力学性质。
2021 Vol. 58 (3): 23-32 [
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33
韩兴博 1，2 赵伟封 1
火灾下衬砌开裂形式与范围研究
隧道火灾对人员生命产生威胁的同时也会对隧道结构安全产生影响。首先，根据火灾时的实际情况建立了地铁区间隧道火灾烟气三维温度场。其次，考虑隧道壁面与高温烟气的热对流、热传导、衬砌材料传热性能的非线性以及衬砌混凝土爆裂建立了火灾时衬砌温度场求解的基本方程与求解方法，对比试验结果验证了所提方法的准确性。再次，结合求解得到的三维温度场，考虑衬砌材料热力学性能为温度的非线性函数，使用有限单元法对火灾时衬砌内部应力进行了求解。最后，按照弹性失效准测以及三轴受力情况，对衬砌破坏的形态及范围进行了分析。研究发现：衬砌破坏主要由内侧混凝土压碎引起；受火7 200 s后，沿行车方向16 m，厚度方向12 cm，拱顶向下112°范围内衬砌受压超过其抗压强度；管片主筋处，1 800 s内其受力均小于其强度；管片破坏形态主要为片状劈裂；螺栓在火灾后期会出现抗剪强度不足，主要范围分布在对拱顶向两侧37°范围内。
2021 Vol. 58 (3): 33-42 [
摘要
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670
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43
高 磊 鲍学英 李爱春
基于DSR-云模型的高地温隧道施工安全评价
文章针对高地温隧道施工安全建立一个合理、有效的评价体系，并进行综合评价，首先，运用DSR模型建立环境驱动力-监控量测状态-措施响应的评价指标体系；其次，利用变权理论确定指标权重；再次，通过云模型理论得到综合云模型数字特征值并生成云图，并结合所计算的最大隶属度确定评价等级；最后，将此评价方法运用于工程实例中加以验证。该工程实例所得结果显示其安全状态为中略偏较差，并筛选出了导致其安全等级下降的指标。结果表明：采用DSR模型所建立的指标体系全面且具有针对性；变权理论使得指标权重客观且符合实际；运用云模型化解了评价过程中定性概念模糊、随机的特性，使得评价结果更加合理有效。
2021 Vol. 58 (3): 43-51 [
摘要
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52
邓海明 1 杨 曦 2 李志山 3 雷红仙 4 唐 侃 1 范明外 2 张寒韬 2 黄 萍 4
一种基于半空间扫描测量模式的隧道坍腔地质雷达三维成像技术
地质雷达作为一种高效、无损的地球物理探测手段，被广泛应用于隧道地质灾害尤其是隧道坍腔的探测中。由于受环境条件的制约，目前隧道中地质雷达探测方式多以二维反射剖面为主，存在空间探测范围局限性较大的问题。为了在尽量不增加工作量、不降低数据采集效率的前提下，尽可能的提高地质雷达的空间探测范围，文章提出了一种基于半空间扫描测量的探测模式，通过对三维数据体的反演实现了隧道掌子面半空间区域30 m范围内的全方位3D成像。通过基于CPML吸收边界条件的三维FDTD数值模拟分析以及对接收信号的频谱分析，验证了该方法的有效性。将该方法应用于河北省荣成—乌海高速公路营尔岭隧道右洞坍腔检测中，成功探测到里程K103+607～K103+567区域内隧道顶部的坍腔危害。此外，将三维地质雷达探测结论与三维地震地质超前预报结果进行交叉验证，吻合效果良好。
2021 Vol. 58 (3): 52-59 [
摘要
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496
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60
何理礼
FLAC3D中锚杆拉剪断裂的实现与应用
隧道围岩大变形容易导致锚杆产生拉伸、剪切以及拉剪复合断裂。鉴于此，文章基于FLAC3D软件，对PILE结构单元的力学行为进行了修正，并通过二次开发FISH语言建立PILE单元断裂模拟数值模型；在此基础上，对层状岩体锚固系统中锚杆的断裂失效力学行为进行了分析。结果表明：（1）修正PILE单元得到的计算结果与室内试验结果吻合较好，且能较好地反映锚杆拉伸、剪切以及拉剪断裂力学特征；（2）层状岩体中锚杆断裂时，拉伸断裂锚杆在断裂前所承受的最大拉力达到其极限抗拉值；拉剪断裂锚杆在断裂前，其拉力及剪力最大值均小于相应的极限抗拉、抗剪值；（3）对于拉剪断裂锚杆而言，不考虑锚杆的剪切断裂会夸大锚杆的支护效果；对于拉伸断裂锚杆而言，不考虑锚杆的剪切断裂对锚杆支护效果的影响较小。
2021 Vol. 58 (3): 60-69 [
摘要
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70
张晓坚 1 梁 波 1，2 钟升明 1,3
环境因素对公路隧道洞外亮度L20(S)值的影响研究
洞外亮度L20(S)作为公路隧道入口段照明的基本参数，影响着过渡段的照明设计，其值受到多种因素的共同作用。洞外亮度测量影响因素较多，文章从洞外天空率、洞门型式以及洞外路面面层颜色等3种因素进行分析，开展各因素对洞外亮度L20(S)值的影响研究。调研重庆主城范围内的相应公路隧道，并选择符合要求的隧道为研究对象，结合理论分析与现场测试验证，得出各个指标参数对隧道洞外亮度L20(S)的影响规律，提出基于现场亮度测试方法的公路隧道洞外亮度指标。研究结果表明：（1）秋冬季节的洞外亮度L20(S)推荐值至少为实际测试亮度值的1倍及以上；（2）路面亮度值与RGB值所呈现规律一致；（3）端墙式洞门的洞外亮度小于削竹式洞门。
2021 Vol. 58 (3): 70-78 [
摘要
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分析与计算
79
张长安 1 亓祥成 2
圆形隧道球孔注浆压力的广义SMP强度准则解答
采用合理考虑土体强度中间主应力效应的广义SMP强度准则，对球形孔的挤压注浆过程进行理论分析，建立了圆形隧道注浆压力的广义SMP强度准则解答，并与文献实测值进行对比验证，同时结合文献已有的MC强度准则解答，分析土体强度参数对注浆压力的影响特性。结果表明：文章基于广义SMP强度准则的注浆压力高于文献的MC强度准则解答，更有利于工程中球形孔注浆压力的实际范围设定；土体强度参数对注浆压力的影响显著，且粘聚力较内摩擦角的影响更为明显。
2021 Vol. 58 (3): 79-83 [
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84
姚玉相 1 李 盛 1 马 莉 1 王长丹 2 左 迪 3
高填黄土明洞卸载结构土拱效应离散元分析
采用细观颗粒流软件PFC2D建立明洞卸载数值模型，从竖向土压力、颗粒竖向位移、颗粒间接触力链、孔隙率等细观层面研究了不同减载措施对土拱效应的影响，同时，以工况Y7（EPS板+土工格栅+混凝土柱）为基准，考虑不同密度、厚度EPS板进行参数化分析。研究结果表明：洞顶上方设置减载措施可有效减小洞顶土压力，不同减载措施的减载效果由强到弱依次为：EPS板+土工格栅+混凝土柱>EPS板+土工格栅>EPS板>低压实土+土工格栅+混凝土柱>低压实土+土工格栅>低压实土。其中，在原明洞边坡上设置混凝土柱可以同时加强土拱效应和土工格栅的拉膜效应，使大部分填土荷载转移至混凝土柱，进而减小洞顶与洞侧土压力。土拱效应的发展与洞顶土体孔隙率的变化相关，孔隙率随EPS板密度和厚度的增大先增大后减小，当EPS板密度ρ = 15 kg/m3、厚度T=15 cm时，孔隙率达到最大值，土拱效应最强，洞顶荷载分布最少。
2021 Vol. 58 (3): 84-93 [
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94
韩国强 1 周 鹏 1 李 盛 1 何 川 2 马 莉 1
考虑多因素耦合的高填明洞垂直土压力计算方法研究
文章基于传统土压力计算理论，通过定义明洞宽度、断面型式、填土性质、边坡坡角和槽宽比等影响系数，对传统土压力计算公式进行修正，提出了四个影响系数下高填明洞洞顶垂直土压力计算公式。首先，将不均匀变化的土压力采用荷载等效的方法转化为均布荷载，同时采用数学回归法、数值模拟法等确定了高填明洞洞顶垂直土压力回归曲线数学表达式，分析影响系数随H/W（填土高度与明洞宽度比值）的变化规律，得到影响系数对高填明洞洞顶垂直土压力的影响程度和影响趋势，以此来确定高填明洞洞顶垂直土压力的计算公式。随后，对建立的计算公式选取两种铁路明洞设计工况进行验证。结果表明，提出的计算公式的计算结果与数值模拟结果的平均相对误差为1.68%，验证了该计算公式的正确性。
2021 Vol. 58 (3): 94-99 [
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100
甘星球 1 徐 锋 1 王晓伟 1 李 沛 1 彭述权 2 祁彬溪 2 樊 玲 2 王 凡 2
断层错动隧道地震响应规律及减震模拟研究
文章以内马铁路一期项目三标段2号隧道为工程依托，运用ANSYS软件建模，对断层错动和地震作用下隧道地震响应及减震措施进行模拟研究。结果表明：在竖直方向断层位错作用和水平方向的地震作用下，隧道侧壁的地震响应均最为明显；断层错动导致隧道在重力作用以及地震作用下发生应力重分布，其中主应力极值、X-位移极值和最大加速度明显增加，加速度增加幅度最大；断层错动和地震作用下隧道地震响应随减震层阻尼比增加而明显减小，较大阻尼比的减震层可以有效降低断层错动导致的隧道地震响应的应力、位移和加速度增加幅度；砂-橡胶混合物和砾石-橡胶混合物，配合土工格室加筋是一种潜在合适的隧道减震材料。
2021 Vol. 58 (3): 100-106 [
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107
袁 彬 1 徐凡献 2 廖 欢 3 钟雨田 3 罗 刚 3
结构面空间组合关系对隧道围岩稳定性影响研究
隧道围岩变形破坏与岩石强度、结构面空间组合关系、地下水和地应力等因素关系密切。为研究结构面空间组合关系对隧道围岩稳定性的影响，文章基于郑万铁路向家湾隧道工程地质条件，采用UDEC离散元软件对全断面开挖下的围岩稳定性进行数值模拟，重点分析了两组结构面的空间组合关系对结构面剪切滑移、围岩塑性破坏及位移的影响，同时根据开挖后围岩变形的差异——完好、掉块、塌方，定性统计整理得到了结构面空间组合对隧道开挖稳定性影响统计表，并给出了相应的施工建议。研究结果表明，隧道围岩变形破坏主要发生于结构面间距小于1.5 m，且J1倾角为45°~75°、J2倾角为103°~133°的空间组合条件下。
2021 Vol. 58 (3): 107-114 [
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115
安永林 1 李佳豪 1 欧阳鹏博 2 刘文娟 1 苏光明 3 周 健 3
管棚预支护下隧道掌子面稳定性理论分析
为了探究管棚预支护下隧道掌子面稳定情况，文章结合管棚受力特点，首先建立管棚Winkler地基模型，然后将地基反力作用于模型掌子面上部；并基于刚体极限平衡理论，推导了掌子面稳定安全系数计算公式，最后以巴东隧道三号横洞某里程段为工程背景，分析有无管棚下掌子面的稳定性，并讨论各参数对管棚挠度以及掌子面稳定性的作用规律。结果表明：随着管棚直径增大、管棚支座位移减小、开挖进尺与开挖台阶高度降低、围岩内摩擦角与粘聚力增大，管棚最大挠度减小，掌子面稳定安全系数提高；较好围岩条件、较小开挖高度和较小管棚支座位移下，短进尺开挖对提高掌子面稳定的作用更明显；随着隧道埋深增大，掌子面稳定安全系数先减小，后增大，然后保持不变。这与选用的规范中围岩压力计算公式有关，隧道在浅埋条件下，围岩压力随着埋深的增大而增大；隧道在深埋与浅埋之间时，由于存在两侧岩体的夹制作用，围岩压力随着埋深增大而减小；而隧道在深埋条件下，存在塌落拱效应，围岩压力趋于稳定。
2021 Vol. 58 (3): 115-122 [
摘要
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123
程 刚 1 王 俊 2
流变荷载作用下隧道二次衬砌损伤行为研究
软弱围岩的流变效应容易导致隧道二次衬砌开裂，影响结构的安全性和耐久性。因此，文章以广甘高速杜家山隧道为例，建立考虑Weibull损伤分布的混凝土数值计算模型，对流变荷载作用下二次衬砌的损伤演化行为进行了研究。结果表明：（1）若二次衬砌与围岩接触良好，衬砌损伤区域在侧压力系数λ为0.5，1，2时，分别分布在拱腰、拱脚以及拱顶与拱底附近；（2）空洞对衬砌损伤区域及其出现顺序都有较大影响，即损伤首先在空洞附近的混凝土中产生，且该位置处的混凝土均会产生较为严重的损伤；（3）地应力对存在空洞的二次衬砌损伤模式的影响可以分为两种，即影响损伤位置出现的先后顺序，但不影响结构最终损伤形态，或既影响损伤的出现顺序，又影响结构的最终损伤形态。
2021 Vol. 58 (3): 123-129 [
摘要
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130
贾艳领 1,2,3 周绍文 2,3 王 刚 2,3 周维政 2,3 杨昆光 2,3
既有隧道扩建为双连拱隧道中隔墙受力特征研究
中隔墙作为双连拱隧道的核心结构组成，其受力状况不仅关系着施工期间隧道结构的安全，还直接影响运营期隧道结构的长期安全稳定。文章以既有单洞隧道作中导洞扩建为双连拱隧道为例，利用模型试验和数值模拟相结合的方法对施工过程中隔墙的受力特征进行研究。采用先开挖右洞（先行洞），再开挖左洞（后行洞）的施工方案。模型试验结果表明：扩建施工完成后，中隔墙弧形顶部曲面左侧受拉，右侧受压；中隔墙肩部左右侧均受拉，右侧拉应力为左侧的2.86倍；中隔墙腰部左右侧均受压，右侧压应力为左侧的1.32倍，与数值模拟结果基本一致；中隔墙左侧墙趾压应力大于右侧，中隔墙受到向左洞一侧的偏压。中隔墙水平位移先向后行洞侧变形，后向先行洞侧变形，最终偏向后行洞侧。
2021 Vol. 58 (3): 130-138 [
摘要
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139
张子龙 1 姜谙男 1 于 海 2 王 锋 2
大跨度暗挖地铁车站拱盖法施工力学响应分析
依托大连地铁5号线石葵路站大跨度浅埋暗挖车站工程，采用FLAC3D有限差分软件进行三维数值建模，详细分析拱盖法施工过程中地表沉降、衬砌和围岩应力的变化情况，针对各施工阶段力学响应的特点提出相应的施工措施，并对大断面导洞合理的开挖控制间距进行优化，最后与实际监测数据进行对比。结果表明：大断面主体导洞的开挖是引起地表沉降的主要因素，拱顶二次衬砌施工完成后地表沉降基本保持稳定；单侧导洞的开挖存在明显的偏压效应，应严格遵循“先边后中”的导洞施工顺序；边导洞初期支护和中隔壁的拆除对初期支护和围岩应力的影响显著，可以采取分段、交叉拆除和以锚代撑等措施保障结构的稳定；大断面主体导洞的开挖控制间距对地表沉降的影响十分明显，合理的间距应控制在20~35 m范围内；数值计算结果与现场监测数据吻合较好，可为类似的工程实践提供参考。
2021 Vol. 58 (3): 139-146 [
摘要
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418
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147
高 峰 1 唐宇辰 2 张根思 3 刘 林 3
高原螺旋隧道压入式通风风管出口位置优化研究
为研究高原螺旋隧道压入式通风的流场特性及风管出口位置布设参数对隧道施工通风效果的影响，文章以卧龙沟1号隧道工程为依托，利用Fluent模拟分析软件，考虑了2种纵坡、3种风管布设直径和7种风管出口距离等因素，研究了隧道掌子面附近的流场特性。结果表明：压入式通风风管出口距离工作面太近或者太远都不利于隧道的通风效率，并得到卧龙沟1号隧道在不同纵坡、不同风管布设直径下的最优风管出口位置，将该参数应用于卧龙沟1号隧道中，经现场测试验证了该结果的可靠性。
2021 Vol. 58 (3): 147-153 [
摘要
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342
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815
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154
邹鹏旭 1，2 刘孟源 1，2 陈良志 1，2
波浪作用下悬浮隧道管体-锚索耦合系统水动力特性研究
水下悬浮隧道（SFT）是一种新型跨海交通通道型式。文章采用CFD方法研究悬浮隧道管体-锚索耦合系统在波浪作用下的动力响应特征，并分析浸没深度、浮重比（BWR）、系泊角度（IMA）、锚索刚度、锚索系统布置形式、锚索系统预张力分配及波浪参数等对悬浮隧道水动力特性的影响。结果表明，管体运动响应随浸没深度的增加而减小，随波高和IMA的增大而增大；BWR及锚索垂向刚度存在满足结构稳定性要求的合理取值区间；锚索系统预张力分配不是影响SFT水动力特性的关键因素；应避免无垂向锚索的布置形式及特定波浪周期下耦合系统的共振现象。
2021 Vol. 58 (3): 154-162 [
摘要
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399
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试验与监测
163
岳 鹏
冻结裂隙砂岩的力学特性研究
为得出围压、裂隙倾角、冻结温度等因素对砂岩力学性能的影响规律，采用三轴压缩试验方法和理论分析方法，研究了不同围压下，无裂隙0°，15°，30°和45°倾角裂隙砂岩在-5 ℃，-10 ℃和-15 ℃冻结时的强度、内摩擦角和粘聚力变化特征。结果表明：无裂隙和有裂隙砂岩的强度，随冻结温度的降低而非线性增强，随围压的降低而近线性降低，随裂隙倾角的增大而减小；粘聚力随冻结温度的升高而减小，内摩擦角和粘聚力均有随裂隙倾角的增加而先减小后增大的变化趋势；无裂隙，0°，15°倾角裂隙砂岩的内摩擦角均随冻结温度的升高而减小，30°倾角裂隙砂岩的内摩擦角随冻结温度的降低先增大后减小，45°倾角裂隙砂岩的内摩擦角则随冻结温度的降低先减小后增大。
2021 Vol. 58 (3): 163-168 [
摘要
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368
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169
方江华 1,2 姜平伟 2 王秋生 1 张 功 1
三维激光扫描仪系统精度评定与误差修正试验研究
三维激光扫描技术以快速、高精准的方式获取目标物三维坐标，为复杂条件下地铁隧道沉降变形监测提供了一种新的方案。文章综合施工现场影响扫描仪点位精度的因素，利用正交试验方法设计出了以有无模拟车载、不同水平测距及测量环境为因素水平的扫描误差拟水平试验；通过方差及贡献率分析和误差指标-因素水平分析得出了各因素水平对扫描误差的影响程度；根据试验结果分析，结合工程实际监测要求，利用基线比较模型法建立了两种误差改正模型。结果表明：水平测距及模拟车载是影响扫描仪误差的显著因素；结合建立的误差改正模型，改正后的点位误差与扫描仪测距的系统相关性明显降低，点位坐标符合后期点云拼接及规范中监测点位的精度要求，为三维激光扫描技术在地铁隧道沉降变形监测上的应用提供了理论依据。
2021 Vol. 58 (3): 169-175 [
摘要
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439
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1300
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176
张 迅 1 贺雄飞 2，3
泡沫剂对土压平衡盾构主要掘进参数的影响研究
为实现土压平衡盾构快速高效掘进，文章依托厦门地铁2号线3标湿地公园站—五缘湾站区间盾构施工，进行盾构主要掘进参数的影响因素研究，分析了泡沫剂参数与盾构掘进参数的内在关系。通过4种泡沫剂的室内配比试验，并结合现场试验，研究泡沫剂浓度、气液比和泡沫注入比对改良土体的内摩擦角和容重的影响。结果表明，泡沫剂浓度增大1%，渣土内摩擦角减小约2.43°；泡沫剂各参数对刀盘扭矩影响程度是泡沫浓度＞泡沫流量＞膨胀率，对盾构推力影响程度是泡沫浓度＞膨胀率＞泡沫流量，泡沫浓度对两个掘进参数的影响都最大。当采用改变泡沫系统参数来改善掘进状况时，优先选择改变与掘进参数具有显著线性关系的泡沫浓度，来控制盾构推力和刀盘扭矩达到合理的数值范围，保证盾构安全、顺利掘进。在该工程施工中，泡沫浓度每提高1%，盾构推力平均减小约1 710 kN，刀盘扭矩平均减小约316 kN?m。
2021 Vol. 58 (3): 176-181 [
摘要
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441
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828
)
182
王磊磊 1 殷丽君 1 龚秋明 1 李 瑞 2 吴 帆 1 班 超 1
石家庄砂土地层土压平衡盾构渣土改良试验研究
砂土地层流动性较大，是典型的力学不稳定地层。土压平衡盾构在砂土地层条件下施工时，容易出现刀盘、刀具等异常磨损、刀盘扭矩和推力增大、开挖面失稳崩塌、喷涌等问题。基于此，文章以石家庄地铁1号线2期某区间砂土地层土压平衡盾构施工为例，首先进行室内渣土改良剂试验、坍落度试验和搅拌试验，而后将试验成果应用于施工现场，并对土体改良后的施工数据进行了分析。结果表明：泡沫浓度为6%、泥浆浓度为16%时改良剂性能较好，满足盾构施工要求；泥浆注入比为8%、泡沫注入比为60%是最佳改良方案，此时坍落度在100~200 mm范围内，搅拌扭矩小，且波动幅度低；在一定范围内，随泡沫注入比的增加，掘进时的扭矩切深指数、螺旋机扭矩、土舱土压波动等都会减小，有利于盾构施工，但泡沫注入不宜过量。
2021 Vol. 58 (3): 182-189 [
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190
胡朝阳 1,2,3 王乐乐 2,3 黄梅琼 2,3 梁 越 2,3 王新强 2,3 何承农 2,3
穿江地铁隧道施工及运营期河道监测分析
穿江地铁隧道面临渗漏、河床异常变形等风险，在施工及运营期开展河道监测对保障穿江隧道安全至关重要。文章以福州市地铁1号线穿江隧道为例，介绍了隧道盾构施工期间水下环境感知、河床地形测量、水体流态观测及监测成果与预警分析等河道监测工作，并基于实测资料分析了穿江隧道区域2009—2018年间的河床冲淤变化情况。结果表明：基于河道监测情况，两测次对盾构施工期间的渗漏险情进行了及时预警，取得了较好的监测效果；自2009年以来，穿江隧道断面年际间呈小幅度冲淤交替状态，2018年最深点高程为-16.06 m，相对穿江隧道埋设采用的-18.57 m仅余下2.51 m。建议采取河床防护、汊道分流等工程措施，并建立穿江隧道区域河床安全监测机制，做好应急保护措施以确保地铁运营期安全。
2021 Vol. 58 (3): 190-195 [
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施工技术
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资晓鱼 1 申玉生 1 朱双燕 1 罗宁宁 2 杨佳奇 1 曹帮俊 1
层状千枚岩隧道形变破坏规律与支护措施研究
千枚岩软弱结构面发育，岩体呈互层结构且风化严重。在类似层状岩体中开挖隧道，围岩将出现大变形，严重危及隧道施工安全。文章基于成兰铁路杨家坪隧道，建立宏观层理分布模型，对层状千枚岩隧道形变破坏规律与支护措施展开了相关研究。研究结果表明：岩层法向位移在洞周呈斜向“X”型分布，位移峰值位于隧道拱顶及边墙部位；岩层切向位移位于隧道两斜交45°方向呈“蝴蝶”状分布，位移峰值位于隧道的拱肩及拱脚部位，位移分布不对称性明显；隧道边墙附近围岩主要表现为层面间张拉破坏，隧道拱部附近围岩主要表现为层面间错动滑移破坏。基于以上分析结果，针对现场支护参数提出优化措施，并进行隧道变形及支护受力监测。现场监测结果表明：支护参数经调整后，对围岩形变控制效果明显，有效改善了隧道偏压受力现象。
2021 Vol. 58 (3): 196-204 [
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205
朱才辉 1 兰开江 1 段 宇 1 贺 红 2 邓国华 1，2
西安地铁九号线区间“先隧后井”合理开挖方案研究
风井横通道穿越既有盾构隧道管片施工是“先隧后井”法施工的难点，选择合适的开挖层数、台阶间距及管片的破除方式对开挖面的稳定、邻近盾构隧道管片的安全及地表沉降控制是极为重要的。文章以西安地铁9号线某区间为工程背景，构建“先隧后井”法施工的3D有限元模型，并根据地表沉降实测值，进行盾构隧道掘进过程的追踪模拟和地层参数反演分析。结果表明：采用分层分台阶留核心土方法来开挖横通道较为合理，其中开挖层数建议为4层，台阶间距建议为3 m，在横通道掘进穿过既有盾构隧道管片时，应先破除与横通道交界处两侧管片，再破除中间部位管片，且在破除管片前应放松影响区内管片之间的连接螺栓，减少对管片的纵向和环向破坏。
2021 Vol. 58 (3): 205-215 [
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万 正 1 张学民 1 冯 涵 1 欧雪峰 2 周贤舜 1
富水煤系地层隧道仰拱隆起原因分析及控制研究
贵州某隧道穿越高水压煤系地层时，多处出现仰拱隆起问题。通过现场观察和衬砌结构变形监测，并采用数值模拟方法对隧道仰拱隆起的原因进行分析。结果表明，基底围岩软化和高水压力是隧道仰拱隆起的两大因素，且围岩软化对仰拱结构安全的影响更大。结合工程特点和病害成因，现场采用增设边墙卸水孔、横纵向排水管加强排水系统来减小水压，在拱脚施作注浆钢花管来加固基底围岩以及换拱等联合整治措施，取得了良好的整治效果。
2021 Vol. 58 (3): 216-222 [
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刘道胜 1,2
建筑物下方盾构隧道涌水分析及处理对策
广佛环线城际铁路沙堤隧道盾构下穿通过永丰纺织楼时掌子面突发涌水，并导致隧道上方永丰纺织1#楼沉降变形超限。为确保隧道后续施工及地面房屋安全，及时开展补充勘察及水文测试，查明了隧道涌水原因。在加强地表监测的同时，通过对变形房屋基础采取注浆加固、深层岩石裂隙注浆堵水等处理措施，同时在地表无注浆条件的困难地段，在盾构隧道内采取填舱压浆、保压掘进的措施，有效减少了掌子面前方来水，抑制了房屋的沉降变形，确保了盾构安全通过永丰纺织楼高风险段。
2021 Vol. 58 (3): 223-228 [
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刘鹤冰
成渝高速公路扩能改造工程对新双碑隧道的影响研究
为缓解成渝高速公路中梁山隧道段交通拥堵状况，对该段公路进行扩能改造。拓宽段路堑位于在建渝黔铁路新双碑隧道上方，其防护桩桩底距离隧道拱部净距仅为4.3 m。为评估路堑施工对铁路隧道的影响，采用数值分析方法模拟上方高速公路施工的各步骤，计算出各阶段铁路隧道内力和变形情况，论证了既有隧道上方小净距施工方案的可行性，并制定了相关保护措施，为方案的评审和顺利实施提供了依据。
2021 Vol. 58 (3): 229-234 [
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现代隧道技术
编 辑 部 公 告
关于召开“一带一路”西北国际智能交通发展大会高峰论坛暨交通产业博览会的通知
《现代隧道技术》编辑部声明
“全国公路科普教育基地公路节能照明与安全防灾新材料试验室科普传播委员会”暨“安徽中益新材料科技有限公司专家技术委员会”在皖成立
国际隧协2018颁奖大会璀璨落幕 中国力压群芳收获五大奖项
《现代隧道技术》编辑部公告
《现代隧道技术》编辑部声明
《现代隧道技术》杂志专栏征稿启事
2020 中国隧道与地下工程大会（CTUC） 暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第二十一届年会征文通知
2019 年第十届全国运营安全与节能环保的隧道及地下空间科技论坛（1 号通知）
关于启用“科技期刊学术不端文献检测系统”的通知
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本 刊 广 告
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