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现代隧道技术
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现代隧道技术
2023年 60卷 1期
刊出日期：2023-02-25
绿色智能建造
理论研究与探讨
数值分析与计算
试验与监测
规划设计与施工
新型材料与设备
理论研究与探讨
1
郭 春 1，2 郭亚林 1，2 陈 政 1，2
交通隧道工程碳排放核算及研究进展分析
为应对日趋严重的全球气候变暖问题，中国政府提出了“双碳”目标。交通隧道生产活动排放的温室气体是土木工程领域碳排放的主要来源之一，其节能减排工作开展的成效是按时按质完成“双碳”目标的关键。通过统计调研近10年来的相关文献，总结目前交通隧道碳排放计算分析的研究现状。结果表明，目前国内外常基于生命周期评价开展隧道生命周期的碳排放研究，同时选用排放系数法进行计算；多数文献主要围绕公路隧道、盾构隧道施工期的碳排放开展计算和减排分析，并且一般将隧道施工期碳排放划分为材料生产、材料运输和现场施工3个阶段。对隧道施工碳排放的影响因素、预测公式等方面的研究进展进行综合性叙述，可为后续研究提供参考。
2023 Vol. 60 (1): 1-10 [
摘要
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196
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664
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11
魏 纲 1,2,3 林志颖 1 王 霄 2,3 魏新江 2,3
先隧后站(井)法关键技术研究现状及展望
先隧后站(井)法具有施工工期短、占用场地面积小、对周围环境影响小等优点。通过对18个先隧后站(井)法施工的实际工程案例进行总结和综述，将先隧后站(井)法分为两大类：先隧后站法和先隧后井法。先隧后井法可分为无横通道的先隧后井法和有横通道的先隧后井法，其中无横通道的先隧后井法又可根据隧道和竖井的尺寸大小，分为大井小隧法和小井大隧法。对先隧后站(井)法施工过程中的关键技术，如先隧后站法扩挖地铁车站的几种形式、基坑的支护形式、管片破除方式等进行了总结，得到了基坑支护形式的选用条件等可应用于先隧后站（井）法工程实践的有益结论，并对先隧后站(井)法未来在工程应用、数值模拟等方面的研究方向进行了展望，可为先隧后站（井）法在我国的推广和应用提供参考和借鉴。
2023 Vol. 60 (1): 11-22 [
摘要
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175
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547
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23
来弘鹏 1 姚 毅 1 高 强 2 康 佐 3
地铁隧道穿西安地裂缝的研究进展及“先盾后扩”法的应用展望
西安地裂缝是一种几乎覆盖整个市域范围的黄土地区典型地质灾害，其蠕变活动严重危害地铁隧道安全，是地铁建设面临的一个重大技术难题。结合西安地铁十几年的地裂缝防治经验，从地裂缝分布及活动特征、地铁面临的危害、设防理念与措施、设防参数、设防结构营运情况等方面进行了系统性梳理，着重分析了常规“暗挖+盾构空推”工法存在的问题，并提出了一种“先盾后扩”新型建造技术。主要结论如下：（1）地铁隧道穿地裂缝段的常规建造工法涉及竖井及横通道开挖、CRD法人工作业、盾构空推等一系列复杂流程，设防必要性及现有建造技术复杂性之间的矛盾严重制约了西安地铁建设进程；（2）给出了“先盾后扩”新工法的建造流程、需解决的问题及工程应用前景；（3）“先盾后扩”法通过结构及工法优化，确保了盾构作业的连续性，避免盾构洞内始发及接收，进而在同等设防参数条件下减小设防断面，是实现地铁隧道便捷、低成本穿地裂缝段的一次重要探索与尝试。
2023 Vol. 60 (1): 23-33 [
摘要
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185
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468
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34
于 丽 1,2 王 松 1,2 罗 翔 1,2 王晓勇 3 郭晓晗 1,2 段儒禹 1,2
公路隧道格栅式遮光棚几何设计参数研究
为完善格栅式遮光棚的设计参数，利用眼动仪在雅康高速隧道群路段进行实车试验，以驾驶人瞳孔直径变化率以及驾驶人的主观舒适性作为评价指标，验证格栅式遮光棚的遮光效果；在此基础上利用DIALux软件建立了环形和门式2种格栅式遮光棚模型，计算得到格栅式遮光棚在不同洞口朝向和不同格栅间距情况下的遮光率，探明不同参数对遮光棚遮光效果的影响；基于隧道洞口处驾驶人瞳孔面积和环境照度的关系，给出不同设计速度下遮光棚内不同的位置照度要求。研究表明：格栅式遮光棚有效提高了驾驶员在隧道进出口路段的视觉舒适性；环形和门式遮光棚遮光效果并无明显差异；遮光棚两端5~10 m范围内受自然光和隧道洞内暗环境影响，存在较剧烈的明暗过渡；遮光棚中间段照度较为稳定，可作为计算格栅式遮光棚遮光率的依据；洞口朝向对遮光效果影响较大，东西洞口朝向遮光率高于南北洞口朝向遮光率5%~10%；遮光棚内逐级减光并非以线性降低为最佳，设计时可根据照度与速度及距洞口距离的关系式计算或根据现场照度测试结果进行取值。
2023 Vol. 60 (1): 34-46 [
摘要
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47
王 茹 逯同洋 程 凯
地铁车站施工信息模型应用标准化研究
为解决地铁车站施工过程中应用信息模型的工作量大、效率低、模型数据运用不充分、优化施工方案效果差等问题，以施工单位为应用主体，以施工流程为应用主线，从地铁车站信息模型应用标准化角度展开研究。首先定义地铁车站施工信息模型应用标准化流程，为施工单位在地铁车站施工中应用信息模型和优化施工方案提供一种通用的方法；其次进行少规格、多组合、多站场调用的标准化构件设计，基于Revit平台对标准化构件库管理系统进行设计，并运用Revit API二次开发技术和MySQL数据库实现其管理功能；最后以无锡地铁S1线南门站项目为例，调用标准化构件库进行标准化场地布置方案设计，验证应用标准化流程和标准化构件设计与管理的高效性，提高施工信息模型的应用质量。
2023 Vol. 60 (1): 47-55 [
摘要
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绿色智能建造
56
罗 虎 1 Miller Mark1 张 睿 2 方 勇 1
基于计算机视觉技术和深度学习的隧道掌子面岩体裂隙自动识别方法研究
对掌子面图像的裂隙识别和特征提取进行研究，首先根据隧道中光照不足和光线不均匀的特点，对掌子面图像集进行包含多种光照处理措施在内的数据增强；通过Unet网络识别掌子面轮廓，其平均交并比和平均相似度为91%和93%；利用形态学操作使掌子面轮廓边缘平滑，消除噪点。然后利用拆分-拼接策略处理高分辨率掌子面图像，通过 DeepCrack 网络模型迁移学习识别岩体裂隙，其平均交并比和平均相似度为 61% 和 75%。利用 Zhang-Suen算法和8邻域标记算法进一步对识别结果进行细化、骨架化和连通域分析。最后，通过控制点标记和腐蚀标记法计算每条裂隙的像素级长度和倾角。
2023 Vol. 60 (1): 56-65 [
摘要
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601
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66
胡 珉 1,2 胡星辰 1,2 宋 云 3 羌 培 3
基于知识图谱的盾构施工辅助决策系统设计和开发
利用盾构法施工相关文献与案例专报，设计基于知识图谱的盾构施工辅助决策系统，指导工程技术人员进行盾构施工决策。在建立盾构施工标准词库的基础上，提出盾构施工知识图谱本体架构；采用BiLSTM与规则结合的中文分词模型法对来源于论文和专报中的工程案例知识进行半自动抽取，构建可拓展的盾构法施工知识图谱。在此基础上，基于知识图谱节点权重的子图相似度特征，设计并开发盾构施工决策推荐算法，为盾构法隧道施工遇到的实际问题提供解决措施和参考方案，保障施工顺利进行。
2023 Vol. 60 (1): 66-75 [
摘要
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76
王烨晟 1,2 吴 勇 1,2 赵良云 3 李 伟 3 姜宜杰 4 赵 焕 4 丁 智 5,6
城市地下工程盾构施工风险分级管控平台研发与应用分析
为有效解决城市地下工程盾构施工风险事件高发、预警响应不及时等问题，基于风险分级管控理念，结合盾构掘进参数智能化预报警机制研究，研发了城市地下工程盾构施工风险分级管控系统平台，平台主要包括盾构掘进设备参数及监控数据全维度采集、综合信息集成、GIS图层展示、盾构掘进参数智能监控、监控量测数据智能采集、风险预测及预警管理、系统管理等模块，能够实现对盾构掘进数据超限智能预警、风险智能监控、施工风险动态管理以及成型隧道结构工后风险状态管控等功能。该平台的研发与应用，为有效解决当前盾构施工监管难度大、风险响应滞后等问题，以及对各类城市轨道交通及大型市政类工程盾构施工风险信息化智慧化管控平台建设提供参考样例。
2023 Vol. 60 (1): 76-89 [
摘要
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189
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数值分析与计算
90
蒲 松 1 向 龙 2 廖 杭 1 余 涛 1 姚志刚 1 方 勇 1 朱牧原 1
极高地应力层状围岩隧道偏压演化规律及围岩控制
以大峡谷隧道缓倾层状围岩为工程背景，采用3DEC离散元分析方法并结合现场监测的手段，深入研究高地应力不同岩层倾角下围岩偏压演化规律，揭示偏压与现场支护结构破坏关系，根据锚杆支护参数对偏压控制的影响，提出支护最优参数。研究表明，在高地应力缓倾岩层条件下支护结构的变形及破坏呈现明显的非对称性，随着岩层倾角的增大，初期支护最大主应力峰值位置由拱顶向右拱肩转移，反倾侧弯曲变形大于顺倾侧滑动变形；随着锚杆长度的增加，围岩剪切滑移区、初期支护位移、初期支护最大主应力均逐渐减小，锚杆最优长度约为3.5~4.5 m，锚杆沿层理面垂直方向打设，初期支护结构的偏压现象得到明显改善；现场优化支护后，左右拱肩呈对称变形，位移量基本相同，偏压得到明显改善。
2023 Vol. 60 (1): 90-99 [
摘要
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100
杨艳春
基于隧道开挖扰动修正的初始地应力反演方法及应用研究
以某板块缝合带区域沿线隧道开挖扰动后地应力实测结果为基础，提出一种基于数值模拟的考虑隧道施工扰动的初始地应力反演方法，并在某铁路沿线5座典型隧道进行了应用。结果表明，该铁路典型隧道地应力修正系数k和λ的取值范围分别为1.236~1.404和0.846~1.069，实测地应力值总体偏小；水平主应力对隧道施工影响较大，初始地应力的反演对于类似工程的建设是必要的；基于该反演方法，考虑开挖扰动后的地应力计算值与实测值的误差不大于5%。
2023 Vol. 60 (1): 100-106 [
摘要
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107
洪 铭 范 祥 杨晓华 任贤达
水平互层条件下不同扁平率隧洞变形破坏过程及特征
预制不同扁平率的互层围岩隧洞试件，通过试验研究互层围岩隧洞周围的变形破坏特征，并采用数值模拟对互层围岩隧洞周围的应力、应变分布进行分析对比。3种试件的扁平率分别为0.45（S试件）、0.55（M试件）和0.65（L试件），研究发现，S试件的整体破坏模式为压缩破坏模式（TC模式），易在拱腰处出现明显的压剪破坏，在拱肩附近形成拉-剪复合型裂缝；M试件为混合破坏模式（TX模式），易在拱顶处出现较为明显的张拉破坏，在拱肩处形成明显的压-剪复合型裂缝；L试件为孔洞破坏模式（TH模式），易在拱顶处出现明显的张拉破坏，在拱脚处形成拉-剪复合型裂缝。此外，隧洞周围应力、应变分布与不同扁平率隧洞的压缩破坏特征有明显的相关性，且隧洞同一位置应力水平的差异性是3种扁平率隧洞呈现不同破坏模式的主要原因。
2023 Vol. 60 (1): 107-118 [
摘要
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119
姚志雄 1，2，3 刘梦飞 1 吴 波 4 刘耀星 1 陈希茂 5 郑国文 5 罗芷祎 1
基于承载特性的群洞稳定性及初期支护优化研究
以福建某下穿高速公路大跨四孔小净距隧道（中间两孔车行隧道为双向八车道）为依托，开展考虑各洞室承载特性的整体优化研究以实现更科学的设计。基于强度折减极限理论方法，结合围岩变形、中夹岩塑性区发展及洞室破坏过程，综合评价各洞室稳定性，探讨群洞失稳判定方法及破坏模式；基于各洞室等强设计思想，通过数学函数模型拟合各洞室安全系数与初期支护厚度隐含关系，基于遗传算法对支护厚度进行优化。结果表明，随强度折减系数增大，围岩塑性区由近及远发展并贯通，大跨车行隧道与人行隧道安全储备不同，存在优化空间；结合各洞室稳定性及破坏发展过程，总结提出中夹岩塑性区贯通破坏、拱脚及地表塑性区贯通破坏以及上述两者共同作用破坏的三种群洞隧道主导破坏模式。计算结果表明，人行隧道及车行隧道初期支护厚度可减少4~12 cm，存在16.7%~26.7%不等优化空间。优化方案、原方案典型断面变形、应力与现场实测值一致性好，且均小于规定值，结构是稳定的，表明优化后的支护与围岩能较好协同作用，验证了计算方法及优化方案的合理性。这种综合考虑各洞室承载特性、支护参数经济性及群洞整体稳定性的优化方法，更好地处理了工程安全及工程造价之间的辩证关系，相比传统工程类比法更具科学性。
2023 Vol. 60 (1): 119-129 [
摘要
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130
曹翔鹏 1,2 封 坤 2 薛皓匀 2 毛 升 1 喻 波 2,3
大直径盾构隧道双层衬砌横向抗震性能研究
为探明有无双层衬砌、双层衬砌不同施作方式（复合式、叠合式）对盾构隧道横向抗震性能的影响，以甬舟铁路金塘海底铁路隧道为工程依托，建立盾构隧道双层衬砌三维精细化模型的同时考虑了隧道材料与接触的非线性行为，采用隐式动力时程法进行了抗震性能研究。结果表明：（1）双层衬砌与管片的连接刚度越大，隧道变形越小；（2）复合式衬砌对隧道环向抗震性能提升有限，其变形、损伤及应力规律与单层衬砌基本一致；（3）叠合式衬砌能有效提升隧道抗震性能，充分利用材料力学特性，但需要重点关注隧道的损伤情况；（4）抗震设防等级要求较高的区段建议采用叠合式双层衬砌，防水、防火要求较高的特殊区段建议采用复合式双层衬砌。
2023 Vol. 60 (1): 130-139 [
摘要
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207
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140
陈福江 1 段蓉蒨 1 张 鑫 2 刘金刚 3 孙苍乾 1 李茜茜 1
近距离桩基施工对既有盾构隧道的振动影响分析
为分析预制桩打桩施工中冲击荷载作用下邻近既有盾构隧道的动力响应，依托成都轨道交通18号线倪家桥站—火车南站区间隧道工程，引入无限元静-动力统一人工边界，结合实际工程地质条件构建“桩-土-隧”三维动力有限元-无限元耦合模型进行数值试验，对比土工离心试验结果，验证了数值模型的有效性。基于此，研究了不同打桩参数对邻近既有隧道振动的影响规律，提出针对类似工程打桩施工引起的隧道峰值振动界限值。研究结果表明：（1）衬砌最大振动速度的分布位置反映振源与隧道的相对方位。隧道受打桩影响最不利的振动位置一般出现在隧道近桩侧1/4圆弧或者1/2圆弧上；（2）振动速度随打桩深度的增加而增大，当打桩深度超过隧道底部时，打桩深度增加对隧道振动的影响不再显著；（3）当在隧道上覆土柱范围内进行打桩施工时，桩隧水平间距对隧道振动的影响小于打桩深度的影响。
2023 Vol. 60 (1): 140-148 [
摘要
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149
孙克国 1 甄映州 1 魏 勇 1 肖支飞 2 杨 朋 3 方纯彬 4 蔡定淮 4 刘广明 5
富水岩溶区基坑稳定性影响规律与分析
广州、深圳等城市分布有富水岩溶区，地下水丰富、发育形态复杂，在地铁建设过程中易导致突涌水、坍塌等安全事故。依托广州某地铁车站工程，首先通过现场抽水试验得到场地渗透系数为6.32 m/d，预测了基坑总涌水量，采用数值模拟进行了两次过程试验，得到降水终态误差分别为14.92%和7.08%，结果较为理想。进一步研究了不同形态的富水溶洞对基坑稳定性的影响规律，并基于灰色关联理论对各影响因素进行敏感性分析，其中地下水位和溶腔水压对围护结构水平变形的影响较大，敏感度分别为0.946和0.925；洞距和溶腔水压对地表沉降影响较大，敏感度分别为0.999和0.975；洞距和直径对支护结构最大拉应力和基底孔隙水压影响较大。
2023 Vol. 60 (1): 149-158 [
摘要
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210
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419
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159
李 保 1,2 吴凯杰 2,3 熊 婧 1 沈 航 1 翁佳俊 2,3 吴 珂 2,3,4
射流增压作用下分散排放隧道多风口通风特性及污染物控制研究
为揭示顶排风口进/排风引发的隧道压力突变对分散排放隧道多风口通风特性的影响，采用计算流体力学方法对射流增压作用下成组顶排风口的进排风规律进行模拟。结果表明：顶排风口排风/进风会造成隧道内局部压力的突增/突降，分散排放隧道多个顶排风口的通风特性受射流增压、沿程阻力和风口通风引发的压力突变作用。风口间距是影响多风口风量变化的重要因素。对于排风型风口，当风口间距较小时，上游风口排风产生的压力突增将超过风口间的沿程损失，下游风口由于静压提升而排风量沿程递增；当风口间距较大时，压力突增将不足以克服风口间的沿程损失，下游风口排风量沿程递减，甚至转变为进风；对于进风型风口，风口进风量将在进风引起的压力突降和隧道沿程损失的叠加作用下沿程递增。相较于其他风机开启方式，开启风机与风口组呈交错位置关系是分散排放隧道更为高效的通风控制方式，可使隧道污染物浓度极值最小。
2023 Vol. 60 (1): 159-167 [
摘要
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183
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试验与监测
168
蒋树屏 1,2 李 静 1 张丹丹 1 曹 鹏 2
钢壳混凝土沉管隧道管节结构热量传递规律试验研究
为了解钢壳混凝土组合结构的耐火性能，进而为其结构设计、防火保护提供依据，利用自主研发的多功能大型耐火试验炉，在不同防火保护方案下，进行局部全尺寸构件耐火试验，研究钢壳混凝土沉管隧道管节结构在火灾高温下的热量传递规律。结果表明，火灾中防火板对管节结构有明显保护作用，无防火板保护情况下构件竖向位置出现明显的混凝土脱空现象；防火板背火面测点温度值均随炉膛温度变化呈现规律性变化，但两者并不完全同步，防火板背火面测点温度变化滞后于炉膛温度变化；火灾高温下管节结构的温度影响深度达到距离底板上表面约550 mm，混凝土断面热量传递高度约400 mm。
2023 Vol. 60 (1): 168-178 [
摘要
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192
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366
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179
文勇亮 杨兴亚 贺 飞 王 珩 鲁义强
硬岩掘进机高压水砂前混破岩影响因素试验研究
将前混合磨料水射流破岩技术应用于硬岩掘进机（TBM）上，有望解决隧道施工过程中遇到高强度岩石时，传统滚刀破岩效率低、成本高的难题，但前混合磨料水射流破岩受多种因素影响，系统复杂，在TBM破岩掘进领域的应用还不够成熟。基于此，利用高压水、砂破岩试验装置，开展了固定状态下喷头定时、移动状态下喷头定速的对比试验，研究不同静水压、射距、喷嘴的运动状态对磨料平均消耗量以及破岩坑槽深度和宽度的影响，针对破岩宽度效果，各因素影响大小依次为移动状态、射距、静水压；针对破岩深度，各因素影响大小依次为移动状态、静水压、射距。通过探究前混合磨料水射流技术的破岩最佳参数，为TBM的新型破岩技术研究提供依据。
2023 Vol. 60 (1): 179-185 [
摘要
] (
187
) [
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3092KB] (
347
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186
王亚威 赵修旺 朱 毅 郭江龙
马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究
针对马蹄形隧道初期支护结构，采用足尺试验，通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测，分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明：（1）在弹性阶段，支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称，对应的径向位移幅值较小。（2）在塑性阶段，随着外加荷载的增加，支护结构的弯矩和轴力快速增大；支护结构呈现“拱底外凸，拱腰内凹”的变形状态，且近似关于中性轴左右对称。（3）支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏，破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态，裸露的型钢外凸发生弯折破坏，结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。
2023 Vol. 60 (1): 186-194 [
摘要
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170
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195
曹亚洲 1 吴志雄 1 李娅楠 1 胡黎明 1 王 睿 1 张 玄 2 肖 颖 2
盾构渣土中阴离子表面活性剂吸附规律试验研究
对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（Sodium dodecyl sulfate，SDS）在不同粒径范围土颗粒表面的吸附、脱附行为进行研究，分析盾构渣土中表面活性剂的吸附、脱附规律，测定土颗粒Zeta电位变化情况，探究通过Zeta电位快速测定SDS吸附量的可行性。结果表明，SDS在粒径较小的土颗粒上的单位平衡吸附量更大；表面活性剂SDS浓度小于其临界胶束浓度时，平衡吸附量随SDS浓度增大而增大，吸附等温线为线性；当浓度大于临界胶束浓度时，平衡吸附量随SDS浓度增大有所降低；渣土粒径越小，SDS的脱附效果越差；SDS的吸附量越大，其脱附率越低；对于粒径小于0.075 mm的土颗粒，通过测定其Zeta电位确定其表面SDS平衡吸附量具有可行性。
2023 Vol. 60 (1): 195-201 [
摘要
] (
194
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1527KB] (
412
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202
路军富 1 张宏鑫 1 裴起帆 2
铁路隧道施工阶段监测等级划分方法及应用
铁路隧道施工阶段监控量测是保障信息化施工的重要手段，目前关于隧道监控量测项目及内容主要通过围岩级别定性判定，未建立统一的定量化评价体系。基于风险分析理论，依据隧道发生风险概率指数与风险后果指数，建立铁路隧道施工阶段监测等级及划分方法。将未确知测度理论作为风险概率指数评价方法，选取岩石风化程度、岩石质量指标和单轴饱和抗压强度等8个影响指标，构建指标测度函数，结合改进层次分析法对各评价指标进行赋权，依照置信度识别准则判定风险概率指数，定量计算监测等级指数确定监控量测等级及相应的监测内容。以渝昆铁路小草坝隧道为例，对该隧道3个里程区段进行施工阶段监测等级划分，评价结果显示DK344+200 ~DK344+220区段监测等级为C。
2023 Vol. 60 (1): 202-208 [
摘要
] (
213
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519
)
209
曹小平 1 韦志凯 1 卢洪强 2 牟 晶 2 符小林 2 李志超 2
软土地层小半径盾构隧道下穿在建高铁地基加固效果研究
以福州地铁5号线盾构下穿在建福厦高铁为工程背景，针对软土地层小半径曲线盾构隧道下穿高铁高填方路基交叉施工工程的特殊性，利用现场监测数据对交叉施工全过程展开分析，研究该类工程地基加固效果及施工变形规律。结果表明，该工程若采用预应力混凝土管桩进行地基加固，后期地铁盾构施工不具备施工条件，需施作桩板结构进行地基处理；采用桩板结构对软土区域进行加固处理后，实测数据中最大地表沉降量为5.6 mm，为地表沉降控制值的18.67%，在可控范围内；提前进行地基加固后，当盾构隧道下穿施工时，路基不同位置处仅发生微小沉降，说明桩板结构加固对交叉施工变形有很好的控制效果；随着路基填筑高度增大，各层土压力值整体呈增大趋势，各层土压力变化速率呈“双峰曲线”，路基中间位置的土压力值比靠近两侧的土压力值大；盾构隧道下穿前，桩板结构混凝土支撑轴力的变化大致可分为“线性增长—过渡—再增长—稳定”4个阶段，当盾构下穿后，混凝土支撑轴力有小幅增大，后期逐渐趋于稳定。从监测数据分析可以看出，桩板结构的加固效果显著。
2023 Vol. 60 (1): 209-218 [
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规划设计与施工
219
张民庆 1 张虎元 2 谢君泰 3
深埋富水黄土隧道地表深孔袖阀管注浆加固机理及效果分析
黄土具有“强度低、变形量大、自承能力小、工程性质差”的特点，且对水特别敏感，一旦遇水，强度明显降低，工程性质急剧恶化。因此，富水黄土隧道的施工难度极大、安全风险极高。银川至西安高铁上阁村隧道穿越富水黄土地层，埋深102 m。施工中，通过降水试验无法取得明显的降水效果，同时隧道围岩变形大、进度缓慢。鉴于此，开展了地表深孔刚性袖阀管注浆试验研究。研究结果表明：（1）地表深孔袖阀管注浆可以有效加固地层，提高其自稳能力。加固机理主要表现为浆液对竖向原生节理的填充阻水作用、浆液结石体的空间骨架作用；（2）注浆后隧道拱顶累计沉降量明显减小，变形速率降低，仰拱闭合时间提前，隧道开挖进度可达到60～80 m/月。与未注浆工况相比，施工进度提高了3倍以上；（3）通过注浆，隧道基底黄土地层承载能力可提高3倍以上，从而可保证高铁隧道的长期运营安全。
2023 Vol. 60 (1): 219-224 [
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刘 智 1 钟长平 2
超大直径泥水平衡盾构断层破碎带掘进关键技术研究
为研究超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带施工技术，以深圳某隧道工程为依托，对超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带工程特点及难点进行分析，重点分析了泥水平衡盾构掘进过程中滞排、结泥饼、刀具磨损严重等问题产生的原因，并研究了泥水平衡盾构穿越断层破碎带的关键技术。针对滞排、结泥饼问题，在盾构机选型阶段优化刀盘结构设计，并采用大格栅+双破碎机排渣破碎系统、气垫直排式及主机段小循环模式等针对性措施，提高泥浆携渣能力、输送能力，降低渣土滞排和结泥饼的风险；针对刀具磨损严重问题，提出强化刀具状态监测及“逢红必检、有损必换”、杜绝刀具“带病作业”的刀具管理方针，确保刀具状态监测的可靠性和准确性，提高刀具使用寿命；最后，结合现场实践总结出“预防为主、防治结合、综合治理”的施工原则，采取辅助气压掘进模式穿越断层破碎带；通过对施工过程的研究分析，得到盾构掘进参数、泥水参数建议值以及各项针对性解决措施。
2023 Vol. 60 (1): 225-232 [
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233
陈金刚 郭 强 周海龙 槐文宝 董晓岐
地铁区间盾构与联络通道冻结加固同步施工技术方案及应用分析
以北京地铁7号线东延工程为例，为确保线路开通运营工期节点，车站机电安装与装修、区间盾构掘进及冻结法联络通道施工需同步进行。基于此，现场施工综合考虑工期、场地条件（地面、车站内及区间隧道内）、冻结效果及成本，提出2个联络通道冻结共用1个冻结站，即将冻结站设在已贯通隧道的2个联络通道中间位置的施工技术方案，通过优化冻结站机组选型、冻结管路布置、管片预加固支架体系等技术措施，实现区间盾构及冻结加固同步施工。根据施工过程监测及数据分析，总结冻结壁发展规律及通道安全开挖条件，同时对现场冷却水温度、环境温度升高等问题提出应对措施。通过实践证明该施工方案及相关技术措施安全、有效、可行。
2023 Vol. 60 (1): 233-240 [
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王明江 1 慈新航 2 陈俊武 3 朱长江 1 杨 峰 2
浅埋大偏压双洞六车道无中导洞连拱隧道进洞施工技术
云南省国家高速公路网G56楚雄（广通）至大理高速公路扩容工程金山隧道为六车道无中导洞连拱隧道。隧道侧穿岩层破碎的陡峭山坡，全隧道均为浅埋大偏压地形，且侧下方临近既有高速公路和乡道。隧道进口洞口段偏压尤为严重，存在大范围负埋深段落。为保证金山隧道进口进洞施工顺利开展，避免山体扰动影响既有公路运营，从隧道结构、山体加固及开挖施工等方面提出综合技术方案：（1）隧道洞口负埋深段以桩基承台+薄壁耳墙结构提供外侧竖向基础及横向支撑，抵抗山体偏压作用；（2）上部锚索与下部钢管桩加固方式增强洞口坡体横向稳定性；（3）隧道洞口实施半明半暗盖挖施工，减小围岩扰动。金山隧道进口进洞方案现场成功实施，不仅为全线按计划顺利通车创造了良好条件，还为大偏压大跨度无中导洞连拱隧道洞口段施工积累了工程经验。
2023 Vol. 60 (1): 241-248 [
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杨 义
非煤系地层瓦斯隧道施工关键技术与管理研究
非煤系地层瓦斯隧道与煤系地层瓦斯隧道在瓦斯来源、赋存、释放等方面存在本质上的不同，国内外对煤系地层瓦斯隧道施工及瓦斯监控技术研究较多，对非煤系地层瓦斯隧道大多参照煤系地层瓦斯隧道的技术进行管理，相关专题研究较少。基于新建兰渝铁路肖家梁隧道和新建渝怀二线黄草隧道两座不同类型的非煤系地层瓦斯隧道的施工实例，深入分析非煤系构造连通型瓦斯隧道和页岩气地层瓦斯隧道的瓦斯特点，提出瓦斯预报先行、通风稀释排出为主要手段、人工和自动监测相结合的瓦斯管理关键技术。经现场工程实践表明，施工安全得到了保证，投资和工期得到了控制，取得了良好的效果，为非煤系地层瓦斯隧道的安全管控提供了借鉴经验。
2023 Vol. 60 (1): 249-255 [
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新型材料与设备
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卢清国 1 马少军 2 姚文杰 3 张 鹏 2
岩土松散体内开挖救援通道的套筒式螺旋驱动掘进机自行进功能研究
在发生山体滑坡或泥石流、隧道塌方、地震等地质灾害的岩土松散介质中快速、高效、及时地开挖救援通道到达有人员被困（埋）地点是抢险救援的首要任务。文章介绍一种新型的依赖多根平行装设于圆筒式掘进机外周的长螺旋体旋转，驱动整个掘进机在岩土松散体内自主穿行开挖救援通道的掘进技术和装备，分析了掘进机的机构构成和自主前行动作机理，推导了套筒式螺旋驱动掘进机自主前行的条件。利用室内试验得到的螺旋齿高、齿根距和牙型角各参数的合理数值，研制了螺旋驱动套筒式试验样机。现场试验中，样机在松散土体内自主前行了10 m距离，证明了掘进机利用螺旋驱动原理在松散岩土类介质中自主前行开挖救援通道的可行性，为类似灾害事故中抢救被困人员的救援通道施工提供了安全、快速的施工技术和装备。
2023 Vol. 60 (1): 256-261 [
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262
黄逢源 1 张康健 2 陈登开 1 张志强 2 贾 斌 1
富水复合地层土压平衡盾构渣土改良试验研究
针对南昌地铁4号线富水复合地层，对饱和砾砂和中风化泥质粉砂岩进行渣土改良试验，选择合适的改良剂，并开展改良剂性能测试，基于坍落度试验、渗透性试验、直剪试验确定饱和砾砂和中风化泥质粉砂岩的改良剂合理添加比。将室内渣土试验成果应用于现场渣土改良，验证室内渣土改良试验的合理性。结果表明，采用泡沫剂溶液浓度为3%和膨润土泥浆配合比为1∶8时，改良剂性能满足工程要求。对于饱和砾砂渣土，合适的改良剂添加方式为泡沫与膨润土泥浆比4∶1，添加比为5%~7%；对于中风化泥质粉砂岩，合适的改良剂添加方式为泡沫与膨润土泥浆比为1∶4，添加比为10.8%~12.6%，或者全膨润土泥浆，添加比为9.9%~12%。
2023 Vol. 60 (1): 262-269 [
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270
张 宁 1,2 王梦雅 2,3 王 川 1,2 李召峰 2,3 马川义 1,2 张 健 2,3 彭少杰 3
赤泥基注浆加固材料制备与性能研究
为满足岩溶塌陷区注浆加固治理需求，选用赤泥、钢渣等固废，制备高性能赤泥基注浆加固材料，建立凝结时间、力学强度、膨胀性等性能的调控方法。试验结果表明，水泥掺量的变化对结石体7 d抗压强度的影响最大，赤泥基注浆加固材料7 d抗压强度随水泥掺量的增加呈先增大后减小的趋势，当单因素作用时，水泥掺量为15%时强度最高。结合单因素对浆液终凝时间和对结石体7 d力学强度的影响，可确定水泥掺量为15%、钢渣掺量为 15%、激发剂掺量为12%时，赤泥基注浆加固材料性能最优且流动性能优异。综合考虑赤泥基注浆加固材料的终凝时间和力学强度，确定每种膨胀剂的最优掺量为UEA膨胀剂6%、CSA膨胀剂6%、塑性膨胀剂0.2%。
2023 Vol. 60 (1): 270-280 [
摘要
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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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