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现代隧道技术
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现代隧道技术
2024年 61卷 4期
刊出日期：2024-08-25
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
“双碳背景下长大公路隧道智能通风照明理论及技术”专题
“双碳背景下长大公路隧道智能通风照明理论及技术”专题
1
陈湘生1,2,3 陈坤阳1,2,3 邱 桐1,2,3 王 雷1,2,3 何秋凤1,2,3 赖亚妮1,2,3陈武雄4 付艳斌1,2,3
城市轨道交通基础设施隐含碳排放研究综述
城市轨道交通基础设施碳排放的定量研究已经成为交通运输领域低碳建设的关注焦点。以Web of Science（WOS）核心数据库和中国知网数据库为基础，对城市轨道交通基础设施碳排放的定量研究进行系统性综述与分析，从研究方法和影响因素2个方面对样本文献进行深入分析与归纳，共涉及4种类型基础设施的碳排放，具体包括地铁系统（包括隧道和车站）、轻轨系统、市域快速轨道交通系统和有轨电车系统。首先对关于碳排放计算的文献的研究方法、目标与范围界定、功能单位和清单数据进行比较，确定研究方法的适用范围，并对数据来源进行分类；其次，确定并分析影响城市轨道交通基础设施隐含碳排放的关键因素；最后，讨论现有研究的不足。研究结果可为城市轨道交通基础设施碳排放核算标准化提供参考。
2024 Vol. 61 (4): 1-13 [
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14
梁 波1,2 牛佳安1 秦 灿1 何世永2 冉以锋3 朱双凯4
公路隧道光环境信息感知机理与评价方法
现有隧道照明研究大都基于明视觉亮度等物理评价指标，并未充分考虑行车时动态视觉环境的实际时空变化，且未充分反映驾驶者的心理、生理感知及行为反应。鉴于此，对隧道光环境与信息感知进行系统研究，揭示物理量信息与生物量感知的变化趋势及关系，进而提出一系列基于信息感知的隧道光环境评价方法，并通过开展大量静、动态信息感知试验加以验证。结果表明：隧道光环境由物质信息所构成，其特性又由物理量信息所表征；作为人-车-路耦合环境，信息感知既涉及隧道光环境的物理量信息感知，同时也涉及人的心理、生理反应即生物量感知；通过综合分析物理量信息与生物量感知的相互关系形成信息感知机理，构建以信息感知为基础的评价方法，可以为隧道光环境的设计和改善提供理论依据和指标参考。
2024 Vol. 61 (4): 14-27 [
摘要
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何世永1,2 唐欢欢2 梁 波1,2 史玲娜3 李 杰2 刘 豪2 王晓钰2
特长公路隧道通风照明联动理论及技术研究现状与进展
随着我国特长公路隧道数量、种类的增多，其运营通风照明涉及的安全、节能和舒适等问题逐渐突显。针对特长公路隧道通风照明理论及技术存在的问题，首先，系统梳理近 20 年中国知网（CNKI）和 Web of Science（WOS）数据库的相关文献，对稿件数量、研究动态和热点等进行趋势分析。其次，围绕研究热点阐述特长公路隧道通风照明联动理论及技术存在的问题。最后，从隧址区自然风、自然光对特长隧道通风照明影响的准确预测，交通量动态变化对行车安全影响，以及构建考虑隧道运营特征的智慧通风照明联动数字孪生模型等三个方面进行梳理总结，以期为特长公路隧道运营安全、舒适和节能提供思路。
2024 Vol. 61 (4): 28-40 [
摘要
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41
刘 媛1,2,3 于 丽1,2,3 王 雪1,2,3 郭晓晗1,2,3 路 明1,2,3
新能源汽车非排放产物生成规律及其对隧道需风量的影响研究
随着我国新能源汽车的推广使用，隧道中的污染物组成比例发生变化。为明确新能源汽车对隧道需风量的影响，采用资料调研、理论分析等方法，量化新能源汽车的污染物生成特性及与内燃机汽车的区别，探明在坡度与车速影响下大、中、小型3类车型的新能源汽车在不同混入比情况下对隧道运营阶段需风量的影响规律，对《PIARC2019》隧道需风量计算公式进行修正，给出修正系数的计算方法，并根据工程情况给出详细的通风设计方法。研究结果为：（1）基于4种生成途径下非排放类污染物PM生成机理，给出了非排放类污染物PM生成量与汽车重量之间关系的计算公式；（2）大型、中型和小型新能源汽车的非排放颗粒基准排放量修正因子分别为1.127、1.093和1.088；（3）考虑隧道坡度、车速、混入比影响，给出了临时施工运输隧道与普通公路隧道的运营通风需风量修正系数计算方法；（4）建立了运营通风需风量计算时不修正、修正、宜设置除尘机3个层次的适用条件判别公式。
2024 Vol. 61 (4): 41-50 [
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任 锐1,2 肖臻郅1,2 王亚琼1,2 史培龙1 王立志3
基于交通流特征的高海拔隧道通风能效研究
为了研究高海拔地区公路隧道车辆污染物排放特性与机械通风系统通风效率，选择乌尉高速天山胜利隧道隧址地区，针对3种典型柴油车车型进行烟尘排放现场试验，建立以车型、纵坡、车速、海拔等参数为输入的柴油车单车烟尘排放量预测随机森林模型，分析单车烟尘排放量实测值与《细则》计算值的相关性，并采用蒙特卡罗法研究隧道交通流特征参数对交通风增压效率与机械通风升压力的影响规律。结果表明：基于随机森林建立的柴油车单车烟尘排放量预测模型具有良好的预测精度，测试集的均方根误差为0.251 3；单车烟尘排放量实测值小于《细则》计算值，二者在车速小于70 km/h时呈高度线性相关；隧道所需机械通风升压力随混合车型交通量增加呈线性增加，交通风增压效率随交通量的增加呈指数减小，随单车烟尘排放量的增加而减小；影响单车烟尘排放量实测值的主次顺序为纵坡＞车型＞车速＞海拔高度，因此在高海拔地区公路隧道设计中应适当控制纵坡。
2024 Vol. 61 (4): 51-59 [
摘要
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60
沈 迪1，2 杜志刚1，2 张 兴1，2 焦志刚3 徐文广1，2
城市隧道入口遮阳棚对驾驶人视觉负荷影响试验研究
为研究隧道入口处驾驶人的视觉负荷特性及遮阳棚对驾驶人视觉负荷的影响，选取翔安隧道（有遮阳棚）及胶州湾隧道（无遮阳棚）开展实车试验，采集驾驶人瞳孔面积、注视持续时间、扫视幅度和眨眼频率作为研究参数进行对比分析，同时建立基于因子分析的隧道入口处驾驶人视觉负荷强度评价模型，确定两座隧道入口处驾驶人的视觉负荷程度。研究结果表明：与未设置遮阳棚的隧道相比，设置遮阳棚的隧道驾驶人的瞳孔面积、瞳孔面积变化率均值、注视持续时间和扫视幅度的均值都较小；驾驶人在驶入隧道过程中，瞳孔面积呈逐渐上升的趋势，无遮阳棚隧道驾驶人眨眼频率增加值波动较大，而有遮阳棚隧道驾驶人眨眼频率增加值变化较为平滑；设置遮阳棚可使驾驶人视觉负荷值降低51.85%，对改善隧道入口区域（包括遮阳棚临近段、遮阳棚段、隧道入口段）驾驶人的视觉负荷具有积极意义。
2024 Vol. 61 (4): 60-69 [
摘要
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70
林 志1 刘超铭1 王江华2 赵 耀2 黄可心1 李佳奇
基于实车试验的隧道入口段彩色路面行车安全性研究
驾驶人驾驶汽车进入隧道时，急剧改变的亮度环境将引起驾驶人产生视觉暗适应过程，造成“黑洞效应”，严重降低驾驶人的视认能力，易导致交通事故的发生。因此，提出在隧道入口段铺设明色化的彩色路面来提高洞内亮度，进而缓解“黑洞效应”的不利影响，并通过实车试验获得驾驶人在原色、绿色、红色和黄色路面条件下的障碍物发现距离，定量评价驾驶人在彩色路面条件下的视认能力。结果表明：3种彩色路面对驾驶人的视认能力均有不同程度的改善，其中黄色路面改善效果最好。
2024 Vol. 61 (4): 70-76 [
摘要
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77
黄登侠1 罗彦斌2 赵志强2 陈建勋2 刘伟伟2 冯如兵1 吴特力根1
天山胜利隧道“TBM法+钻爆法”施工期间服务隧道粉尘浓度测试与分析
为探索高海拔超特长隧道在“TBM法+钻爆法”共同施工期间洞内气象条件和粉尘浓度时空分布规律，以乌尉高速公路天山胜利隧道为依托，通过现场监测分析洞内风速、风向、气压、温湿度等气象参数时变规律与粉尘浓度时空特性，对比分析不同工况（爆破期间与非爆破期间）下服务隧道和联络通道粉尘浓度分布特征，揭示多工作面条件下服务隧道内粉尘沿程分布规律，探索不同位置工作面爆破对服务隧道及联络通道粉尘浓度的影响。研究结果表明：服务隧道和联络通道内温度、气压、湿度及粉尘浓度的时变规律基本一致，但风速和风向受断面过风面积和施工影响有所不同，联络通道风速较服务隧道风速波动大，受右洞近距离爆破冲击影响，联络通道内风向短期会发生变化，由服务隧道向联络通道排风转变为向服务隧道送风。服务隧道内粉尘浓度从洞口向洞内呈三个梯度递增，竖井自然排风效应显著。主洞非爆破时段，服务隧道中粉尘浓度基本稳定，PM2.5、PM10、PM100浓度分别维持在0.8 mg/m3、3.7 mg/m3、9.5 mg/m3水平，均满足隧道施工粉尘浓度阈值；主洞爆破时段，服务隧道内粉尘浓度急剧增加，PM2.5、PM10、PM100浓度达到峰值，分别高达1.4 mg/m3、6.9 mg/m3、21.3 mg/m3，该时段除PM2.5浓度未超标外，PM10、PM100 浓度均严重超过其容许浓度，超限比例分别为38%和113%，此时服务隧道应增大供风量为128.5 m3/s。在主洞未与联络通道相连阶段，风流需经过服务隧道排出，主洞爆破会同步驱动服务隧道和联络通道内粉尘浓度变化；当主洞与联络通道直接连通时，主洞爆破会显著影响联络通道内粉尘浓度，但对服务隧道内粉尘浓度影响较小。
2024 Vol. 61 (4): 77-85 [
摘要
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86
余 亮1 邓温悌1 杜志刚2, 3 杨永正2, 3
高速公路隧道入口弹性交通柱对交通安全影响试验研究
为了探究弹性交通柱对高速公路隧道入口区域交通安全改善效果，分别搭建高度为100 cm、90 cm、75 cm的荧光膜弹性交通柱与无弹性交通柱4种场景，通过驾驶模拟平台开展试验并获取驾驶数据。基于高速公路隧道入口处的驾驶员人因特征，分析有无弹性交通柱以及不同弹性交通柱方案对驾驶人车道保持、车速控制的影响。研究表明：荧光膜弹性交通柱使车辆轨迹横向偏移较小且稳定，相较于无弹性交通柱场景，100 cm、90 cm、75 cm高的弹性交通柱方案下驾驶人车道保持能力分别提升44.93%、36.38%、14.62%；设置弹性交通柱能够有效提高驾驶人对车速的控制能力，在接近段警示驾驶人提前减速，车速接近85%最高限速且平稳，相较于无弹性交通柱场景，100 cm、90 cm、75 cm高的弹性交通柱方案下驾驶人对车速的控制能力分别提升38.38%、30.40%、13.36%；弹性交通柱能提升隧道入口区域视线诱导的连续性、一致性、对称性，弹性交通柱高度与改善效果呈正相关，90 cm、100 cm高的弹性交通柱对于交通安全提升有着良好效果。
2024 Vol. 61 (4): 86-94 [
摘要
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理论研究与探讨
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吕林海1,2，3 蒋明杰1，2 谢忠铭1，2 黄钟晖4 王炳华3 梅国雄5
基于层状Mindlin解的基坑开挖引起下卧隧道变形计算方法
基坑开挖将不可避免地引起坑底一定深度范围内的土体回弹，导致下卧隧道隆起变形，而较大变形将对隧道安全构成一定威胁。为进一步探究基坑开挖对下卧隧道变形的影响规律，基于层状材料弹性理论，在考虑基坑两侧土体对坑底土体影响的基础上，运用积分变换和矩阵递推的方法，推导出多层土体内部作用轴对称荷载下土体竖向附加应力。在此基础上将隧道简化为Euler-Bernoulli长梁置于考虑土体连续性的利夫金地基模型中，推导得到基坑开挖卸荷下隧道纵向变形控制微分方程，并采用有限差分方法求解得到隧道纵向位移矩阵表达式。通过工程案例进行对比分析，发现所提出方法较Winker地基模型更加接近实测数据，验证其具有良好的预测效果。
2024 Vol. 61 (4): 95-104 [
摘要
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105
陈福江1,3,4,5 赖万松2 刘金刚6 佘伍越1 曾 锋1,3,4,5 高美奔1,3,4,5 刘国芯1
基于D-P准则三阶段蠕变模型的圆形隧洞黏弹塑性解
围岩的流变特性对隧道结构的长期变形有重要的影响。为了较好地描述圆形隧道开挖后围岩的黏弹塑性力学行为，采用分数阶蠕变模型描述围岩的流变特征，采用Drucker-Prager准则表征围岩的塑性特征，推导圆形隧道开挖后考虑支护支撑效应的围岩应力-位移理论解。通过具体算例，分析围岩流变参数对黏弹性塑性变形的影响。结果表明：（1）解析得到的围岩蠕变位移曲线与现场实测结果平均值曲线吻合较好，证明理论推导具有正确性；（2）当考虑黏塑性区围岩的剪胀效应时，围岩的变形值增加。剪胀效应越明显，围岩变形值增加的量值越大；（3）当黏弹性体或黏塑性体的黏性增强时，围岩的蠕变位移量值和速率都会相应增加。
2024 Vol. 61 (4): 105-111 [
摘要
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112
刘 博1,2 郑金雷1,3，4 张 昭1 麻建飞4
新建隧道上跨施工引起既有盾构隧道纵向变形力学模型研究
基于压力拱理论，根据新建隧道与压力拱的相对位置，将新建隧道上跨既有盾构隧道施工分为3种模式，并建立相对应的力学计算模型，给出模型适用的变形控制方程和求解方法，然后结合北京市大兴机场线新建草桥站上跨既有10号盾构隧道工程实测数据进行模型验证。结果表明，所提出的模型准确性高，计算得到的盾构隧道最大竖向位移相较于传统模型计算结果更接近实测值，可以提高盾构隧道纵向变形预测精度。
2024 Vol. 61 (4): 112-118 [
摘要
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119
杨银伟1 王宝友1 王立川1,2 王峥峥3 耿 麒4 章慧健2 冀国栋1
TBM带式输送机出渣技术经济比较研究
高效的出渣系统是项目工期和成本策划的重要内容。结合TBM施工实践，对带式输送机出渣技术优势进行分析，总结目前隧道施工常用的5种带式输送机类型，对各类输送机的特点和适用范围进行分析。在此基础上构建TBM法隧道施工模型，对带式输送机出渣和有轨出渣的经济性进行比较，针对TBM带式输送机出渣提出思考和建议：（1）带式输送机应作为TBM法施工出渣首选设备；（2）将节能环保作为输送机设计的重要一环；（3）提高输送机智能化运维管理水平；（4）提高带式输送机关键部件的可靠性；（5）考虑特殊结构设计，提高带式输送机结构设计与工程的适应性。
2024 Vol. 61 (4): 119-125 [
摘要
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126
崔光耀1 戴艾蒙1 麻建飞2 宁茂权3,4
矩形顶管隧道施工碳排放计算方法及影响因素研究
依托莆田火车站站前广场矩形顶管工程，基于全生命周期理论框架并结合排放系数法，研究矩形顶管隧道的施工碳排放计算方法及影响因素。研究结果表明：水泥、钢铁和电力是矩形顶管隧道施工中主要的碳排放来源，隧道顶进长度与工程总碳排放量呈正比关系，但与每延米碳排放量呈反比关系，其中顶进长度从224 m增加到424 m时，每延米碳排放量减排最多，减幅超过26%；当管片宽度从1.2 m增加到2.4 m，管节防水碳排放量减幅达到72%；同一开挖长度情况下，管片宽度从1.2 m增加到1.5 m的减排效益最好，最大减幅为4.3%，管片宽度超过1.5 m时，每延米碳排放量的减排幅度不再显著。
2024 Vol. 61 (4): 126-134 [
摘要
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须民健1 凌 睿2 郭鸿雁1 王庆岭3
基于LoRa的长大隧道（群）数据传输技术研究与开发
针对长大隧道（群）在施工与运营过程中监测数据传输受阻问题，提出一种基于LoRa及数据中继技术的数据传输方法,分析隧道在特殊环境中通信距离、抗干扰性和低功耗特性，设计长大隧道（群）的数据传输通信组网方案，研制相应无线中继设备和无线网关设备，实现远程服务器与隧道现场传感器数据的可靠传输。试验结果和测试结果表明，提出的基于LoRa的长大隧道（群）数据传输技术可以实现远程服务器与现场传感器之间的互联互通，从而满足长大隧道施工、养护过程对设备远距离通信、低功耗运行的要求。
2024 Vol. 61 (4): 135-141 [
摘要
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数值分析与计算
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周 嵩1 潘 岳1，2 刘永胜1，2 谢 韬1，2 张理蒙1 张继超1
极高地应力破碎地层斜井进正洞力学行为分析及施工优化研究
针对极高地应力破碎地层斜井转正洞大断面隧道群钻爆法施工所面临的多次扰动及群洞效应所带来的安全问题，开展了隧道群施工过程中围岩力学状态及劣化过程研究。以某深埋大断面双洞TBM隧道斜井进正洞工程施工为例，通过隧道力学理论分析，揭示极高地应力破碎地层群洞效应的力学机制和影响因素，建立隧道群三维数值模型，对隧道群开挖过程的围岩应力应变状态进行数值分析。结果表明，加强支护结构和采用超前支护均可降低围岩变形量，但是采用超前支护对围岩变形的控制效果更好；通过优化施工步序，并采用大管棚进行超前支护，可在不改变支护结构参数的情况下有效控制围岩变形，保障施工安全。
2024 Vol. 61 (4): 142-150 [
摘要
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151
刘肖汇1 封 坤1 郭文琦1 鲁选一1 彭长胜2 李姣阳2
内部结构施作方式对盾构隧道纵向力学特性的影响研究
为研究装配+现浇式内部结构和全现浇式内部结构的盾构隧道在超载下的纵向力学性能，以济南济泺路穿黄隧道及武汉三阳路隧道为工程背景，采用ABAQUS有限元软件建立围岩-管片-内部结构三维数值模型，并通过相似模型试验验证数值模型的合理性，对比分析不同内部结构施作方式下管片和内部结构的变形及力学特征，针对内部结构的损伤分布情况提出相应构件间连接的优化思路。研究结果表明：装配+现浇式内部结构分担的内力小于全现浇式结构分担的内力，管片承担的弯矩和剪力更大，导致管片的张开量和错台量均大于全现浇式，其中张开量的差异较为明显，较全现浇式的高10.02%~21.64%。此外，装配+现浇式内部结构由于应力集中影响更易出现局部损伤。当内部结构出现大面积损伤时，其加载区域承担的正弯矩下降，两端未破坏区域承担的负弯矩增大，结构的抗弯刚度降低，导致管片的弯矩值和环间张开量增大。
2024 Vol. 61 (4): 151-160 [
摘要
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178
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161
朱美恒1 陈思睿2 黄忠凯2 李永波1 张吾渝3 张冬梅2
地表超载作用下大直径全预制装配盾构隧道受力变形规律研究
为满足结构设计要求，大直径全预制装配盾构隧道中隔墙与管片之间会预留一定的变形空间，但是在超载作用下运营期隧道管片与中隔墙可能发生接触，改变隧道结构体系的受力模式，给隧道结构安全运维带来巨大的挑战。鉴于此，依托上海机场联络线隧道工程实例，建立大直径全预制装配盾构隧道三维精细化有限元分析模型，分析地表超载作用下大直径全预制装配盾构隧道管片与中隔墙协同受力和变形规律。研究表明，超载作用下大直径全预制装配盾构隧道管片与中隔墙会发生接触，接触后隧道结构刚度和承载能力提高，但超载作用会引起管片与隧道内部构件损伤，其中弧形构件板底、弧形构件柱帽上方板顶、弧形构件柱帽外侧和中隔墙底部均处于受拉状态，为内部构件易损节点；隧道结构损伤及破坏模式受中隔墙顶部预留间隙影响，为提高隧道承载能力，建议将中隔墙顶部间隙控制在90 mm左右。
2024 Vol. 61 (4): 161-171 [
摘要
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王志远1 杨 昊2 林 刚1 连正洲2 喻 波1
连接螺栓对盾构隧道振动响应的影响分析
为了研究螺栓失效对盾构隧道振动响应的影响，并探明螺栓失效时衬砌的作用，以国内某盾构隧道为工程背景，建立三维精细化数值计算模型，采用显示动力时程法对隧道的动力响应进行计算分析。结果表明：（1）在列车振动荷载作用下,管片螺栓失效导致隧道内部结构的峰值加速度增加39.5%，管片的峰值加速度增加64.8%，表明螺栓失效降低了隧道衬砌结构的刚度，从而导致隧道结构的动力响应更加剧烈。（2）在螺栓失效时，双层衬砌隧道的内部结构峰值加速度比单层衬砌隧道的峰值加速度低13.3%，且前者的管片峰值加速度比后者的管片峰值加速度低54.1%，表明双层衬砌盾构隧道在列车振动荷载下的动力响应更弱，即二次衬砌能缓冲列车行进对隧道结构的冲击力。（3）在列车荷载作用下，管片的峰值加速度最大为内部结构峰值加速度的17.2%，列车荷载主要由内部结构承担。（4）螺栓失效对管片与内部结构连接位置的峰值应力和位移几乎没有影响，表明列车荷载作用下连接位置的应力与位移对于螺栓失效并不敏感。（5）二次衬砌的施作使管片与内部结构连接位置的峰值加速度降低了57.0%，位移降低了22.2%，最大主应力降低了21.4%，表明二次衬砌能够降低管片与内部结构连接位置在列车荷载作用下的动力响应，保护隧道结构。
2024 Vol. 61 (4): 172-179 [
摘要
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180
苏培东 陆星好 李有贵 邱 鹏 安兴玲
亭子口灌区瓦斯水工隧洞施工通风影响因素研究
依托亭子口灌区典型瓦斯隧洞工程，基于CFD软件对瓦斯隧洞施工通风效果进行模拟，得到通风流场与瓦斯浓度分布场。通过控制风管出风口与掌子面距离、风管直径、风管出风口风速、离壁距离以及风管布置夹角，研究洞内瓦斯分布规律。结果表明：（1）风管直径与出风口风速的增大均可有效稀释掌子面处聚集的瓦斯，降低洞内瓦斯最高浓度，但若风速过大则对瓦斯的稀释效果提升有限；（2）随着风管出风口与掌子面距离的增加，隧洞内瓦斯最高质量分数先减少后增加，随着风管离壁距离的增加，洞内瓦斯最高质量分数总体呈上升趋势；（3）风管呈75°夹角布置时对瓦斯稀释最有利，风管布置夹角为0°时对瓦斯稀释最不利，风管布置夹角对洞内瓦斯浓度的影响相对最小；（4）考虑多因素复合影响，在本次正交试验因素及水平下，对隧洞通风效果影响最大的是离壁距离，其次为出风口与掌子面的距离，最次为出风口风速。
2024 Vol. 61 (4): 180-191 [
摘要
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192
于文端1 丁万涛2 王承震1 孙腾云1 郭晨涛1 王志成1 王 涵2
泥浆和岩渣特性对泥水平衡盾构气垫舱岩渣排出规律影响研究
泥水平衡盾构机气垫舱内岩渣的快速排出对于保证施工安全和提高掘进效率至关重要，为探究不同泥浆和岩渣特性对岩渣排出的影响，基于CFD-DEM耦合计算方法并结合实际工程建立可以完整反映气垫舱内岩渣排出的数值计算模型，探究不同泥浆膨润土含量、岩渣直径（d）和形状系数（Sf）条件下岩渣排出规律，分析不同因素对结果影响的程度。结果表明：随着泥浆中膨润土含量从8%增加至16%时，岩渣排出率从10.0%增加至21.9%；直径大的岩渣更不易被排出，随着岩渣直径从20 mm增加至40 mm时，排出率从14.4%降低至7.9%，这归因于直径大的岩渣起动需要更高的泥浆流速；由于岩渣的滚动趋势随着形状系数的减小而降低，因此形状系数小的岩渣无法通过滚动的方式直接排出，当形状系数从1减小至0.6时，排出率降低了约59.5%。
2024 Vol. 61 (4): 192-201 [
摘要
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试验与监测
202
何晟亚1 李 亮1 李恒一1 张建经2 叶 亮1 文海家3 段虎辰4 谢 朋4
可视化软土隧道模型试验相似材料的配置及其物理力学特性研究
可视化的模型试验是明晰软土隧道开挖诱发连锁事故触发机理的有效手段，而合理配比的相似材料是保证模型试验可靠性的关键。选取正十二烷、15#白油、熔融石英砂和纳米级白炭黑配置透明软土相似材料。通过密度与含油率测试、标准固结试验和固结快剪试验，开展配制材料力学和变形特性分析。研究结果表明：相似材料的密度在1.30~1.59 g/cm3之间，含油率在36.13%~124.71%之间，初始孔隙比在0.70~2.34之间，压缩系数在0.09~1.04 MPa-1之间，压缩模量在0.96~20.11 MPa之间，黏聚力在2.3~31 kPa之间，内摩擦角在14.82°~27.07°之间时，与天然软土相似。试样的e-p曲线均具有较为明显的“上凹型”，e-lgp曲线均呈近似直线下降趋势。每组配比的固结系数在7.87×10-4~2.02×10-2 cm2/s之间，符合天然软土固结系数取值范围。透明软土归一化后的剪应力-剪切位移曲线与天然软土的相同，均呈现应变硬化的特点。
2024 Vol. 61 (4): 202-209 [
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210
潘笑海1 申玉生1 王浩鱇1 王岩岩1 张昕阳1 张 熙1 左雷彬2
多破裂面走滑断层错动下隧道结构响应规律研究
大型活动走滑断层破碎带内的岩体位错具有明显的非线性特征，使得断层带内不同区域岩土体的破坏特征各不相同，穿越断层区隧道结构变形受力十分复杂。文章依托某穿越大型走滑断层隧道工程，通过模型试验与数值模拟研究穿越多破裂面走滑断层的隧道结构响应沿纵向的分布规律。结果表明：随着断层错动量的增加，隧道水平位移不断增加，隧道变形呈现S型分布特征，且错动引起的隧道变形主要发生在断层区域内。走滑断层错动下，隧道拱腰纵向变形反弯凹陷段与围岩挤压更为明显，凸出段与围岩存在脱离趋势。隧道结构的受力破坏主要集中于两断层错动面附近，断层上盘隧道结构相较于下盘隧道结构更易被损坏。
2024 Vol. 61 (4): 210-220 [
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221
赵树磊1,2 张 科3 董 晨4 陈 政1,2 郭 春1,2
成都地铁运营区间隧道颗粒物成分及浓度分析
地铁运营过程中在区间隧道产生的污染物会通过风亭排放到大气中，为了解地铁区间隧道颗粒物浓度分布、成分及形貌特征等，依托四川省成都市4个典型的地铁站，采用激光粉尘检测仪对4个站点的活塞风亭处颗粒物浓度进行现场测试，采集颗粒物样品进行扫描电镜和能谱分析确定颗粒物来源，并运用皮尔逊系数进行区间隧道与周围环境相关性分析。研究结果表明：地铁经过区间隧道产生的颗粒物形态多为球状、棱角状等，所含元素主要为Fe、Al、Ba、Zn等金属元素，其主要来源为地铁运行过程中轨道与车轮、制动器之间以及地铁车辆的受电弓与供电的接触网之间界面处的机械损耗和摩擦；PM10浓度远高于PM1及PM2.5浓度，且各粒径颗粒物浓度无明显关系；地铁区间隧道颗粒物浓度受季节影响较大，冬季产生的PM2.5、PM10浓度值高于其他季节，且PM10排放浓度超标；4个站点各PM指标的皮尔逊相关系数r均大于0.8，风亭处污染物浓度与周边环境大气污染程度高度线性相关。
2024 Vol. 61 (4): 221-231 [
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规划设计与施工
232
周晓军
基于横断面几何参数的高速铁路隧道预制拼装二次衬砌分块设计方法
基于设计行车速度为300~350 km/h的单洞双线高速铁路隧道建筑限界和衬砌内轮廓的技术指标，分析和提出钻爆法隧道二次衬砌预制块划分的设计方法，给出确定预制拼装二次衬砌预制块几何参数的计算公式，并结合算例对计算公式进行验证，同时还提出高速铁路隧道二次衬砌预制块的通缝和错缝拼装方法。
2024 Vol. 61 (4): 232-243 [
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244
陈海勇1，2 郑晓悦1 施成华1 史 渊3 孙影杰1 胡俊山3 王祖贤1
复杂地层大直径越江盾构隧道施工重难点及关键技术——以武汉地铁12号线国-凌段越江隧道工程为例
针对大直径泥水平衡盾构穿越高黏性土、角砾土和碎石土等复杂地层时的施工难题，依托武汉地铁12号线国博中心南站—凌吴村站区间越江隧道工程，从盾构设备选型、设备改造、掘进施工控制等方面提出针对性的解决处置方案。现场应用效果表明，采用增大刀盘开口率、刀盘中心区域倒锥形设计和多重组合式大流量冲刷等方式，可以解决大直径泥水盾构穿越高黏性地层时刀盘易结泥饼问题；通过刀具针对性配置、泥水舱搅拌臂加长及增设磨损检测系统等多重处理措施，使得盾构顺利通过角砾土地层，设备改造后，该地层盾构平均贯入度提高约247%；采用增设采石箱及交互式双联筛分管路系统的方式，能有效解决大直径泥水盾构穿越碎石土地层时大块碎石堵泵严重影响掘进连续性的问题。
2024 Vol. 61 (4): 244-254 [
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255
杨 帆1 何复生1 晏启祥3 李卫东2 陈 健2 赵泽昌3
高水位砂化白云岩地层突涌水注浆技术研究
砂化白云岩具有节理发育、破碎等特点，当地下水位于隧洞顶板以上且围岩裂隙及节理发育密集时，丰富的地下水在水头的作用下改变流向并向隧洞开挖面聚集引发突涌水。为降低施工风险、探索并解决注浆加固质量不理想的问题，依托滇中引水隧洞项目，通过现场分析、数值模拟、工程实践方法，研究适用于中等砂化白云岩的注浆压力、浆液配比、注浆厚度等注浆参数和施工工艺。结果表明：砂化白云岩地层下，注浆长度宜控制在20 m以内，开挖轮廓外加固范围宜控制在4 m左右，注浆终压宜控制在12 MPa以内，浆液扩散半径宜控制在1.5 m以内，单液浆与双液浆配合比宜选用1∶1。注浆工艺采用长短管注浆技术，能避免浆液回流，提高注浆压力，增加注浆分段长度，加快施工进度，提高注浆加固质量。
2024 Vol. 61 (4): 255-265 [
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266
邓 锋1 张永辉2 孙志远1 胡志平2 肖吉勇1 王永亮1 陈光兴1
软硬互层围岩隧道二次衬砌开裂特征及原因分析
软硬互层围岩隧道施工期间二次衬砌开裂屡见不鲜。以在建的G544线永丰隧道为依托，通过现场测试、力学试验和理论分析对隧道二次衬砌裂缝特征及开裂原因展开分析。研究结果表明：先行洞（右洞）二次衬砌裂缝数量较后行洞（左洞）多且呈非对称分布，主要聚集在右边墙及部分拱腰处，以环向裂缝为主；二次衬砌开裂主要是由于高地应力环境下隧道开挖使倾斜软硬岩层之间产生不协调变形，从而使支护结构承受较大围岩压力，导致具有设计缺陷的二次衬砌发生开裂；围岩强度的各向异性和地下水的分布不均，致使二次衬砌裂缝分布不均；左、右洞的开挖顺序不同使左、右洞的开裂程度不同。
2024 Vol. 61 (4): 266-274 [
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新型材料与设备
275
蔡光远1 唐泽人2 陈 辰3 朱元昌2 于朋臣3 柳 献2
大长细比预制中隔墙智能拼装设备研发
针对上海机场联络线盾构隧道大长细比预制中隔墙拼装施工的技术难题，首先阐述预制中隔墙的构造特点，提出中隔墙智能拼装设备的研发思路，详细介绍中隔墙拼装设备的细部构造；之后分析中隔墙的姿态控制，提出姿态控制指标；最后采用所研发设备进行中隔墙拼装施工，总结相应的施工方法。结果表明，所研发的拼装设备可实现中隔墙的抓取、翻转和精调等功能，且在极限工况下满足拼装要求，施工效果良好，可为后续类似工程提供借鉴。
2024 Vol. 61 (4): 275-282 [
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283
赵小鹏1 李 震2,3 袁 锐2,3 李鹏飞2,3 闵凡路2,3 张 雷1
风化岩渣矿物成分对盾构壁后注浆体性能影响研究
在风化岩层中进行盾构掘进产生的岩渣矿物成分较为复杂，其对浆体性能的影响规律及机理尚不明确。依托南京和燕路过江通道工程，使用不同矿物粉末替换岩渣中细颗粒（<75 μm），测试废弃风化岩渣替换商品砂配制的岩渣-硬性浆的基本性能，并结合XRD、SEM等微观试验，探究岩渣细颗粒中矿物成分对浆液性能影响机理。结果表明：石英对浆液流动度与稠度几乎没有影响，高岭石的掺入会显著降低浆液流动度与稠度，当商品砂完全被高岭土-岩渣替换时，浆液初始流动度损失约31%，稠度降低48%，高岭石含量是影响浆液流动性的主要因素；高岭石能够促进C-S-H凝胶与钙矾石的生成，缩短浆液凝结时间，平均缩短23.6%，生成的C-S-H相互搭接、黏结，填充孔隙，提高浆液强度；但高岭石含量过多时，生成的过量钙矾石会覆盖在水泥表面，阻止水泥进一步水化，从而降低浆体抗压强度。
2024 Vol. 61 (4): 283-290 [
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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