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现代隧道技术
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现代隧道技术
2024年 61卷 6期
刊出日期：2024-12-25
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
安全防灾与病害整治
理论研究与探讨
1
张军伟1 杨 哲1 毛锦波2 张斌斌2
2003—2022年我国竖井施工事故发生规律与分布特征
为了解我国竖井施工事故发展规律，运用折线图、柱状图、区域分布图、饼状图等图表对2003—2022年间发生的106起竖井事故进行统计分析，结合事故次数、死亡人数与受伤人数指标，获得事故的时间分布特征、空间分布特征及事故等级与类型分布特征，并针对性地提出竖井施工安全防控措施。通过年份、月份、工作日及时间区段分布研究竖井事故的时间分布特征，发现2003—2022年期间3项指标变化具有明显的周期性，事故高发月份是6月，事故高发工作日是周四。对竖井事故空间分布情况进行可视化分析，发现事故高发省份主要位于中部地区，其次是西北以及西南地区。利用死亡人数对竖井事故等级进行判定，发现事故等级以一般事故为主，而较大和重大事故所造成的死亡人数占总体人数的84%左右。将竖井事故类型划分为9种，发现人员坠落、高空坠物、井壁坍塌是最常见的事故类型。
2024 Vol. 61 (6): 1-8 [
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9
王岩岩1,2 申玉生1,2 常铭宇1,2 潘笑海1,2 张昕阳1,2 滕孔先3
岩石非定常Cvisc蠕变模型及其参数反演方法
岩石蠕变在应力的长期作用下可能会有衰减蠕变、稳态蠕变、加速蠕变3个阶段，FLAC 3D软件中的Cvisc模型可以较好地模拟岩石在衰减蠕变和稳态蠕变阶段的表现，但在描述加速蠕变阶段时存在明显不足。鉴于此，通过调整Cvisc模型的黏滞系数对其进行非定常化处理，使其具备描述岩石加速蠕变特性的能力，并推导相应的三维蠕变方程。同时，为了获取非定常Cvisc模型的围岩蠕变参数，利用BP-PSO算法建立蠕变参数反演神经网络模型，根据现场隧道拱顶沉降监测数据验证该算法的合理性，并对非定常Cvisc模型与原Cvisc模型在预测拱顶沉降时的表现进行对比分析。结果显示，非定常Cvisc模型对岩石加速蠕变阶段的拟合效果显著优于原Cvisc模型，能够更精确地描述岩石包括加速蠕变阶段在内的整个蠕变过程。
2024 Vol. 61 (6): 9-20 [
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21
吴国宾1,2 陈必港3 陈治伙3 廖大刚3 楼晓明1,2 曾华恒1,2
楔形掏槽爆破槽腔内岩块运动规律研究
为研究隧道掏槽爆破中楔形槽腔内部岩块运动规律，并确定合理的楔形掏槽延期时间，首先基于合理的假设建立楔形掏槽爆破岩块抛掷过程理论模型，然后采用一维不定常流理论和牛顿第二定律来求解不同设计参数下楔形槽腔内岩块运动时程曲线。运用SPH-FEM耦合数值模型验证槽腔内岩块运动规律推导的合理性，并分析不同孔网参数下待爆岩体抛掷过程，以及槽腔内岩块抛掷特征和运动规律。结果表明，在第一楔掏槽深度为2.0 m时，软岩、中等坚硬岩和坚硬岩的第一楔槽腔形成时间分别为32.68～35.66 ms、33.10～36.45 ms和34.4～38.22 ms，“二阶二段”楔形掏槽孔的延期时间设计需要大于以上槽腔形成时间。
2024 Vol. 61 (6): 21-28 [
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29
蔡光远
基于土拱效应临界深度的新型主动土压力分布模式
考虑土拱效应的墙后主动土压力求解过程中，土拱并非是在整个区域内发挥作用，而是当达到一定深度时才开始发挥作用。基于此思想，利用考虑土拱效应的土压力理论与经典库仑土压力理论，对土拱发挥作用时的临界深度进行分析，并提出一种基于土拱效应临界深度的新型主动土压力分布模式，通过数值模拟方法对土拱效应临界深度进行验证，并对影响临界深度的参数进行敏感性分析。结果表明：临界深度受土体内摩擦角和墙土摩擦角的影响较大，随着内摩擦角的增加，临界深度会逐渐减小，土拱发挥作用的空间逐渐增大；墙体高度对临界深度的影响较小。
2024 Vol. 61 (6): 29-34 [
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35
惠 强1 高 峰1,2 谭绪凯1 尤冬梅1
基于分层位错理论的穿越活动断层隧道结构损伤特征研究
为研究断层错动作用下隧道结构的损伤特征，基于分层位错理论，结合混凝土弹塑性损伤本构模型，建立穿越断层隧道模型以分析不同条件下衬砌结构的损伤特征，并通过实际工程案例验证模型的准确性。结果表明：复合式衬砌很难抵抗大尺度位错，对于案例隧道，断层处复合式衬砌结构在Mw=5.0~5.2级中强地震作用下即发生破坏；随着断层错动角的改变，衬砌结构拉、压损伤区域也会发生偏移，拉致损伤区域与断层错动方向一致，压致损伤区域与断层错动方向垂直；断层走滑错动相较倾滑错动对衬砌结构的破坏程度更大；随着埋深的增加，衬砌结构损伤区域逐渐向断层及衬砌拱腰处集中。
2024 Vol. 61 (6): 35-44 [
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45
匡 亮1 粟 威1 陶伟明1 田四明2 申玉生3 黎 旭2 汪辉武1
跨走滑断层隧道结构影响分区及设防范围研究
针对跨走滑断层隧道结构影响分区及设防范围问题，以某高海拔高烈度区活动断层隧道为背景，采用有限差分数值模拟方法，分析走滑断层错动下隧道结构应变、变形及内力特征，提出走滑错动影响范围及分区，并通过跨走滑断层隧道模型试验，验证错动破坏机理及结构响应特征，得出断层错动对隧道结构的影响规律与范围。研究结果表明，断层走滑错动下隧道以拱腰水平受压变形为主，随错动量增加变形持续增大，但增长幅度降低，影响分区可分为主要影响区、次要影响区和稳定区，主要影响区为固定盘侧1.4D、活动盘侧2.1D区域及断层带全段（D为隧道跨径），活动盘侧次要影响区为2.1D～6.3D区域，其他区域为稳定区。最大剪应力主要集中在错动影响区，需重点加强错动影响区抗错断设计。断层带受活动盘联动错动影响，位移呈逐级递增趋势，上下盘与断层交界面为主要滑动面，断层带内相对错动较小，隧道结构受断层错动影响范围为断层带内部、上盘0.7D、下盘1.5D区域。
2024 Vol. 61 (6): 45-54 [
摘要
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55
许 鹏1 杨瑞松1 伍毅敏2
寒区隧道脱空积水冻胀力计算及冻胀机制研究
针对寒区隧道衬砌背后脱空积水冻胀引起衬砌开裂、掉块问题，开展寒区隧道衬砌背后脱空积水冻胀力计算理论研究，通过引入考虑排泄条件时的衬砌脱空积水冻胀力计算模型，分析温度波动条件下圆楔型脱空积水冻结过程，揭示圆楔形脱空积水冻胀力的形成机制。结果表明：衬砌背后脱空积水冻胀力随空腔高度的增加而增大，随空腔长度的增加变化并不显著；对于防水层外侧脱空，排泄系数取0，脱空积水冻结时不会产生冻胀力；对于防水层内侧脱空，排泄通道最先冻结时，排泄系数取1，排泄通道与脱空空腔底部距离越近，排泄系数越大，空腔内冻胀力越大；衬砌脱空空腔内水体冻结均从脱空边缘厚度最薄处开始，然后向较厚部位发展；温度日周期波动条件下，衬砌空腔先冻结的区域会先融化，防水层内侧脱空积水的冻结-融化、水补给-冻结过程导致空腔内冻胀力逐渐增大。
2024 Vol. 61 (6): 55-63 [
摘要
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64
张成友1 汪 波1 杜泽昊1 高筠涵1 谭力豪2
不同锚杆支护体系防岩爆适宜性分析与锚杆参数优化研究
为研究以锚杆为核心的主动支护技术在岩爆隧道中的支护效果，以九岭山隧道为依托工程，通过应力解除法及点荷载试验得到洞壁二次应力和岩石强度，并开展岩爆判据适宜性比选分析与隧道初始应力场反演，在此基础上从应力和能量角度，对比分析主、被动支护对岩爆的控制效果，并针对不同岩爆等级下主动支护体系关键参数进行探究。研究结果表明：（1）主动支护相比于被动支护能明显降低洞周的σθ /Rb最大值，抑制岩爆发生的烈度；主动支护的“吸能释能”作用更强，主动支护模式更符合岩爆隧道的支护理念；（2）增大锚杆强度与减小锚杆间距皆可以提高主动支护体系对岩爆的防治效果；（3）对于提高中等、强烈岩爆防治效果，提升锚杆强度比减小锚杆间距更有意义，且更加经济。
2024 Vol. 61 (6): 64-73 [
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74
彭 子1,2 文 萌3 陈 媛4 邓 禹5 郭 春1,2
城市综合管廊廊内温度预测公式及应用研究
城市综合管廊廊内温度是影响其安全运营的重要因素，为了解决综合管廊廊内温度预测困难的问题，基于传热理论建立综合管廊廊内温度预测公式。首先，根据管廊与土壤传热过程推导管廊内热平衡方程；其次，通过引入管廊空气壁面温度差拟合公式，建立管廊廊内温度预测公式；最后，将预测公式计算结果与实测数据和数值模拟结果进行对比。研究结果表明：综合管廊廊内温度预测公式具有一定的准确性，其计算结果与实测数据相比，空气温度平均误差为1.57%，壁面温度平均误差为12.14%，与数值模拟结果对比，差值在1.8 ℃内。应用该公式对成都市某管廊进行温度分析，该管廊在8月~11月内无结露风险，且大气温度低于壁面温度，仅需要基本的换气通风；2月~5月为结露高风险期，大气温度高于壁面温度，除进行基本通风换气外，还需要增加风量以缓解结露现象。
2024 Vol. 61 (6): 74-81 [
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绿色智能建造
82
张昕阳1,2 申玉生1,2 常铭宇1,2 王浩鱇1,2 潘笑海1,2 王岩岩1,2
基于GA-BP神经网络的隧道围岩相似材料配合比设计
为实现对隧道模型试验中围岩相似材料物理力学参数的控制和优化，设计一种用于围岩相似材料物理力学参数预测的GA-BP神经网络算法，该神经网络结构包含3节点输入层、7节点隐含层、3节点输出层。输入层采用遗传算法（Genetic Algorithm）对BP神经网络的权重和阈值进行改进，以河砂、粉煤灰、机油的含量作为输入参数，密度、黏聚力、内摩擦角作为输出参数；以实测数据作为样本，通过对比分析遗传算法优化前后BP神经网络模型的均方差、绝对误差和相对误差等指标，深入评估模型的性能，并基于分析结果建立一套给定相似比下的围岩相似材料配比设计方法。研究结果表明：GA-BP神经网络算法能够应用于围岩相似材料物理力学参数的拟合和预测，相比传统BP神经网络，GA-BP神经网络预测数据误差更小、精度更高；基于GA-BP神经网络的围岩相似材料物理力学参数预测模型能快速、准确确定给定相似比下的原材料配比范围，减少重复试验次数。
2024 Vol. 61 (6): 82-91 [
摘要
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92
张明书1 姚 琛1 吴贤国2 陈虹宇3 冯宗宝2 杨 赛2
基于BO-Adam-Bi-LSTM的盾构下穿既有隧道变形预测及调控
针对盾构隧道下穿施工诱发既有隧道变形和安全控制的问题，设计一种基于深度学习的既有隧道变形预测模型以捕捉变形发展规律。使用Adam算法优化双向长短期记忆网络（Bi-LSTM），采用贝叶斯优化（BO）调参，建立基于BO-Adam-Bi-LSTM的盾构下穿既有隧道变形预测模型，并与其他神经网络模型的预测结果进行对比；利用SHAP提高模型的可解释性，确定关键施工参数。结果表明：建立的BO-Adam-Bi-LSTM变形预测模型具有较高的预测精度，预测水平位移与竖向位移时，其测试集 R2分别为 0.935、0.924，均方根误差 RMSE 分别为 0.504、0.903，平均绝对误差MAE分别为0.415、0.824；采用SHAP方法发现盾构土舱压力对既有隧道水平变形预测结果的影响较大。通过调整对模型预测结果贡献度较大的几个参数，可以有效地将隧道变形值控制在预警范围内。
2024 Vol. 61 (6): 92-99 [
摘要
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100
高福忠
基于特征降维和深度学习方法的城市隧道爆破振动参数预测研究
为了对爆破施工诱发的振动进行精准预测，提出一种基于t-SNE特征降维算法和BWO算法优化的深度学习GRU模型。基于厦门海沧海底隧道陆域浅埋段的爆破振动监测数据，以岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、爆心距、炸药单耗、辅助孔排距、周边孔孔距6个参数为输入变量，以主控爆破振动参数爆破振速和爆破主频为输出变量，对该模型的预测准确性进行验证，并与传统机器学习模型SVR算法和BPNN算法进行对比。结果表明，采用t-SNE-BWO-GRU深度学习模型对爆破振动参数进行预测，其R2平均值为0.976 0，MAPE平均值为5.70%，爆破振速RMSE为0.019 3，爆破主频RMSE为2.214 0，可以实现对爆破振动参数的准确预测。
2024 Vol. 61 (6): 100-110 [
摘要
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数值分析与计算
111
孙中秋 朱 明 贾飞扬 徐益飞
矩形明洞回填黄土对落石冲击响应的数值模拟研究
矩形明洞在抵抗落石冲击时，其结构所承受的冲击动力荷载传递过程较为复杂。考虑回填土的离散特性，基于离散单元法建立数值模型，对落石冲击过程进行模拟分析，研究不同落石高度下回填土压实度、回填土厚度以及落石冲击角度对明洞结构冲击响应特征的影响。研究结果表明：（1）回填黄土厚度对落石冲击力影响不大，高压实土条件下落石产生的冲击力更大；（2）竖向冲击能相同时，落石冲击角度对结构承受的冲击荷载影响不大，总冲击能相同时，垂直冲击为最不利工况；（3）填土厚度较小时，其缓冲性能难以充分发挥，明洞顶板承受的冲击荷载远大于厚填土条件下的情况；（4）当竖向冲击能≤1.63 MJ时，回填黄土厚度超过1.5 m后，明洞顶板承受的冲击荷载没有明显改善，此时明洞顶板填土增加的恒载大于减小的冲击荷载；最优回填黄土厚度与落石冲击能相关，当竖向冲击能≤1.63 MJ时，建议回填土厚度不低于1.0 m。
2024 Vol. 61 (6): 111-117 [
摘要
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118
许晓静1, 2 宋战平1, 2, 3 田小旭1, 2 丁立波4 孙引浩5 赵俊波1, 2
基于增量法的隧道洞口边坡微型钢管桩-锚杆支护效果分析
微型钢管桩-锚杆联合支护具有施工方便、结构简单、布置灵活等优点，在滑坡治理以及基坑防护工程中得到广泛应用，但在隧道洞口边坡中的应用较少。为研究微型钢管桩-锚杆支护在隧道洞口边坡的支护效果，依托格鲁吉亚1号隧道项目，采用增量法对微型钢管桩-锚杆的支护效果进行数值模拟研究并结合现场监测数据进行分析。结果表明：采用考虑施工过程的增量法对微型钢管桩-锚杆支护体系进行模拟更加合理；在破桩施工后，边坡最大位移为10.20 mm，锚杆最大轴力为339.42 kN，小于锚杆设计轴力420.14 kN，所选特征桩的侧向最大位移为9.90 mm，最大弯矩为31.26 kN·m，低于弯矩设计值84.80 kN·m；边坡竖向位移的实际监测结果与数值模拟结果均显示其呈现“V”形分布且二者数据较吻合；左、右隧道拱顶沉降分别为11.11 mm、8.01 mm，水平位移分别为2.33 mm、1.30 mm。微型钢管桩-锚杆支护体系已成功运用于格鲁吉亚1号隧道项目，保证了隧道洞口段施工的安全。
2024 Vol. 61 (6): 118-128 [
摘要
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129
邱 伟1 曾庆成1 欧阳剑1 沐海星2 郭文琦2 封 坤2 胡大伟3
盾构隧道凹凸榫-斜螺栓构造环缝抗剪力学性能研究
为探明超大直径盾构隧道凹凸榫-斜螺栓构造环缝接头抗剪力学性能和剪切破坏机理，依托广州市海珠湾隧道工程，建立基于混凝土塑性损伤本构的管片环缝三维精细化数值计算模型，研究环缝接头在不同剪切状态、不同纵向力下的变形行为、螺栓应力、凹凸榫钢筋应力和结构损伤情况。研究结果表明：顺剪和逆剪状态下管片环缝的变形行为表现出明显的阶段性，变形过程均可分为4个阶段，顺剪状态下环缝的剪切刚度大于逆剪状态下环缝的剪切刚度；纵向力对管片环缝抗剪刚度的提升主要集中于变形的第一阶段；螺栓在顺剪条件下以拉伸变形为主，在逆剪条件下以剪切变形为主，螺栓与螺栓孔接触后，螺栓快速达到屈服状态，特别是在逆剪状态下，螺栓对管片环缝抗剪刚度的提升不大；凹凸榫钢筋能够提高结构延性，避免发生脆性破坏；螺栓孔与螺栓接触位置以及与凹凸榫接触位置的混凝土破坏均表现为受压破碎，与螺栓相比，凹凸榫能显著提高管片环缝的抗剪刚度和承载能力。
2024 Vol. 61 (6): 129-138 [
摘要
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139
吴贝钰1 谢渭平2 林星涛1,3,4 高 晨2 苏 栋1,3,4 陈湘生1,3,4
并行盾构下穿CFG桩加固高铁路基的沉降规律研究
以西安地铁1号线盾构隧道下穿徐兰高铁为研究背景，对盾构下穿CFG桩加固高铁路基前后的现场轨道沉降监测数据进行统计分析，并采用Plaxis-3D软件建立并行盾构隧道下穿高铁路基的精细化三维有限元模型，通过与现场实测数据对比验证数值模型的有效性。在此基础上，分析盾构隧道施工引起的轨道-路基-水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）-土体-盾构隧道系统的沉降传递规律，探究CFG桩的受力变形。研究结果表明，盾构施工完全通过下穿段后在地表形成50 m长的沉降槽，沉降分布曲线为双驼峰；CFG桩底部在盾构隧道穿越高铁路基后变得松散，最终实际有效桩长为原长的75%；通过研究不同位置的CFG桩，确定依托工程中横断面上CFG桩出现松散的范围具体为（-12.6 m，12.6 m）。
2024 Vol. 61 (6): 139-147 [
摘要
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148
薛青松
大断面矩形顶管上跨地铁隧道施工变形分布特征及控制措施
以苏州城北路综合管廊工程为背景，通过数值模拟研究大断面矩形顶管上跨地铁隧道施工引起隧道上浮和地表沉降的变形规律。结果表明：顶管开挖会导致地铁隧道上部荷载减小，土水压力失衡，在顶管内添加抗浮配重后右线隧道上浮量减小28.0%，左线隧道上浮量减小35.5%，有效控制了地铁隧道的上浮变形。添加配重后右线隧道水平位移减小61.6%，左线隧道水平位移减小55.9%，有效减小了隧道水平位移。添加配重也使得隧道拱 顶处最大正弯矩与拱腰处最大负弯矩分别减小33.1%、32.9%。虽然地表沉降增加大约1 mm，但影响较小。
2024 Vol. 61 (6): 148-161 [
摘要
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64
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162
赵东平1，2 和 琦1 杜 卿3 张 文3
基于水压特征的岩溶隧道排水方案研究
在役岩溶隧道衬砌承受的水压与排水设计方案密切相关。以渝昆高铁中梁山隧道为依托工程，在山岭隧道通用排水设计方案的基础上设计3种改进的排水方案，将岩溶地层等效为均质渗流地层，采用三维数值模拟方法研究3种排水方案条件下隧道衬砌水压分布规律，并对岩溶隧道衬砌水压进行实测。结果表明：（1）对于岩溶弱发育隧道，正常排水时，隧道衬砌拱顶及拱腰水压可大幅度折减，但是隧道衬砌边墙、墙脚及仰拱仍然承受水压；（2）沿隧道纵向，衬砌各测线的水压均呈“M”型分布，在环向排水管处水压最低，在两个环向排水盲管之间的水压较高；（3）在隧道横断面衬砌仰拱水压折减效果方面，中心水沟落底的效果最好，其次是仰拱增加泄水孔及三通管方案，仅在仰拱增加三通管的方案排水效果最差；（4）综合考虑水压折减效果及施工质量，推荐中梁山隧道岩溶弱发育段采用仰拱设环向排水盲管同时在仰拱和墙脚增加泄水孔方案；（5）衬砌仰拱水压监测结果显示，受地表降雨影响岩溶隧道衬砌水压具有明显的波动性 ，实测仰拱水压及分布与数值模拟结果接近，验证了推荐排水方案的有效性。
2024 Vol. 61 (6): 162-717 [
摘要
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试验与监测
172
陈志敏 王 洪 陈 骏 翟文浩 王铎斌 李文豪 蔡昀辰
西南某岩堆体级配特征与成拱效应研究
为探究穿越岩堆体隧道围岩骨架成拱效应和成拱高度演化规律，采用套筒试验和理论分析的方法，分析级配、含水量和填充土含量3个因素对骨架型岩堆成拱效应的影响规律，推导隧道洞顶到围岩自然平衡拱最大距离h与拱轴线水平计算距离的关系。研究结果表明：岩堆应力的传递路径非均匀分布，与约束有直接关系；级配、含水量和填充土含量3个因素对降低塌落拱高度的效果为：增加含水量＞增加填充土含量＞增加级配均匀性；隧道洞顶到围岩自然平衡拱最大距离h与拱轴线水平计算距离间的关系呈二次函数关系，与套筒试验结果一致，其二次项为应力平衡条件，h与岩堆咬合强度呈正相关，同时受到岩块相对粒径大小和压实度的影响。
2024 Vol. 61 (6): 172-181 [
摘要
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182
魏 纲1,2 徐天宝3 冯非凡4 木志远3 张治国5
基于足尺试验的地铁盾构隧道结构劣化机理研究
为探究不同荷载状态下地铁盾构隧道劣化差异，采用足尺试验对比分析各类荷载作用下盾构管片的劣化演变规律，总结盾构隧道结构劣化表征。研究结果表明：加卸载状态对盾构管片的主要影响是打破受力平衡，并改变约束条件，从而改变劣化演变历程，管片的收敛变形、应力变化在对称加卸载下呈完全相反的发展态势；非对称卸载末期管片最大正负收敛值位于90°和180°处，螺栓应力存在多极化转变，混凝土裂隙集中在拱顶底处并呈 45°角分布；非对称堆载末期最大正负收敛值位于90°和30°处，螺栓应力呈线性变化，混凝土裂隙先于管片腰部出现并呈180°角分布。
2024 Vol. 61 (6): 182-190 [
摘要
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69
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191
李浚弘1,2,3 沈 俊1,2,3 包小华1,2,3 陈湘生1，2，3 徐志豪1,2,3 谢海林4
隧道爆破施工地表振动速度特征及沉降规律研究
为研究隧道爆破振动影响下的地表沉降规律相关性，以珠海兴业快线（北段）东线隧道爆破开挖为工程依托，对隧道爆破施工产生的振动速度和频率进行实时监测和分析，并基于Copula理论进行隧道结构可靠性分析。结果表明：在地表距离爆心不同水平距离范围区域内，随着爆心距的增大，各测点在垂向（Z）的振动速度大于径向（X）和切向（Y）的振动速度，各测点的振动频率变化不大；隧道的最大隆起和沉降均出现在隧道左线，位于隧道左线和右线之间监测点的沉降变化量较大，施工中应重点关注。宜采用Frank Copula函数构建相依性模型进行隧道结构可靠性分析，Clayton Copula不适合构建地表沉降的Copula模型；实际工程中需根据具体数据特征选取最优Copula函数来表征参数的相依性关系。
2024 Vol. 61 (6): 191-199 [
摘要
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70
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200
杨文东1 吴 洋1 王智德1 武海港1,2 李 根1
隧道开挖对既有桩基影响分区的试验研究
为探究地铁隧道开挖对建筑物既有桩基力学效应及变形的影响，采用理论分析结合模型试验的方法，从隧道开挖对周围土体扰动、既有桩基的受力特征以及隧桩之间的相互影响等方面展开分析。研究结果表明：（1）隧道开挖扰动变形区域主要集中在隧道轴线两侧4倍洞径范围，对隧道周边土体的扰动程度随开挖的不断推进而增强，不同开挖阶段桩基的附加弯矩变化呈“S”型分布；（2）隧道与桩基的间距越小，桩基受开挖扰动的影响越大，隧道埋深越大，对桩基的应变扰动减小，变形扰动增大；（3）基于单桩扰动度理论，对隧道近接桩基的开挖影响范围进行分区，并基于影响分区提出不同的加固措施建议。
2024 Vol. 61 (6): 200-208 [
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209
王 珣1,2 张康健3 郭金龙1,2 魏荣华3 张志强3
基于细观力学模型的冻融混凝土性能劣化研究
为明确冻融环境下混凝土细观特性对结构性能劣化的影响，基于ABAQUS二次开发，并结合冻融循环试验和单轴压缩试验结果，建立不同冻融程度下混凝土三维细观力学模型，以峰值应力和峰值应变为衡量指标对不同骨料特性下混凝土的力学性能进行分析。研究结果表明：（1）压缩过程中混凝土内部裂缝环绕骨料产生，出现在砂浆和界面层，加载早期，混凝土表面形成斜向裂缝，内部中心区域出现微裂纹，随着压缩位移增大，裂缝长度和宽度增加，斜向裂缝迅速扩展形成贯通裂缝导致结构破坏；（2）随着冻融程度加重，达到最大分析步时混凝土产生的损伤分布区域更广，裂缝更宽、更长；（3）冻融循环次数增加过程中，骨料级配、骨料粒径越大，混凝土峰值应力变化率越大，峰值应变变化率减小；骨料含量越大，混凝土峰值应力变化率越小，峰值应变变化率越小；（4）优化骨料级配、提高骨料含量、减小骨料粒径对结构抗冻融性能和抗压性能有利，骨料形状则没有影响。
2024 Vol. 61 (6): 209-218 [
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陈建勋1 王贺起1, 2 贾海洋1 刘伟伟1 罗彦斌1 赵志强1 黄登侠2
天山胜利隧道1-2号竖井自然通风测试与分析
为探索高海拔超特长隧道深大竖井自然通风特性，以乌尉高速公路天山胜利隧道1-2号竖井为工程依托，通过在竖井井底和井口布设气象和风速固定测站，对1-2号竖井内的风速、风向、气温、气压进行长期监测，分析不同季节和不同外界温度条件下竖井自然风风速、风向与气温、气压的相互关系，最后结合流体力学与隧道通风网络理论，计算分析影响竖井自然风风速和风向的主要因素及影响关系。结果表明：天山胜利隧道施工期间，1-2号竖井在自然通风条件下主要表现为排风模式，竖井自然风与洞内外气象条件密切相关，当气温突变时会引起风向的改变；从春季到秋季竖井井口的自然风风速呈现出增大趋势，并且风速的波动频率和波动幅度也逐渐增大；单天不同时间段竖井自然风风速随温度、气压变化呈现出不同的正（负）相关关系，竖井井口自然风风速对于气温变化更敏感，阴天竖井井口自然风风速较晴天大，平均风速高出3.32 m/s；自然通风条件下，春、夏季竖井内的有效排风风速难以满足隧道排污需求，施工过程中可设置射流风机进行辅助排风；秋季竖井内的有效排风风速可以满足隧道排污需求，施工过程中可关闭风机以节约能耗；隧道内外的热位差对竖井内风向和风速变化起决定性作用，当隧道内温度大于外界温度时，热位差方向与超静压差方向一致，竖井排风，当洞内外温差增大时，竖井井底与井口之间热位差及井内排风风速越大，自然通风效应显著。
2024 Vol. 61 (6): 219-23 [
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林 志1 胡勇波1 吴逸飞2 赵 耀2 于冲冲1 孙鑫阳1 赵映慈2
不同能见度下光源亮度与色温对隧道入口段行车安全的影响
现行公路隧道照明标准以亮度作为设计指标，忽略能见度与色温对隧道入口段行车安全的影响，而能见度与色温会影响行车安全与人的视觉感受。基于此，综合考虑不同能见度、光源色温和亮度对隧道入口段行车安全的交叉影响，以反应时间作为衡量行车安全的指标，设计并开展缩尺模型试验。试验结果表明：（1）能见度与色温对反应时间有不同程度的影响；（2）高能见度下，提高光源亮度能够降低驾驶人反应时间，降幅最高约20%，低能见度下，提高光源亮度对降低驾驶人反应时间的效果有所下降，且光源亮度过高会产生白墙效应，延长反应时间；（3）不同光源色温下，能见度对驾驶人反应时间的影响显著，在低能见度下，建议采用3 000 K低色温照明。
2024 Vol. 61 (6): 231-239 [
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安全防灾与病害整治
240
张翌娜1 陈 磊2，3 侯 鸽2 职保平1 刘 贺2
基于层次分析-物元可拓-变权理论模型的TBM引水隧洞结构健康评价
为提高引水隧洞结构健康评价精度，以某TBM引水隧洞工程为研究对象，依托工程实测资料，从结构响应、耐久性、外界因素等方面，提出一种基于层次分析-物元可拓-变权理论的引水隧洞结构健康综合评价方法，并分别采用层次分析法和层次分析-物元可拓-变权理论方法对各评价指标权重、贴近度和健康等级进行分析，识别出影响引水隧洞结构健康的关键指标。研究结果表明：变权权重随各指标值的变化而变动，可以实时准确地评价隧洞健康状态；两种方法计算得到的隧洞结构健康等级特征值分别为1.589、1.695，对应的区间等级更偏向于B级基本安全状态；除了混凝土强度和浆液属性，其他评价指标的变权权重值和等级特征值均随着指标值的增大而增加；管片沉降量、管片张开度、管片错台、管片裂缝这4项指标是影响TBM引水隧洞结构健康的关键指标，层次分析-物元可拓-变权理论方法能够准确地对引水隧洞结构健康状态进行评价。
2024 Vol. 61 (6): 240-250 [
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孟德生1，2 彭小东3 杨光华3
无中墙连拱隧道减振技术及安全控制标准
无中墙连拱隧道先行洞围岩及支护结构易在后行洞爆破时受到损伤与破坏。对此，依托云南勐绿高速公路隧道工程，首先结合现场振动监测和隧道支护结构爆破损伤模拟，对先行洞衬砌的振动响应及损伤分布进行分析，然后对预留隔振岩柱和铺设泡沫混凝土等措施的减振效果进行评价，确定合理的隔振柱厚度及减振层位置，并提出一种可靠的连拱隧道爆破安全控制标准方法。研究结果表明：（1）增加开挖区隔振柱厚度可以有效减小衬砌振动与损伤，考虑到后续针对预留岩柱的二次爆破施工，建议保留1 m宽的岩柱；（2）减振层铺设于初期支护外侧时衬砌振动明显减小，但从减小衬砌损伤和提高隧道整体稳定性角度出发，建议将泡沫混凝土减振层铺设于先行洞二次衬砌外侧；（3）连拱隧道爆破安全控制标准为先行洞迎爆侧拱腰处质点峰值振动速度不超过25 cm/s。
2024 Vol. 61 (6): 251-260 [
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261
丁万钦1 刘 源2 王文东1 周耘辛3 李海兵2 芮 易4
基于模糊二维云概率模型的隧道突水涌泥动态风险评估
隧道施工期间地下水环境具有高度的动态性，采用一维云模型难以全面反映多维复杂地质环境下隧道施工风险的不确定性。基于此，结合二维云模型和模糊数学理论，通过概率算法构建隧道突水涌泥风险的动态评估模型。该模型从风险后果的严重性和发生的可能性两个维度出发，采用模糊数学正态分布隶属度函数对传统风险矩阵进行量化转换，引入偏离度代替隶属度进一步改进二维云模型，通过采集多源数据和分析专家系统生成云滴 的分布情况来反映风险的不确定性，量化风险概率，从而判定风险等级和预警状态。工程应用结果表明，该方法能够随着隧道施工的推进，动态更新孕险环境信息，实时评估突泥涌水风险。
2024 Vol. 61 (6): 261-268 [
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规划设计与施工
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王立川1,2 葛立辉3 王海彦2 孔 超4 李庆斌1 王云涛3 刘玉飞1
隧道二次衬砌拱部脱空纵向同步灌浆施工方法
常用的二次衬砌拱部防脱空技术难以大幅度减少脱空的产生，且会引起浇筑混凝土与灌浆浆液之间的分层。为避免上述问题，依托兰合铁路曲奥隧道工程，采用数值模拟方法分析二次衬砌拱顶脱空及非同步灌浆对衬砌结构受力的影响，提出隧道二次衬砌拱部纵向同步灌浆技术，并通过现场的实践与应用，采用多种规格的地质雷达交叉检测验证纵向同步灌浆的施作效果和技术优势。研究表明：（1）相对于密实状态，二次衬砌拱顶存在脱空和采用非同步灌浆的工况分别使拱顶最小主应力增加86%和39%，说明存在拱顶脱空的二次衬砌安全性最低，而灌浆浆液若与衬砌混凝土存在分层，也是二次衬砌安全的薄弱点，脱空灌浆作业应与浇筑混凝土同步完成以保障二次衬砌的整体性；（2）二次衬砌拱部纵向同步灌浆技术采用侧壁布设泄浆孔的灌浆管（组），将其沿纵向布置在拱顶防水板内缘，在混凝土冲顶浇筑并振捣后随即灌浆，消除了径向灌浆盲区，避免了空腔和不密实的缺陷，同时也消除了衬砌结构的叠合梁效应，提高了结构整体承载能力；（3）拱部纵向同步灌浆技术施工操作简便，相较于径向带模注浆工艺成本大幅降低。
2024 Vol. 61 (6): 269-277 [
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朱雁飞1 毕湘利2 潘伟强1 郭 彦1 管攀峰3
富水软土地层中心城区主动控制型装配式沉井工法研究
为满足富水软土地层深大竖井工程建设需求，解决城市密集区开挖建设大深度地下工程时常面临的周边建筑物密集、施工场地狭小、环境保护严苛等难题，在SOCS自动化沉井工法“水下开挖、压入下沉”和VSM下沉式机械化竖井掘进工法“井身预制、悬挂下沉”的基础上，结合顶管工艺“压注厚浆、孔口保压”关键技术，研发出一种主动控制型装配式沉井工法。该工法通过下压提拉双模系统稳定下压预制拼装井身，采用多自由度机械臂配合专用绞吸头水下全自动取土，并采用同步压注触变-静凝式减摩泥浆降低井壁摩阻力，结合集开挖工况、下沉参数、井身姿态、环境监测于一体的可视化智能控制系统联动控制沉井施工，实现富水软土地层中心城区竖井结构微扰动精准下沉。将该工法应用于上海轨道交通13号线西延伸幸乐路逃生井工程，现场实施效果良好，土体深层最大水平位移均值为5.10 mm，地表最大沉降均值为4.81 mm。
2024 Vol. 61 (6): 278-285 [
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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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