[an error occurred while processing this directive]
现代隧道技术
首 页
|
期刊介绍
|
编委会
|
理事会
|
投稿指南
|
期刊订阅
|
广告合作
|
联系我们
|
下载中心
|
English
在线办公系统
作者投稿
作者查稿
专家审稿
编委审稿
编辑办公
主编办公
期刊在线阅读
最新录用
当期目录
下期目录
论文检索
过刊浏览
论文下载排行
论文点击排行
Email Alert
微信二维码
文章快速检索
高级检索
现代隧道技术
2025年 62卷 2期
刊出日期：2025-04-25
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
综述
综述
1
宋战平1,2,3 李雪莉1 张玉伟1,2,3 钟仕明1 石 卫4
我国地铁车站暗挖工法综述与展望
为了解我国地铁车站暗挖工法的发展，首先建立地铁车站暗挖文献数据库，运用VOS viewer 软件对2000—2023年的文献进行可视化分析，归纳其研究主题和演进趋势；其次总结各暗挖工法的研究应用现状，对可能导致“地表沉降”的关键工序进行分析，并对所采取的针对性施工措施进行整理；最后对地铁车站暗挖工法进行展望，提出设计精细化、建造绿色化、施工智能化是今后研究的重点和发展的方向。
2025 Vol. 62 (2): 1-15 [
摘要
] (
92
) [
HTML
1KB] [
PDF
9161KB] (
368
)
16
于同生1,2 官林星3 闫治国1,2
地铁盾构隧道多灾害场景及结构多灾害响应研究综述
地铁盾构隧道在全寿命周期内面临复杂的多灾害场景，主要包括结构初始损伤（如材料劣化、裂损）与突发性灾害（如地震、火灾、爆炸）等。文章对多灾害场景作用下隧道结构响应分析过程中多个关键问题的研究现状进行系统性综述，首先，结合文献调研结果，明确了多灾害场景的定义和分类，区分短期突发性灾害与广义全寿命周期多灾害的内涵。其次，从材料、构件和体系3个层次，详细梳理隧道结构在多灾害场景下的响应特征及研究现状，包括混凝土弹塑性损伤本构模型的开发、管片接头在多灾害荷载作用下的力学性能研究，以及体系尺度的灾害响应分析。最后，基于上述研究成果，提出多灾害场景作用下隧道结构研究建议：（1）针对灾害链荷载特性，进一步开发联合概率模型并确定荷载取值方法；（2）优化多灾害路径下的混凝土弹塑性损伤本构模型；（3）通过缩尺和足尺试验研究接头多灾害响应特性，并结合试验数据优化数值模拟方法；（4）综合材料和构件层面的研究成果，开展体系层面的随机性灾害响应分析，建立隧道结构灾害风险量化评估框架。
2025 Vol. 62 (2): 16-26 [
摘要
] (
175
) [
HTML
1KB] [
PDF
2677KB] (
260
)
27
尹 静 易用强 杜有德 王 伟 罗 干
基于专利数据的隧道智能建造技术热点识别及发展趋势分析
为了探索隧道智能建造技术的研发现状，加快隧道智能建造技术的创新，采用一种基于BERTopic主题模型的多维度专利技术热点识别方法，对全球隧道智能建造技术相关专利的研发态势进行分析，采用“专业技术-信息技术”二维技术主题分析的方式，通过调研隧道智能建造领域专利对隧道智能建造技术研究热点进行分析，并结合隧道智能建造专利技术-功效矩阵，对全球隧道智能建造相关专利的总体技术功效布局进行分析，挖掘当前隧道智能建造领域的技术热点与空白点，明晰未来隧道智能建造技术发展趋势，为我国隧道智能建造技术的发展提供建议。结果表明，我国在围岩判定、辅助设备、锚杆钻孔、运营管理、隧道爆破等方向的智能建造技术仍有较大的发展空间，需加快相关关键技术的研发并优化相应的专利布局。
2025 Vol. 62 (2): 27-38 [
摘要
] (
97
) [
HTML
1KB] [
PDF
6569KB] (
238
)
理论研究与探讨
39
谢勇利1 路喆津1 杨 峰2 彭 琦2, 3 刘士法2
圆形隧道围岩滑移线网与强度折减路径关联性分析
隧道围岩抗剪强度（c0, tan?0）非等比例折减至极限时，存在无数种可能的临界失稳破坏状态。为此，引入最短路径强度折减理论，应用刚体平动运动单元上限分析方法，借助网格更新、继承策略及非线性规划运算等手段，逐级求解临界容重γcr并使之逼近实际容重γ0，以此实现圆形隧道围岩非等比例强度折减分析。结果表明：（1）运动单元上限分析等比例折减结果与Optum G2软件计算结果吻合良好，可印证围岩滑移线网破坏模式的合理性；（2）不同强度折减比例ξ及路径L均可反演出极限状态强度参数（cs, tan?s）、综合安全系数Fs及其对应的围岩滑移线网；随着折减比例ξ的增大，安全系数Fs与折减路径L先减小后增大，对应的滑移线网主要破坏面则向破坏区域内部收缩，表征破坏特征的刚性块体间的错动效应加剧；（3）不同极限状态点（cs/c0, tan?s/tan?0）对应的围岩滑移线网均具有同等的内部耗散能和抵抗破坏效应，极限线可区分破坏域与安全域，但无法依据上限定理筛选出围岩最不利的失稳破坏状态；（4）应用最短路径强度折减理论发现，极限状态线总存在一条最短折减路径Lmin，对应于围岩最小综合安全系数Fs,min及以滑移线网表征的最不利失稳破坏状态。
2025 Vol. 62 (2): 39-48 [
摘要
] (
78
) [
HTML
1KB] [
PDF
7239KB] (
259
)
49
袁铨酉1 陈子全1 袁 松1, 2 王希宝2 蒋长伟1
超长超大埋深公路隧道地应力场分布规律及灾害预测分级研究
为查明龙门山超长深埋隧道轴线方向地应力场特征，基于工程地质勘察与水压致裂法实测数据，利用ABAQUS建立三维地质模型，结合贝叶斯正则化神经网络进行地应力场非线性反演，分析活动断裂带对地应力场的影响，并与传统多元线性回归法进行对比。结果表明：（1）主应力值随埋深近似线性增长，水平构造应力占主导(σH > σh > σZ)，线路主应力普遍超过20 MPa，局部峰值达64.5 MPa；（2）硬岩段地应力值极高，存在中等岩爆风险；软岩段大变形风险显著，且局部应力差过大导致围岩易失稳；（3）断层区域地应力变化幅度大，方位角产生偏转，周边地层呈现应力松弛与沟谷应力集中现象。
2025 Vol. 62 (2): 49-59 [
摘要
] (
84
) [
HTML
1KB] [
PDF
5615KB] (
318
)
60
姚志雄1,2 何嘉玮1 郑国文3 周岐窗1 史林鑫1 高晓明4 杨雅伟4
超前管棚承载机理及力学特性分析和工程应用探讨
为探明管棚承载变形特性，优化支护方案，确保不良地质隧道施工安全，结合管棚结构及施工特点，从支护机理、环境影响机理及空间约束效应方面阐述超前管棚的作用原理，揭示其分段式承载特点。基于Pasternak弹性地基梁理论建立管棚施工全过程力学分析模型，依托福建某大跨度隧道工程对管棚力学特性及参数影响进行分析。研究结果表明，通过注浆提升岩土体地基反力系数可使管棚变形降低，增加开挖进尺会使管棚变形非线性增大；管棚管径、壁厚、间距也是影响管棚变形的重要因素，各参数对管棚变形的影响程度从小到大依次为开挖进尺、地基反力系数、管棚直径、间距和壁厚；管棚优化设计应充分考虑不同参数的匹配性及其对变形控制的联动作用和环境影响效应。
2025 Vol. 62 (2): 60-70 [
摘要
] (
79
) [
HTML
1KB] [
PDF
3963KB] (
257
)
71
朱叶艇1,2 朱雁飞1 王志华1,3 王帅峰4 王 浩1 马志刚1 龚 卫1,2 秦 元1
推力矢量智控盾构的理论创新、方法实现与工程验证
为解决人工驾驶盾构机可能造成隧道轴线质量不稳定的现实问题，对盾构机在负载和推力双矢量作用下的运动机理进行分析，提出一种基于推力矢量技术进行盾构掘进姿态自主控制的方法，给出盾构掘进路径自主规划与推力矢量智能控制方案。将该方案应用于大直径盾构隧道施工过程，实践表明，盾构目标推力与实际值保持固定偏差，盾构掘进速度稳定；由于目标转向角度的有效执行，盾构机在水平和高程方向的转向控制精准，盾构机实际姿态通过逐步靠近的方式最终达到设定目标。
2025 Vol. 62 (2): 71-78 [
摘要
] (
178
) [
HTML
1KB] [
PDF
5746KB] (
213
)
79
贾连辉1 郑文韬2 鲁义强1 贺 飞1 上官林建2 张玉香1 王家辉2 王景玉1
斜井TBM防下滑装置受力分析及数值计算平台开发
抽水蓄能电站的引水斜井段倾角较大，斜井隧道掘进机(TBM)在施工过程中发生滑动的风险较高。鉴于此，以双重防下滑(ABS)装置为研究对象，首先，分析斜井TBM在不同工作模式中各装置相互配合情况，建立ABS撑靴所需压紧力的数学模型；其次，基于力学理论与ADAMS仿真，研究ABS装置结构的受力情况，得到液压缸所需提供的推力对活塞杆伸出长度的敏感性较高的结论；最后，基于MATLAB App模块开发ABS装置的数值计算平台，旨在帮助研究人员了解ABS撑靴所需的压紧力与液压缸所需提供的推力。
2025 Vol. 62 (2): 79-86 [
摘要
] (
73
) [
HTML
1KB] [
PDF
5021KB] (
234
)
绿色智能建造
87
张美宁1,2 宋战平1,2,3 岳 波4 李 旭1,2,3 赵祎睿2 陶 磊5
基于实时图像与超前地质信息的隧道围岩快速分级模型构建及应用研究
为准确获得隧道围岩等级，需要对掌子面进行实时、快速且客观的评价，并进行前瞻性的岩体风险评估。以贵州剑黎高速公路项目为依托，基于岩体基本质量指标建立围岩快速分级体系。在施工阶段，通过图像识别、目标检测及图像阈值分割技术，快速识别获取掌子面节理信息和岩体风化程度；结合超前地质预报的地震波速和波形图，获得围岩参数、岩体完整性及节理裂隙发育状况；进一步引入Mamdani模糊推理器，将围岩的定性描述与定量参数作为围岩评价信息的输入，构建施工阶段围岩快速实时动态分级模型。研究表明，该模型能够融合隧道开挖后掌子面实时图像与超前地质预报信息，实现对掌子面围岩状态的实时监测，快速响应地质变化。模型的分级结果可为及时调整施工策略提供依据。
2025 Vol. 62 (2): 87-97 [
摘要
] (
173
) [
HTML
1KB] [
PDF
7033KB] (
235
)
98
张 欢1，2 张世殊3 李天斌1，2 杨 罡1，2 李世森1，2 肖华波3 陈卫东3
基于GAPSO-LightGBM的TBM施工隧道围岩等级智能预测方法
隧道掘进机（TBM）掘进参数对地质条件变化敏感，实时、准确地识别隧道围岩的质量等级，对于隧道的高效掘进和地质灾害防治至关重要。鉴于此，对 TBM 掘进参数数据进行预处理，从而获得高质量数据库，以LightGBM为基础模型，引入GAPSO优化算法进行超参数寻优，构建基于GAPSO-LightGBM的围岩等级预测模型，并与PSO-LightGBM、GA-LightGBM、LightGBM、XGBoost及随机森林模型进行对比。研究结果表明，GAPSO-LightGBM围岩等级预测模型的预测性能优于其他传统模型，在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩预测中，F1值分别为0.849、0.871、0.893，准确率为87.5%。现场验证结果显示，该方法可以有效预测围岩质量等级的变化，可为实际工程提供参考。
2025 Vol. 62 (2): 98-109 [
摘要
] (
96
) [
HTML
1KB] [
PDF
7516KB] (
212
)
110
曾仕琪1,2 陈湘生1,2,3,4 谭毅俊1,2 刘平炜2 苏 栋1,2,3,4
基于TL-GA-BP算法的超大直径盾构隧道地层荷载反演模型研究
作用于结构的地层荷载对超大直径盾构隧道设计至关重要。以珠海杧洲隧道工程为依托，基于较为准确的衬砌轴力与弯矩实测值，针对岸边穿越段，采用GA-BP算法建立荷载反演模型，模型以管片内力实测值为输入，以管片竖向土压力为输出；针对水下穿越段，使用迁移学习对训练好的GA-BP反演模型进行优化，实现竖向土压力和侧压力系数的反演分析。研究结果表明，对于岸边穿越段均一地层，基于GA-BP神经网络模型反演得到的竖向土压力与现场实测值的相对误差较小，说明利用GA-BP神经网络反演超大直径盾构竖向荷载具有可行性；对于水下穿越段复杂地层，经过迁移学习算法优化的GA-BP反演模型能够合理反演竖向土压力和侧压力系数值，说明改进后的TL-GA-BP算法具有可靠性和实用性。
2025 Vol. 62 (2): 110-120 [
摘要
] (
100
) [
HTML
1KB] [
PDF
6750KB] (
212
)
121
张 广1 龚秋明1 谢兴飞1 裴成元2 尚 层2
基于Bootstrap-COA-BiGRU模型的TBM掘进步稳定段掘进参数区间预测
针对现有TBM掘进步稳定段掘进参数点预测模型忽略预测过程中的不确定性误差，且无法描述预测结果的可信度问题，提出一种基于Bootstrap-COA-BiGRU 算法的TBM掘进步稳定段掘进参数区间预测模型。首先，采用COA算法优化BiGRU神经网络的超参数，使得模型能够更好地自主学习TBM掘进上升段数据在时间和特征维度上蕴含的岩机相互作用非线性关系，有效提升模型的预测精度。其次，通过分析点预测模型的预测结果，引入区间预测方法，量化表征TBM掘进步稳定段掘进参数预测过程中模型的不确定性和数据中的随机不确定性，获得高质量的稳定段掘进参数预测区间。最后，将该模型应用于新疆YEGS工程，开展Ⅱ~Ⅳ类围岩条件下的TBM掘进参数区间预测，并将预测结果与BP模型、GRU模型、BiGRU模型和COA-GRU模型进行对比，验证所建模型的优越性和方法的实用性，推动TBM智能化辅助施工的发展。
2025 Vol. 62 (2): 121-131 [
摘要
] (
99
) [
HTML
1KB] [
PDF
6563KB] (
209
)
132
王 恒1 胡锦健2 孙成果1 张 箭2 梁 禹3,4 丰土根2
基于固定分量数目的EMD-GRU盾构姿态分组预测研究
过大的盾构姿态偏差会对盾构施工安全和工程质量造成严重危害。为了准确预测盾构姿态偏差，为提前纠偏提供决策支持，提出一种基于固定分量数目的经验模态分解（Empirical Mode Decomposition ，EMD）-门控循环单元（Gate Recurrent Unit ，GRU）的机器学习算法，对不同方向盾构姿态偏差进行分组预测研究。研究结果表明：EMD可以将无规律的盾构姿态偏差信号分解为若干个有规律的分量，GRU可以提取输入数据的前后关联信息，实现对不同方向盾构姿态偏差的精准预测；采用固定EMD分解数量和分组预测的方法可以保证预测集和训练集的独立性，在与其他模型进行对比之后发现EMD-GRU模型为最优模型；通过分析不同输入参数组合对预测效果的影响，验证了同一方向上（水平或竖直）的姿态偏差存在相互影响。
2025 Vol. 62 (2): 132-140 [
摘要
] (
88
) [
HTML
1KB] [
PDF
5379KB] (
202
)
数值分析与计算
141
肖明清1 封 坤2 薛光桥1 王运超2 鲁志鹏1 陈 龙2
软土地层盾构姿态偏移引起的附加土压力影响因素研究
盾构隧道施工过程中盾构姿态常常会出现偏离设计轴线的现象，导致盾构隧道荷载变化。鉴于此，通过参数化分析，得到不同地层条件、隧道埋深、姿态偏移量及隧道洞径等因素下盾构姿态偏移引起的隧道附加土压力的变化规律，探明各影响因素对隧道附加土压力变化的影响程度。结果表明：任意角度下盾体偏移会导致偏移方向一侧的隧道土压力增大，对侧土压力减小；砂土地层中盾构姿态偏移所导致的隧道附加土压力变化相较于黏土地层更大，盾体偏移角度为-90°、0°及90°时，砂土地层中姿态偏移对隧道附加土压力产生的影响程度分别是黏土地层中的199.47%、636.08%、162.04%；随参数值的增大，隧道埋深与洞径对隧道附加土压力变化的影响程度逐渐降低，盾构姿态偏移量对隧道附加土压力变化的影响程度逐渐增大；隧道附加土压力对隧道埋深与洞径变化的敏感性逐渐降低，对姿态偏移量变化的敏感性基本保持不变。
2025 Vol. 62 (2): 141-150 [
摘要
] (
180
) [
HTML
1KB] [
PDF
7543KB] (
233
)
151
董唯杰1 张思炀1 李伯昌2 姜 尧1 陈 旭1 郑祥乐2 陈思盼2 吴 迪1
北疆侏罗系与白垩系泥质砂岩地层TBM卡机研究
为研究新疆北部地区侏罗系与白垩系泥质砂岩地层中TBM卡机问题，通过开展岩石力学试验与流变试验获取相关物理力学参数，并进行TBM施工期的数值计算。研究结果表明：侏罗系泥质砂岩的强度、弹性模量和内摩擦角远大于白垩系泥质砂岩的对应值，二者的泊松比、黏聚力相差不大。在持续荷载作用下，侏罗系泥质砂岩的强度会随时间推移显著降低，同时变形会逐步增大；TBM停机后，盾壳所受摩擦阻力会经历缓慢增长到快速增长最终趋于稳定的过程。相较于侏罗系泥质砂岩地层，TBM在白垩系泥质砂岩地层中停机时，盾壳与围岩接触的时间更早，卡机事故发生的时间也更早，白垩系泥质砂岩的蠕变特性比侏罗系泥质砂岩的蠕变特性更显著。TBM停机后，盾壳越长，盾壳所受摩擦阻力越大；超挖量越大，盾壳所受摩擦阻力越小。根据数值计算结果，可以得出各工况下TBM预防卡机的额定推力最小设计值以及安全停机时间。
2025 Vol. 62 (2): 151-161 [
摘要
] (
99
) [
HTML
1KB] [
PDF
5231KB] (
228
)
162
陈伟杰1 付 增2 朱泰锋1 余长益2 苏 栋1，3 王全胜2 潘健英4 陈湘生1，3，4
预应力作用下管片-型钢-混凝土组合梁承载性能数值模拟研究
针对大断面机械法建造的地铁车站结构中管片-型钢-混凝土组合梁（SSC组合梁）的协同受力问题，建立SSC组合梁三维精细化数值模型，研究预应力对SSC组合梁承载性能的影响，并通过SSC组合梁试验验证数值模型的准确性，进而分析预应力大小、钢绞线截面面积和钢绞线位置对SSC组合梁承载性能的影响。研究结果表明，在不同受力条件下，施加预应力对SSC组合梁极限承载力的提升效果存在明显差异，其中负弯矩工况下（管片处于受拉区）极限承载力提升47.2%，而正弯矩工况下（管片处于受压区）仅提升3.3%。在正弯矩工况下，预应力大小、钢绞线截面面积和钢绞线位置均对SSC组合梁的受力性能影响较小；在负弯矩工况下，调整预应力大小、钢绞线截面面积和钢绞线位置均可优化SSC组合梁的受力性能，有效提升其抵抗变形的刚度和承载能力。
2025 Vol. 62 (2): 162-171 [
摘要
] (
82
) [
HTML
1KB] [
PDF
7550KB] (
227
)
172
吴伟松1 梁天逸2 蔡 哲2 方应冉3 闫 涛4 刘小海4 李兴高3
盾构刀具分层与切削参数对空心管桩破碎机理的影响
为探究盾构刀具切削作用下空心钢筋混凝土管桩的动态损伤破碎过程，以宁波地铁7号线盾构隧道为工程背景，建立盾构刀具分层切削钢筋混凝土管桩动力学模型，探究刀具分层配置和切削参数对切削效果的影响。研究结果表明：（1）当刀具采用分层配置时，第一层撕裂刀局部破碎混凝土，并且有效切断钢筋笼。当刀具采用均一高差配置时，空心管桩中间位置出现贯通裂纹，且裂纹扩展为大范围断裂，钢筋笼因失去约束而变形，不能被有效切断。（2）刀具切削第一根主筋时，钢筋笼受较为完整的混凝土约束，瞬时冲击荷载最大，为最不利工况。刀具采用分层配置时的冲击荷载峰值远小于刀具采用均一高差配置时的峰值。（3）随着切削速度的增大，冲击荷载峰值显著增大，这是混凝土的应变率效应导致的。贯入度增大将导致切削荷载整体处于较高水平，但是对冲击荷载峰值的影响相对较小，这是由于钢筋直径较小，均在一次切削中完全断裂。（4）工程实践表明，当刀盘转速维持在0.9 r/min，贯入度维持在20~40 mm/r时，切桩过程中推力在15 500 kN附近波动，峰值仅有18 000 kN，扭矩保持在800 kN·m附近。
2025 Vol. 62 (2): 172-182 [
摘要
] (
72
) [
HTML
1KB] [
PDF
9456KB] (
197
)
183
于明丘1,2 唐 治1,2 吴志伟2 吕进国2 张晟瑞2
预设吸能锚杆设计及抗冲击力学性能数值分析
null
2025 Vol. 62 (2): 183-190 [
摘要
] (
80
) [
HTML
1KB] [
PDF
3110KB] (
211
)
191
蒋 威
多洞空间-混凝土水化热下盾构组装洞通风降温效果研究
依托重庆—黔江高速铁路长江隧道，开展多洞空间下盾构组装洞大体积混凝土水化热高温气体分布特征及通风降温效果研究。基于现场测试和数值模拟方法，建立三维流-热耦合模型，研究各开挖阶段水化热温度、送风位置和送风速度对洞内气温、风速瞬态变化规律的影响。研究结果表明：复杂空间下，洞室混凝土水化热聚集，导致洞内气温较高。组装洞上部开挖阶段空气流径较为单一，自下而上；下部开挖阶段低风速下气流主要向上运动，高风速下则呈四周溢流状态。通风可有效降低洞室气温，降幅随风速增大而增大，降温率随风速增大而递减。上部开挖时，气温降幅随送风位置的深入而增大，40 ℃、50 ℃和70 ℃下，降温效率可提高9.3%~14.6%；下部开挖时，送风口设置在组装洞与正线交叉口处更有利于排热，可提高降温效率2.2%~15.5%。在水化热为40 ℃时，凭借机械通风优化送风位置，气温可降低至28 ℃，上部开挖所需风速和送风位置为1.8 m/s（位置B），下部开挖为4.4m/s（位置C）和9.8 m/s（位置D）。
2025 Vol. 62 (2): 191-200 [
摘要
] (
197
) [
HTML
1KB] [
PDF
7404KB] (
208
)
201
李 敬1 罗禄森1 张柏林2 胡浩然2
辅助隧道封闭后隧道内瓦斯运移富集规律研究
为保障铁路隧道的安全运营，预防辅助隧道瓦斯灾害的发生，以某铁路隧道含瓦斯辅助隧道（斜井）工后封闭为研究背景，利用流体动力学（CFD）软件进行数值模拟，揭示不同封闭情况下斜井隧道的瓦斯浓度分布特征及瓦斯运移富集规律。研究结果表明，煤层附近瓦斯浓度最高，由于坡度的存在及瓦斯自身特性，瓦斯从煤层内溢出后，首先向顶部聚集，然后在浓度梯度的作用下向下扩散，上坡段瓦斯浓度大于下坡段瓦斯浓度。只封堵下端面和两端都敞开时，瓦斯浓度低，但最终浓度也在0.05~0.16，接近爆炸极限；其他封堵情况下，最终瓦斯浓度基本高于0.16，大于爆炸极限。在上端面设泄压孔能明显降低与瓦斯浓度，但最终瓦斯浓度仍然较高。应加强对上坡段瓦斯浓度过高区域的监测及通风，并在斜井下端面进行封堵，避免瓦斯气体逸散至铁路隧道正洞。
2025 Vol. 62 (2): 201-211 [
摘要
] (
180
) [
HTML
1KB] [
PDF
6271KB] (
212
)
试验与监测
212
陈 相1,2 林 志1,2 冯万林1,2 杨红运1,2
公路隧道素混凝土衬砌裂缝扩展特征及力学行为试验研究
为确保运营隧道的结构安全，准确评估衬砌结构的承载力状态至关重要。鉴于隧道结构的隐蔽性特征，其表观裂缝虽易于观测，但裂缝的深度、扩展形态等空间参数难以精确获取。为此，通过开展素混凝土构件的足尺加载破坏试验，并结合数字图像（DIC）技术，系统揭示衬砌裂缝扩展演化特征与承载力演变规律。结果表明：（1）素混凝土衬砌的裂缝扩展呈现无裂缝阶段、I型裂缝阶段和Γ型裂缝阶段的演化特征。（2）裂缝的产生显著改变了结构的受力状态，导致应力重分布并形成明显的分区特征。（3）裂缝扩展对周边150 mm范围内的应力分布影响最为显著，对更远区域的影响则相对较小。（4）通过综合分析弯矩、挠度、荷载、裂缝形态及承载力的演变特征，提出以将Γ型裂缝的发展阶段确立为评估衬砌结构安全性的控制标准。
2025 Vol. 62 (2): 212-220 [
摘要
] (
93
) [
HTML
1KB] [
PDF
5526KB] (
219
)
221
白中坤1,2 王亚威1,2 毕程程1,2 赵修旺1,2 朱 强3
向上顶管技术竖井管片密封垫设计及试验研究
为研究向上顶管竖井施工中预制竖井管片的防水和拼装性能，通过ABAQUS/Explicit对3种截面形式的密封垫进行有限元模拟，分析比较后针对性研制出一款耐水压高、压缩性强的管片密封垫，并依次开展压缩装配试验、水密试验及径向拼装试验，分析密封垫在不同接缝张开量、错台量条件下的物理力学性能。研究结果表明：接缝张开量和错台量与密封垫防水性能呈负相关关系，为达到防水压力设计值0.8 MPa，管片接缝张开量须保持在6 mm以内，错台量控制在10 mm以内；径向拼装时密封垫纵向变形近似呈弓形，即中间变形最大，两侧逐渐缩小，拼装时应注意挤压变形引起的错台问题；径向拼装推进力与接缝张开量呈负相关关系，为满足防水性能和拼装变形控制要求，可考虑采用扩径拼装方式，管片块间预设的张开量应大于9 mm。
2025 Vol. 62 (2): 221-229 [
摘要
] (
204
) [
HTML
1KB] [
PDF
6178KB] (
221
)
230
郭 盈 彭文庆 陈世强 张 琼 王佳伟
隧道行车道通风模型试验当量长度计算方法与验证
长大隧道行车道通风排烟试验模型中，模型当量长度的调节方法尚不成熟。依托青岛地铁1号线瓦屋庄站—贵州路站区间隧道，搭建隧道模型试验平台，通过安装节流环控制隧道出风口面积以改变压降，实现隧道模型当量长度的主动调节。结合数值模拟方法开展31组变参数试验，揭示面积比对隧道模型当量长度的影响；在此基础上，改变出风口形状，完成多组面积比工况的模拟。研究结果表明，当面积比为0.133~0.735时，隧道行车道通风模型当量长度计算值为21.86~362.53 m；经数值模拟反演验证，隧道行车道模型当量长度仅与面积比有关，与出风口形状及模型原始长度无关，出风口面积比是调节当量长度的核心参数。
2025 Vol. 62 (2): 230-240 [
摘要
] (
139
) [
HTML
1KB] [
PDF
7139KB] (
259
)
安全防灾与病害整治
241
郝俊锁1 张祥炳1 王石光1 褚小金1 苏培东2
含天然气砂岩地层隧洞瓦斯赋存特征与防治技术研究
为解决含天然气砂岩水平地层水工隧洞铣挖法施工存在的瓦斯涌出量、瓦斯压力难以定量预测，截割围岩作业火花可能引燃瓦斯等安全防控技术难题，依托亭子口引水工程母猪寨隧洞，在分析含天然气砂岩地层地质识别及瓦斯赋存运移特征的基础上，提出综合探测技术、钻孔排放防治技术和瓦斯灾害风险管控技术等综合防控技术。工程应用效果表明：（1）钻孔探测孔内瓦斯浓度高达80%，瓦斯压力为0.62 MPa，钻孔瓦斯涌出量约为30 L/min，含天然气砂岩地层赋存有压瓦斯，裂隙贯通后易发生异常涌出。（2）在隧洞掘进工作面前方35 m、侧墙15 m排放范围内，按有效影响排放半径3.2 m考虑在含天然气砂岩地层布设?89 mm瓦斯排放钻孔，孔底间距4.5 m。经过排放，残余瓦斯压力小于0.15 MPa，工作面瓦斯涌出量Q 绝=0.24 m3/min，瓦斯排放达到预期目标。（3）瓦斯排放作业期间，对掘进工作面环境进行监测并复核确定通风能力，排放瓦斯完成后对排放孔进行注浆封堵，实现了钻孔排放瓦斯安全作业。
2025 Vol. 62 (2): 241-253 [
摘要
] (
158
) [
HTML
1KB] [
PDF
5261KB] (
171
)
254
陈霞飞1,2 李兵伟1,2 张学民3,5 王立川2,3 罗志洋3 刘 蕊1,2 傅 蕾4
含砂复合地层基坑围护结构渗漏水影响与应急处治技术研究
针对含砂复合地层基坑围护结构渗漏水及控制措施问题，依托广花城铁应湖线路所基坑开挖工程，采用数值模拟、现场测试的方法分析基坑渗漏水对土体、结构变形和流场分布的影响，并对比反压土、基坑外注浆加固和基坑外降水处理3类渗漏水处治措施的控制效果。结果表明：（1）当结构轻微渗漏水时，地层与结构水平位移变形显著而竖向位移较小。（2）基坑渗漏处附近砂土体颗粒流失而强度降低，土体水平变形增大；地连墙渗漏部位受较大水土压力作用，呈“鼓包”状弯曲，水平位移最大值增至15.13 mm，且缺陷处孔隙水压力局部显著增大，进而加剧墙体变形。（3）3类处治措施对控制基坑渗漏水和结构变形均有较好的效果，基坑外降水措施对结构变形的控制效果最佳，基坑外注浆在控制深度方向上的结构变形效果更显著。上述处治措施在现场取得了较好控制效果，墙体变形速率显著降低。
2025 Vol. 62 (2): 254-264 [
摘要
] (
100
) [
HTML
1KB] [
PDF
7305KB] (
233
)
规划设计与施工
265
姚占虎1 杨 琴2 李 辉2 魏代伟2 孟 佳2
盾构隧道同步双液注浆技术研究与应用
盾构隧道同步双液注浆技术还不成熟，施工中存在较多难题。为此，开展双液浆配合比试验，提出浆液性能指标建议值，同时研发新型注浆设备，总结施工技术要点，并通过工程实践验证技术效果。结果表明：水玻璃主要提供早期强度，水灰比主要影响后期强度，双液浆稳定性和结石率较好；双液浆性能指标需依据水文地质、变形控制要求、设备构造等因素进行选择，并相应调整配合比；同步制浆与储浆台车能避免A液质损，注浆系统自动清洗功能可有效降低堵管风险，流量监测方法可降低配合比偏差；双液浆注浆量充填系数可取1.2～1.3，注浆压力应大于注浆点处水土压力0.05~0.1 MPa；双液浆可控制管片上浮量在5 mm左右，轴线偏差在±50 mm内，经探地雷达测试，浆体密实度在99.93%以上。
2025 Vol. 62 (2): 265-273 [
摘要
] (
204
) [
HTML
1KB] [
PDF
5556KB] (
245
)
274
吴文斐1,2 朱雁飞1 朱叶艇1,2 翟一欣1,2 屠 垒1,2 潘伟强12 侯永茂1 张益中1
主动控制型装配式机械化沉井成套技术
针对传统沉井工法在城市中心区域软土地层应用时存在的施工占地大、环境扰动程度高、作业效率低、下沉及沉井姿态控制困难等问题，提出一种主动控制型装配式机械化沉井施工工法，融合机器人水下挖掘、地面推进系统压入、同步注浆填充、预制管片拼装等技术，研制成套施工装备。基于室内测试和现场原位试验，对水下挖掘机器人的自动化操作可控性进行验证，并将该技术应用于上海轨道交通13号线某逃生井工程项目，实测竖井井壁垂直度约0.65‰，整体结构平均椭圆度为1.2‰，均优于验收标准。
2025 Vol. 62 (2): 274-282 [
摘要
] (
187
) [
HTML
1KB] [
PDF
5851KB] (
260
)
283
张昕阳1,2 申玉生1,2 常铭宇1,2 刘 童1,2 孙天赦3,4 胡 帅3,4
克泥效工法对泥岩地层盾构隧道地表变形控制规律研究
盾构隧道下穿施工引起的地表沉降变形是施工中亟需解决的重要问题，克泥效工法辅助盾构隧道施工是控制地表沉降变形的重要措施。为探究克泥效工法对泥岩地层盾构隧道施工地表沉降变形的影响规律及其控制效果，依托成都轨道交通13号线四川师大站—娇子立交站区间隧道，通过数值模拟研究盾构穿越泥岩地层时克泥效工法对地表变形的影响规律，同时开展室内试验揭示不同原材料配比下克泥效试样的黏度值变化规律，最后在工程中采用克泥效工法辅助施工，验证和分析克泥效工法的有效性。结果表明：（1）采用克泥效浆液充填盾构开挖间隙对地表沉降影响显著，可减少约23.48%的地表最大沉降量；（2）土水比对克泥效浆液黏度影响明显，土水比越小浆液黏度越大，外加剂在一定范围内可以调节浆液黏度；（3）现场实测数据与研究结果一致性较好（误差在10%左右），地表沉降值在工程要求-20 mm之内。
2025 Vol. 62 (2): 283-290 [
摘要
] (
72
) [
HTML
1KB] [
PDF
4998KB] (
227
)
291
张海荣
大直径土压盾构长距离掘进复合地层螺旋输送机故障预测与处置研究
大直径土压盾构机在复合地层中长距离掘进时发生螺旋输送机断轴事故会导致严重的安全生产风险和工期风险。为了定量预测螺旋输送机断轴的空间分布特征，通过数值模拟与统计建模相结合的手段，联合运用非线性回归算法和BP神经网络，构建螺旋输送机断轴风险预测模型，并依托实际工程开展模型测试。结果表明：（1）提出的螺旋输送机故障预测模型对断轴风险预测的精度较高，在风险概率预测上具备可靠性，可以给出风险环号的非参数区间估计；（2）可采用全实心轴或双头实心轴体，管控刀盘、螺旋轴等受力构件的焊接质量，控制刀盘开口大小，设置合理的螺旋输送机扭矩限值等措施来减少螺旋输送机断轴风险。
2025 Vol. 62 (2): 291-297 [
摘要
] (
208
) [
HTML
1KB] [
PDF
3909KB] (
221
)
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
更多
本 刊 广 告
更多
友 情 链 接
中国中铁科学研究院有限公司
中国中铁科技情报中心
中铁西南科学研究院有限公司
中国知网(CNKI)
万方数据库
更多
版权所有 ©2011 《现代隧道技术》编辑部
本系统由
北京玛格泰克科技发展有限公司
设计开发 技术支持：
support@magtech.com.cn
蜀ICP备15009224号-4
