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现代隧道技术
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现代隧道技术
2025年 62卷 3期
刊出日期：2025-06-25
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
新型材料与设备
理论研究与探讨
1
秦天戈1, 2 吴 立2 陈 倩1 夏 振1 刘诗雅1, 2 蔡 新1
钻爆法隧道智能建造体系研究现状与发展趋势
为推动隧道工程建设与时俱进，并确保其智能化转型的顺利进行，对钻爆法隧道智能建造技术发展进行综述。首先，从宏观层面回顾我国钻爆法隧道施工发展历程，剖析钻爆法隧道建设发展趋势；其次，基于全工序智能表达、智能分析、智能管理，提出一种涵盖“采集传输-提取处理-建模表达-应用分析-控制管理”的整体智能化体系，为钻爆法隧道智能化建设提供新的思路，并系统阐述该体系的核心内容和研究进展；最后，指出当前钻爆法隧道智能化建设面临的关键挑战，对钻爆法隧道智能建造技术发展进行展望。
2025 Vol. 62 (3): 1-10 [
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杨忠民1,2,3 张玉芳1,2,3 李 健1,2,3 何佳俊1,2,3 张胜杰1,2,3
西北地区红层软岩隧道仰拱上隆机理及影响因素敏感性研究
为揭示西北地区红层软岩隧道仰拱上隆的力学机理，通过室内试验系统分析了红层软岩地层的物理力学特性，并采用数值模拟方法对膨胀力、蠕变效应、仰拱刚度和地应力4个关键影响因素进行了分析。研究结果表明：（1）红层软岩的矿物成分和裂隙分布特征导致其具有强度低、浸水易软化、膨胀和崩解的特性；（2）岩体含水率增加后会显著降低其抗剪切强度和残余剪切强度；（3）在较大围压约束作用下，岩体很难进入蠕变状态，因此在隧道开挖过程中需掌握地下水变化规律，并在开挖后及时进行有效支护，以减小岩体蠕变。通过影响因素敏感性分析可知，仰拱上隆对膨胀力的敏感性远大于对其他影响因素的敏感性，各因素敏感性系数由大到小依次为膨胀力、蠕变时间、地应力、仰拱刚度。因此，在红层软岩隧道仰拱设计施工过程中，需重点注意控制岩体膨胀力。
2025 Vol. 62 (3): 11-18 [
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徐博维1 安 鹏1 强城成2 I.K.Camara1 缪应兵1 徐光耀3
湿陷性黄土场地管廊顶部承载板阻渗减载效果研究
湿陷性黄土场地综合管廊采用压实黄土回填基坑会产生较大附加荷载，进而加剧地基下卧黄土遇水后的湿陷变形。为此，通过综合管廊现场浸水试验和流固耦合数值分析，研究在管廊顶部设置刚性较大、渗透性较小的水泥土承载板的阻渗减载效果。研究结果表明，水泥土承载板通过“阻渗作用”和“外挑作用”能显著削弱水分对地基下卧黄土的影响，在极端降雨工况下地基下卧黄土层平均饱和度降幅达9.1%；水泥土刚度较大，可以发挥 “承载板”的作用，其中水泥土承载板管廊段地基湿陷变形为7.2 cm，较常规回填管廊段地基湿陷变形减小约40%；正交流固耦合数值模拟结果表明，当承载板采用C25钢筋混凝土，扩伸宽度为1.5 m，厚度为25 cm时，管廊基底中心沉降（5.005 cm）最小，建议将5.0 cm作为管廊地基沉降容许值。
2025 Vol. 62 (3): 19-29 [
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30
程高军1 何立东2 王 奎3 刘越宇3
双排栓钉型钢混凝土组合结构大偏心受压性能分析
为提高隧道初期支护结构在偏心受压条件下的承载性能，提出一种在型钢腹板双排布设栓钉剪力件的型钢-混凝土组合结构。通过开展不同加载偏心距下的大偏心加载试验，并结合数值模拟方法，系统分析该组合结构的承载特性及不同偏心距对结构承载能力的影响。研究结果表明：在自然粘结工况下，当大偏心距分别为0.5h和0.7h时，构件受压侧和受拉侧均出现裂缝并伴有混凝土剥落，导致构件结构整体完全丧失承载能力；而在型钢腹板布设双排栓钉剪力件能有效抑制型钢与混凝土接触界面间的滑移，使构件裂缝扩展范围相较于自然粘结工况条件下减小，结构整体承载性能提升；在0.5h与0.7h偏心距下，自然粘结构件的荷载位移曲线变化一致，加载后期构件承载力能维持在极限承载力的78%；而设置双排栓钉的构件荷载位移曲线变化也一致，加载后期构件承载力能维持在极限承载力的89%，且两种偏心距下的构件侧向挠度减小幅度相似，表明双排布设栓钉剪力件的构件其承载性能与韧性没有受到大偏心距变化的影响；数值模拟分析也进一步表明，大偏心距增加的情况下双排布设栓钉剪力件的构件相比自然粘结构件承载性能会不断加强，验证了该组合结构可以很好地适用于隧道初期支护设计。
2025 Vol. 62 (3): 30-39 [
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40
葛正辉1 郑建国1 李新志2 陈 鹏3 宁志玮2 王鹏程2
不同形式拱架初期支护变形规律实测与数值研究
为研究软弱松散围岩隧道中不同形式拱架结构的受力及变形特征，以乐西高速公路毕莫园隧道为工程背景，采用现场试验与数值模拟相结合的方法，对比分析?159×5 mm、?140×6 mm、120 mm×120 mm×5 mm钢管混凝土拱架以及I20b型钢拱架在隧道开挖后的力学响应。研究结果表明：与I20b型钢拱架相比，钢管混凝土拱架的用钢量减少36.2%~41.9%，喷射混凝土用量降低15%~30%，监测位移减少63.08%~72.31%，且拱顶处监测应力值更大，围岩塑性区范围更小；4种拱架支护下，围岩在边墙及拱脚处易发生剪切和张拉破坏，拱架竖向最大位移均发生在拱底，中心点隆起值为11.28~11.8 mm。钢管混凝土拱架兼具材料的经济性与高刚度和高强度的支护性，但在边墙、拱脚处仍存在较大范围的围岩塑性区，建议通过注浆加固或优化锚杆支护参数等措施提高围岩稳定性。
2025 Vol. 62 (3): 40-49 [
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胡云进1，,2,3 朱铭伟1,2,3 郜会彩1,2,3 任智豪1,2,3
地下水渗流对能源盾构隧道换热性能的影响
能源盾构隧道是开发利用浅层地热能的重要地下结构，但关于地下水渗流对其换热性能影响的研究尚不充分。为此，采用模型试验和数值模拟相结合的方法，系统研究地下水渗流流速和流向对能源盾构隧道换热性能的影响。首先，构建相似试验模型，开展夏季5种工况的模型试验，明确地下水渗流对换热管及隧道围岩温度场分布的影响，并利用试验结果验证数值模拟的准确性；然后，基于不同流速、流向及季节变化条件，进一步开展20种工况下的数值模拟研究。研究结果表明，随着地下水渗流流速的增加，能源盾构隧道换热性能显著提升；渗流方向与隧道轴线间夹角的减小有助于提升换热性能；在夏季工况下，换热管进出口温差显著大于冬季工况。
2025 Vol. 62 (3): 50-59 [
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60
李 强1 韩兴博2 谢 举1 李 超3 李 醒3 马爱华1 毕洁夫3 叶 飞2
光储并网型微电网隧道供能策略与实践——以五丁关隧道光伏电站工程为例
山岭公路隧道运营能耗大，采用光伏等清洁能源发电实现隧道部分乃至全部的能耗供给是缓解传统能源紧张、落实“双碳”目标的重要途径。依托五丁关公路隧道光伏电站工程，建立基于隧道能耗分析、隧址场地光伏资源分析、光储方案设计、运营效能评价的公路隧道光伏供能设计与评价体系，给出公路隧道光伏电站具体设计方法，并通过长期监测数据分析建站场地光伏发电量与天气、季节等因素的内在关系。研究结果表明，五丁关隧道光伏电站年发电量可达9 ×105 kW·h，可完全满足五丁关隧道除通风外的其他用电需求（3.8×105 kW·h）；光伏电站发电量与天气关系密切，晴天日均发电量最大，平均为3 472.8 kW·h，雪天发电量最小，不到晴天发电量的1/40；通过光伏并网，五丁关隧道电站实现了隧道的微电网供电，缓解了一般光伏发电不稳定、综合利用率低等“垃圾电”特性。
2025 Vol. 62 (3): 60-66 [
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王立川1，2 闫广天1 袁 玮3 高红兵4 李利平2 张春瑜1，5 吴 剑4 张 龙3
TBM搭载式全角法向深锚孔钻机研制与应用
针对高地应力软岩隧道变形引起的TBM卡机施工难题，以新疆XEⅢ标项目为工程背景，分析TBM卡机事故主因，明确指出软岩变形是导致剩余2.3 km段施工进度滞后的主因。基于此，提出一种TBM刀盘后方全周法向系统长强快锚固技术方案，并研制出配套的TBM搭载式全角法向深锚孔钻机。该装备通过摆臂-推进梁联动调节机构（角度调节精度±0.5°）和紧凑型夹钎器模块（体积缩减50%），能够在2.4 m环形狭小空间内实现360°法向系统深锚孔钻孔作业，钻孔深度可达8~12 m；采用模块化接杆技术，使锚孔钻进效率提升至1 m/min。现场应用表明，该技术在TBM工况下能够实现全角法向深锚孔钻孔作业，使锚固施工单元工作周期由800 min/环缩短至300 min/环。
2025 Vol. 62 (3): 67-74 [
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绿色智能建造
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李久源1 高发勇1 马永涛1 唐明阳2 傅 康3 李雨恒2 薛翊国2
基于岩机参数交互机制的TBM隧道围岩识别及掘进速度预测研究
TBM隧道围岩识别及掘进速度预测对保障TBM安全高效掘进至关重要，为更精准地预测TBM掘进速度，构建基于PCA-BP和CNN-LSTM-Attention模型的预测框架。首先，采用主成分分析（PCA）对刀盘扭矩等掘进参数及围岩参数进行处理，挖掘围岩参数、掘进参数与掘进速度之间的动态关联模式，提取2个主成分指标，进而构建BP神经网络识别围岩等级。随后，将各级围岩的贯入度、FPI和TPI作为输入，利用CNN-LSTM-Attention模型预测掘进速度。最后，评估该预测框架的效果，分析围岩等级划分对预测结果的影响，并将该模型与传统回归模型进行对比。研究结果表明，与BP神经网络等传统回归模型相比，CNN-LSTM-Attention模型性能更优，各级围岩预测结果的R2均超90%；划分围岩等级可显著提高模型预测精度，Ⅱ级、Ⅲ-a级、Ⅲ-b级和Ⅳ级围岩条件下预测结果的决定系数R2较不划分时分别提高20%、17%、17%和24%，均方误差MSE分别降低88%、86%、81%和48%。
2025 Vol. 62 (3): 75-87 [
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88
罗震涵1 廖少明1 赵 帅1 孙九春2
基于TPE-XGBoost-GRU的盾构姿态混合预测模型及其应用
盾构姿态的实时预测和控制是保障盾构施工安全的关键，针对现有方法预测精度低、参数选择模糊等问题，提出一种基于TPE-XGBoost-GRU的盾构姿态混合预测模型。该模型考虑了4类影响盾构掘进姿态的因素，通过XGBoost算法中的增益方法筛选关键特征，并利用贝叶斯优化中的树结构Parzen估计算法（TPE）对GRU模型进行优化。最后，通过比较不同超参数优化方法与深度学习算法的预测性能，验证所提模型的优越性。研究结果表明，盾构姿态历史数据对盾构姿态预测具有关键作用；在超参数优化过程中，GRU的隐藏单元数量和学习率是关键影响因素，重要性分别占0.36和0.30；在预测性能优化方面，TPE优化优于随机搜索和网格搜索优化，MAE和R2最大提升幅度分别达到41.1%和12.0%；在TPE优化下，3种算法模型的预测性能依次为GRU>LSTM>RNN。
2025 Vol. 62 (3): 88-99 [
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100
郑腾跃1 王树英1,2 袁 潇1
基于数值模拟与机器学习的盾构下穿既有线施工参数优化
为保障盾构下穿施工过程中既有线路的安全运营与新建隧道的顺利施工，提出一种结合数值模拟与机器学习的小样本数据驱动的盾构下穿施工参数优化方法。首先，基于实际工程建立精细化数值模型，并通过正交试验分析支护压力、刀盘正面摩阻扭矩、注浆压力及盾壳摩阻力等盾构施工参数对既有线隧道变形的影响程度。然后，选取主要影响因素（支护压力、注浆压力）作为变量，利用拉丁超立方抽样生成具有代表性的工况数据，并基于对应数值模拟结果构建代理模型。最后，利用代理模型对区间工况进行遍历预测，确定盾构施工参数最优组合。研究结果表明，开挖面支护压力与注浆压力是影响既有线隧道变形的关键因素；通过优化拉丁超立方抽样算法获得的数值工况具有较好的代表性，构建的代理模型预测精度满足工程需求。现场实践表明，优化后的施工参数不仅能有效抑制既有线隧道的变形，还能显著降低计算成本，相较于传统方法具有更高的效率和实用性。
2025 Vol. 62 (3): 100-107 [
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数值分析与计算
108
李玉华1 高亚伟1 钟秋锋1 秦丽绚2 李俊杰2 程志明2 黄永辉2
不同掏槽孔角度下隧道楔形掏槽爆破效果研究
掏槽孔角度是影响楔形掏槽爆破效果的关键参数，为确定最优掏槽孔角度，提升掏槽成腔效果及隧道掘进效率，以云南鲁巧高速共和村隧道为工程背景，首先对爆破开挖区域采集的岩样进行力学参数测试，进而采用光滑粒子流体动力学方法（SPH法）对不同掏槽孔角度爆破方案进行数值模拟，并通过现场试验进行验证。研究结果表明: 当掏槽孔角度由55°增大至75°时，槽腔内整体有效应力显著提升，涨幅高达108%；同时，孔口处围岩损伤范围由0.2 m增大到0.9 m。最大抛掷速度呈现先降低后升高的趋势，由掏槽孔角度为55°时的43.6 m/s，降至65°时的36.3 m/s，再回升至75°时的43.1 m/s，同时抛掷距离也相应变化。故掏槽孔角度的增大使得有效应力及围岩损伤范围明显增大，当掏槽孔角度为65°时掏槽效果最优。现场试验结果与数值模拟结果吻合度较高，验证了数值模拟计算的有效性。
2025 Vol. 62 (3): 108-116 [
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117
朱俊林1 郑明明1, 2 彭麟智1 朱成涛1 熊 亮1 张亚伟1 吴祖锐1 颜诗纯1
不同脱困方式爆破下复合支护结构动态响应
为系统定量分析双护盾TBM（盾体）在高地应力硬岩卡机后不同脱困爆破方式下支护结构的动态响应特征和安全范围，以多雄拉公路隧道卡机段为例，采用SoildWorks和Hypermesh建立数值模型，运用LS-DYNA计算分析高地应力下微差爆破对支护结构的动态影响，在此基础上以峰值振速为关键指标，探究微差爆破相较于同步爆破的优势，并划定不同爆破荷载影响下支护结构的安全范围。研究结果表明：支护结构最大峰值振速位于近爆破区间中心位置，并随爆破进尺深度的增加而逐渐增大，出现时间相应提前，尤其是第5和第6爆破进尺显著高于其他进尺。相较于同步爆破，微差爆破能有效降低爆破荷载对复合支护结构的动态影响，对于第5和第6爆破进尺，微差爆破下峰值振速降幅可达42.3%，显著减小支护结构不安全范围。
2025 Vol. 62 (3): 117-125 [
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126
李瀚源1,2 冯 劲1 郭洪雨1 谢雄耀2 周红升1 孙 飞1
海底盾构隧道双层衬砌结构联合承载力学特性研究
为探究海底盾构隧道双层衬砌结构承载特性，以甬舟高速公路复线金塘海底隧道为工程背景，考虑双层衬砌界面黏结损伤力学效应，建立盾构隧道双层衬砌结构三维弹塑性损伤模型，研究高水压条件下管片结构与二次衬砌联合承载力学特性，明确双层衬砌结构安全承载状态。研究结果表明：（1）与单层管片方案相比，双层衬砌叠合结构极限承载力与结构刚度分别提升66.3%、200.8%，复合式衬砌结构承载力及横向刚度提升较小，仅分别提升7.1%与16.9%。界面黏结强度损失越大，隧道结构极限承载力越低，隧道适应变形能力越差。（2）在叠合结构承载过程中，管片及二次衬砌结构均存在超出极限承载力的风险。二次衬砌拱底呈现小偏心受拉状态，该处极易产生贯穿裂缝；二次衬砌拱腰呈现小偏心受压状态，该处易发生压溃破坏；复合结构管片及二次衬砌均呈现大偏心受压状态，结构无贯穿裂缝产生，但结构裂缝宽度存在超出规范限值的风险。（3）基于叠合结构二次衬砌变形破坏特征及复合结构剩余承载力指标，提出盾构隧道双层衬砌结构安全控制指标。
2025 Vol. 62 (3): 126-138 [
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139
苏 恒1 王士民1 朱旭红2 秦善良3
考虑空间效应的盾构刀具切削桩基主筋力学特征研究
依托穗莞深城际轨道交通盾构破除市政地下群桩工程，建立盾构切削不同空间分布桩基时的数学模型，采用数值模拟方法探究空间效应对盾构切桩工程的影响，提出掘进参数优化建议，并结合工程实践情况进行验证。研究结果表明：（1）切桩时桩基的空间分布情况可用刀具的切削角度表征。当切削角度接近90°时，说明桩基位于刀盘中心附近；当切削角度接近0°，说明桩基位置靠近刀盘边缘。（2）切削刀盘边缘桩基中的钢筋时，刀具更偏向于拉断钢筋而非切断钢筋；随着桩基位置从刀盘中心向刀盘边缘移动，刀具对钢筋的剪切力显著下降，减幅可达 56.7%，拉力显著上升。（3）桩基位置越靠近刀盘边缘，刀具在钢筋表面留下的切口角度越大，切口也越长。（4）切削刀盘边缘桩基时，可适当提高刀具贯入度、盾构推力和扭矩，进而增加刀具对刀盘边缘钢筋的剪切力，有利于切断钢筋。
2025 Vol. 62 (3): 139-150 [
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151
程建华1,2 翁应康1 叶亚齐1,2 杨小林1,2 严文荣3 郭瑞静1
高压燃气管道泄漏爆炸对下伏地铁车站顶板结构的影响研究
为探究不同压力条件下高压燃气管道泄漏爆炸对下伏地铁车站顶板破坏的影响，采用TNT当量法确定高压燃气管道泄漏后的燃气云爆炸荷载，通过ANSYS/LS-DYNA建立全尺寸地铁车站顶板数值仿真分析模型，从结构损伤、破坏形态、Von-Mises应力、动态响应4个方面综合分析爆炸荷载下地铁车站顶板的破坏情况，并基于量纲分析法提出高压燃气管道泄漏爆炸时地铁车站顶板破坏效应与高压燃气管道压力之间的函数关系表达式。研究结果表明：地铁车站顶板主要表现为震塌破坏，破坏区的宽度与管道压力呈正比；梁板交接处极易出现局部撕裂破坏，产生2条沿梁方向的贯穿裂缝；Von-Mises应力主要集中在破坏区的边缘处，应力值与管道压力呈反比，迎爆面与背爆面的Von-Mises应力峰值相等，扩散规律不同；地铁车站顶板的Z向节点位移、速度响应与管道压力呈正比，迎爆面与背爆面的Z向节点加速度响应规律相反。
2025 Vol. 62 (3): 151-159 [
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试验与监测
160
王敬勇1,2 王 平2 杨 锦2 吉 锋3
基于物理模型试验的碳质千枚岩隧道支护结构优化研究
在隧道施工中，遇到破碎和松散的软岩地层常引发较为严重的变形和局部塌方等工程灾害，严重威胁施工安全和制约工程进度。现行公路隧道围岩分类体系及支护结构参数设计难以有效地应对此类变形问题，因此亟需开展围岩支护结构优化研究。文章以某碳质千枚岩隧道V级围岩段为研究对象，采用1∶80比例尺的物理模型试验，自主设计模型试验箱和测量系统，系统开展喷射混凝土厚度、钢拱架间距和二次衬砌厚度3类支护结构参数优化研究。试验结果表明，3类支护结构参数对围岩稳定性影响显著，当采用30 cm的喷射混凝土厚度、64 cm的钢拱架间距和64 cm的二次衬砌厚度时，既能有效限制围岩的持续变形，又能确保支护结构的安全性和经济性。
2025 Vol. 62 (3): 160-169 [
摘要
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170
李鹏飞 张佳龙 张明聚 崔小普 黄正东 马 锐
隧道钢波纹板-模袋混凝土支护接头受力性能试验研究
为系统研究钢波纹板-模袋混凝土组合结构法兰接头的力学性能及破坏机理，通过足尺弯曲试验与数值模拟试验相结合的方法，对3种不同构件接头的波纹板厚度、法兰板厚度、混凝土强度、肋板厚度和轴向力对接头弯曲性能的影响进行评估。结果表明：相较于纯钢波纹板结构，钢波纹板-模袋混凝土组合结构和加肋板的组合结构的承载力均得到了显著的提升，分别提升63.2％和128.6％。当钢波纹板厚度从5 mm增加到7 mm时，平均挠度减小了22.4%，继续增加到9 mm时，平均挠度减小了11.4%，法兰接头刚度显著提高。当法兰板厚度从5 mm和10 mm 分别增加5 mm时，平均挠度减小了31.4%、28.5%，法兰接头的抗变形能力有所提高。所加肋板厚度从5 mm、10 mm、 15 mm分别增加5 mm时，中间处的平均竖向位移分别减少了37.8％、30.2％、12.2％，对于更薄的肋板来看，构件的抗弯性能提高更为显著。综合考虑承载能力、经济性、施工可行性等多个因素，建议钢波纹板厚度设置为7~9 mm，法兰板厚度在10~15 mm之间，所加肋板的厚度在10~15 mm之间较为合适。
2025 Vol. 62 (3): 170-181 [
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刘 涛1 张 雷1 殷文俊2,3 石志鹏1 钱勇进2,3 王诗雨2,3 戴叶谦2,3 闵凡路2,3
风化泥岩粉对泥水盾构泥浆及泥膜性质影响试验研究
针对泥水盾构在风化岩层掘进时泥岩粉大量混入泥浆的问题，采用风化泥岩粉替换不同比例膨润土，模拟现场泥浆性质变化过程。通过测试泥浆黏度、泌水率、Zeta电位、级配及成膜过程中的滤失量等参数，探究泥岩粉混入比例对泥浆及泥膜性质影响规律，并分析泥浆及泥膜性质变化机理。研究结果表明：泥岩粉混入会显著降低泥浆黏度，增加泌水率，导致泥浆颗粒出现团聚现象，并使泥浆Zeta电位降低；当泥岩粉混入比例为30%时，泥膜更致密，与纯膨润土泥浆相比，渗透系数降低70.30%，孔隙比降低43.94%，在0.45 MPa气压下闭气时间超过320 min，但当混入比例大于30%时泥膜性质显著下降；泥岩粉混入时泥浆Zeta电位降低是泥浆粒径变大，泌水率增加，泥膜闭气时间及闭气值减小的关键因素。
2025 Vol. 62 (3): 182-189 [
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刘 洁1 刘新荣2 韩亚峰1,2 梁宁慧2 吴相超3
软岩隧道锚渐进破坏的主应变轴偏转规律研究
为揭示软岩隧道锚在承载过程中的渐进破坏演化机制，针对软岩隧道锚渐进破坏过程中的应变局部化问题，采用相似模型试验与数字图像相关技术相结合的方法，系统研究了隧道锚承载过程中内部主裂纹周边围岩最大主应变发展与演化规律，重点分析了隧道锚承载全过程中围岩内部主应变集中带最大主应变轴的旋转特征。研究结果表明：（1）主应变集中带附近主应变轴呈现尖端附近顺时针旋转、带内逆时针旋转的特征；（2）随着荷载增加，带内大多数点的主应变轴旋转角度基本趋于恒定或稍有降低；（3）锚-岩接触面粗糙度的减小会使破坏中后期锚塞体拉力向的位移减小；（4）当原主应变轴两侧发育新的集中带时，带外主轴旋转变化后最终将不再趋于恒定。
2025 Vol. 62 (3): 190-200 [
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201
张 行1 田 权1 陈亮青1 黄民尧2 凌成鹏2
隧道穿越断裂带时涌水过程的自然电位响应试验研究
分析地下水流场变化特征对于涌突水灾害监测和预警具有重要意义。通过室内试验，采用自然电位法对隧道穿越断裂带时的涌水过程进行监测，获得自然电位的变化过程，并统计自然电位值与涌水量的相关关系，探讨隧道涌水过程的自然电位变化机理，最后采用数值模拟进行验证。研究结果表明，隧道涌水过程中，越靠近涌水断面，自然电位变化越显著；自然电位变化速率对涌水过程响应敏感，能够反映渗流速度变化情况；自然电位与涌水量存在显著的负相关关系，即涌水量越大，自然电位值越小；自然电位信号对隧道涌水部位和涌水量均有良好的响应。
2025 Vol. 62 (3): 201-208 [
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209
刘尚国1 慈乃全1 刘如飞1 程 坤2 王 飞1 马新江3
基于车载激光点云的公路隧道拱顶变形监测方法
公路隧道结构稳定性直接影响行车安全。为实时监测隧道变形情况并及时消除安全隐患，减少事故发生的概率，文章提出一种基于车载激光点云的隧道拱顶变形监测的方法。通过提取隧道中轴线与连续横断面，改进点到面的最近点配准和精度评估方法，实现高精度形变分析。具体步骤包括：（1）采用多视角投影和中值法提取隧道中轴线，利用中轴线点的局部相似性拟合法平面并裁切隧道横断面；（2）对隧道横断面分区，通过法向与径向约束对分区后的横断面进行配准，并根据分区配准精度加权迭代计算配准结果。结果表明，该方法在复杂场景中的配准精度较ICP和K4PCS算法分别提升19%和79%，能够准确反映公路隧道的变形，为公路隧道运营安全提供重要保障。
2025 Vol. 62 (3): 209-216 [
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规划设计与施工
217
唐 协1，2 林国进1，2 张 航2
公路隧道机械钻爆法施工适应对策
为提升隧道钻爆法机械化施工的安全性与效率，解决较差围岩条件下机械化施工困难与超挖控制问题，通过调研分析发现当前钻爆法机械化施工存在较差围岩下因分部开挖断面狭小及安全步距较短制约机械化施工，开挖面预加固措施不足，凿岩台车在长段裸露围岩段钻孔与人工装药安全风险高，先支后锚工序下初期支护喷射混凝土不密实、锚杆主动支护不及时和钢架被动支护承载力有限等问题。针对上述问题提出了以下针对性措施：（1）提出适应不同围岩级别的公路隧道全工序机械化作业配置方案及配套开挖工法，优化了安全步距；（2）在不稳定开挖面施工应采取开挖工法、超前支护和预注浆等相结合的组合措施；（3）通过理论计算确定未立钢架段的最小长度，基于超前支护的有效长度，将单个开挖循环的“钻、爆、支”工序调整为前后两个循环的“钻、支、爆”工序，在保证安全的同时增大了循环进尺；（4）采用先锚后支的初期支护工序，即在开挖出渣找顶后立即施作锚网主动支护、初喷混凝土，弱化钢架的被动支护作用，并配套适应锚网主动支护的树脂锚杆、早强喷射混凝土工艺，实现凿岩台车在锚网支护下钻孔作业，提升安全和效率。
2025 Vol. 62 (3): 217-228 [
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229
王志龙1,2,3,4 王明年2,3,4 张 霄2,3,4 童建军2,3,4 刘大刚2,3,4 马治中5
机械化大断面法隧道施工力学行为及时空效应研究
郑（州）-万（州）高速铁路湖北段隧道工程是我国钻爆法隧道实现全工序机械化施工的典型案例。该工程具有开挖面积大、开挖进尺长以及施工效率高的特点，因而与传统小型机械分部开挖模式下的隧道施工力学行为和时空效应存在显著差异。采用数值计算及现场测试方法，研究机械化大断面法隧道施工力学行为及时空效应。研究结果表明，大断面开挖降低了掌子面的稳定性（预收敛变形最大值增大40%），空间效应减弱，通过超前支护有效控制掌子面的稳定性对于大断面法施工隧道尤为重要；大断面法施工隧道支护一次成型，且封闭较快，可以有效抑制初期支护的整体沉降（最终收敛变形减小22.5%）。相同施工条件下，相比于C30普通喷射混凝土，采用C30早高强喷射混凝土支护可使隧道收敛变形减小20.1%，表明随着空间效应的减弱和开挖进尺的增大，支护结构在初期阶段迅速获得较强的承载性能可有效控制隧道变形。
2025 Vol. 62 (3): 229-239 [
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240
王帅帅1 傅一帆2,3 徐 勇1 史经峰1 郭 春2,3
通过接力风机进行风量分配的隧道施工风仓式通风参数研究
在特长隧道施工中，由于通风距离过长，传统压入式通风效果难以有效保障洞内通风需求，通常需在斜井底部设置风仓并在正洞内增设接力风机以保障通风效果。为解决特殊环境下不同掌子面需风量差异导致的风仓不同出口风量分配问题，以某铁路特长隧道（全长42 km）4#横洞工区为工程背景，采用数值模拟方法，设计一种隧道施工风仓式通风系统。研究结果表明：（1）采用接力风机进行风量分配时，同一正洞内两接力风机的距离越近，风机间相互影响越明显；（2）风仓内风速越小时，接力风机风压变化对风量分配的影响越明显；（3）风仓在横洞内的尺寸越小，接力风机风压变化对风量分配的影响越弱。基于数值模拟结果，确定了各风仓出口接力风机的全压参数，保证了该工程不同工况下各风仓出口的供风量。
2025 Vol. 62 (3): 240-248 [
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安全防灾与病害整治
249
陈云尧
长江一级阶地盾构始发下穿既有地铁车站风险应对措施及掘进分析
针对长江一级阶地富水粉细砂地层盾构始发下穿既有地铁车站工程中，面临包括洞门涌水涌砂风险、既有地铁车站道床变形控制、土舱压力建立困难以及连续磨除地连墙等施工挑战及安全风险，文章系统介绍了所采取的工程应对措施。通过对土舱压力、刀盘扭矩、刀盘转速、贯入度、推进速度、总推力6项关键掘进参数的统计分析，揭示了盾构始发下穿既有地铁车站时的参数变化特征。同时，对施工中出现的异常工况、玻璃纤维筋磨除情况、道床变形情况等进行了深入分析。研究成果可为类似地质条件下的地下工程穿越施工提供重要技术参考。
2025 Vol. 62 (3): 249-258 [
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259
邹育麟1, 2 刘 静1 汪 波2 陈子全2 谢作栋2 古 浩3 王楷越2
四川沿江高速公路隧道涌水突泥灾害成因分析及防治对策研究
以四川沿江高速公路隧道为研究对象，采用数据分析与典型案例研究方法，系统分析隧道所处的复杂地质条件，识别并分类涌水突泥致灾构造。通过宁南隧道和宁会隧道等典型涌水突泥灾害案例分析，探讨不同类型致灾构造的地层特征、地质构造及水文地质特征，揭示岩溶管道、地下暗河、溶腔与裂隙网络在灾害触发中的作用。研究结果表明，岩溶类致灾构造在沿江高速公路隧道灾害中占主导地位，其中可溶岩与非可溶岩交接带的特殊地质条件会显著增加灾害的判识与防治难度。基于研究结果，提出以超前探测与预注浆加固为核心的隧道涌水突泥灾害防治对策。
2025 Vol. 62 (3): 259-269 [
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新型材料与设备
270
朱双厅1 任国平2 赵 强3 高 新2 张 箭2 郑 彬2 王海波2
基于花岗岩地层石粉资源化利用的 盾构注浆材料研究
依托深大城际铁路隧道，采用石粉作为砂石替代材料改良同步注浆材料，分别开展石粉替代率优化、石粉影响机理分析与豆砾石渗透性研究，探究新型注浆材料的最优配合比，并与传统注浆材料进行性能对比。研究结果表明，石粉替代率从0%增加到30%时，随着粉细砂逐渐被表面光滑且粒径较小的石粉替代，浆液流动度会逐渐提高，凝结时间相应延长；当石粉替代率从30%增加到70%时，水泥的水化程度降低，浆液流动度逐渐下降，凝结时间相应延长，因此石粉最优的替代率为30%，此时浆液流动度较原材料浆液流动度提高17.8%。通过正交试验得出的新型注浆材料最优配比为水泥∶粉煤灰∶膨润土∶粉细砂∶石粉∶水=224.9∶432.6∶30∶548.3∶281.6∶500，该配比下的新型注浆材料在满足注浆材料规范要求的同时，具有更优的流动性与凝结时间，现场应用时能有效防止豆砾石注浆空鼓现象
2025 Vol. 62 (3): 270-281 [
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282
刘晓迪1 王怀东2 姜 涛1 王志国3
圆砾地层改良渣土流变性能室内试验研究
由于不同地层土体性质不同，土压平衡盾构施工时改良剂的选择及用量也不尽相同，需要根据土体性质对改良参数进行适配性研究。针对沈阳地区盾构工程常见的圆砾地层，采用泡沫剂+膨润土泥浆组合改良的方法，应用自制的带压旋转剪切设备，对改良渣土的剪切强度、压缩性、黏度系数等性能参数进行测定，研究泡沫浓度、泡沫注入比、膨润土泥浆浓度、膨润土泥浆注入比对改良土性能的影响。试验结果表明，泡沫剂对改良土的流塑性影响高于膨润土泥浆，膨润土泥浆对改良土的剪切强度影响更明显，并得到圆砾地层改良的最优配比。
2025 Vol. 62 (3): 282-290 [
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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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