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中国交通隧道工程学术研究综述·2022

 huaszh 2022-05-11 发布于陕西省
中国
公路
学报
2022
     


    近6年,中国隧道工程建设取得了巨大成就,这将有力推动中国从“隧道大国”向“隧道强国”华丽转身。为促进隧道工程可持续、高质量发展,系统梳理了中国交通隧道建设现状、设计技术、勘测与超前预报技术、开挖及支护技术、绿色环保施工及运营技术、施工机械化与智能化、衬砌结构抗减震技术、运营保障设施、养护与运维技术以及典型隧道工程案例,以期为隧道工程领域的研究人员与技术人员提供参考和借鉴。


——《中国公路学报》编辑部

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中国交通隧道工程学术研究综述·2022

引 言

     回首2016~2021年,这是值得所有中国隧道人自豪与骄傲的6年。这期间,中国隧道不仅实现了数量和长度上的巨大跨越,在建造技术、质量控制和服务水平上更是迈上了崭新台阶。

     2017年7月,世界最长公路沉管隧道——港珠澳大桥沉管隧道全线贯通,标志着中国隧道人的“入海”技术已达到世界先进水平;2018年,在横亘新疆南北的天山山脉,世界最长的高速公路隧道——乌尉天山胜利隧道正式动工,宣告了中国隧道人在高寒、高海拔地区兴建特长公路隧道的“上天”决心;2019年9月,中国一次性建设最长的浩吉(蒙华)铁路开通运营,标志着重载铁路隧道修建达到新的里程碑;2020年8月,中国首条建设在地震烈度为8度地区的汕头海湾隧道(苏埃通道)全线贯通,这意味着中国掌握了高烈度区超大直径越海盾构隧道的设计及建造技术;2021年4月,中国隧道人正式向人类禁区——青藏高原上的川藏铁路隧道群发起冲击,预计9年后,连接成都与拉萨的新时代“世纪工程”将投入运营;2021年9月,“万里黄河第一隧”——济南黄河济泺路隧道的正式通车,标志着中国在泥水盾构隧道的泥浆处理和废弃土料的资源化再利用方面取得了长足进步。与此同时,随着盾构技术的迅猛发展,中国已逐步攻克敏感地区、地质复杂多样地区的盾构隧道建设难题,并在(超)大直径盾构隧道建造技术上取得了突飞猛进的发展,如:2019年,清华园隧道的贯通标志着中国隧道人掌握了敏感地区的大直径高速铁路盾构隧道建设技术;2021年10月,南京和燕路过江隧道左线贯通,表明又一条极高难度的超大直径越江盾构隧道难题被攻克。中国隧道人还在居庸关、八达岭等风景区下,建设了下穿百年京张铁路和石佛寺村的超浅埋、环境友好型隧道——京张铁路八达岭隧道。

     一系列重大、特难隧道工程的成功建设为中国隧道人赢得了广泛赞誉,获得了各种荣誉和嘉奖。由中国交建联合体承建的港珠澳大桥岛隧工程,于2018年通车当年,连续荣获《美国工程新闻记录》(ENR)“全球最佳桥隧项目”、 国际隧道与地下空间协会(以下简称“ITA”)“年度重大工程奖”及英国工程师学会(ICE)“年度隧道工程奖”, 体现了世界对中国隧道工程建设的高度关注和广泛认可。由中铁四局承建中国首次采用马蹄形盾构施工的浩吉(蒙华)铁路白城隧道,于2018年荣获ITA“年度技术创新奖”,标志着中国具有了自主知识产权的超大断面马蹄形盾构法建造技术,为中国高端设备进军国际市场提供了强有力的工程示范。同年,中铁一局和中建五局承建的四川省甘孜州雀儿山隧道项目荣获ITA“年度杰出工程大奖”。由中铁二院勘察设计、中铁五局施工、铁科院四川铁科监理的“成贵高铁玉京山隧道跨越巨型溶厅暗河工程”以小组第一的优异成绩,荣获ITA 2020年度“攻坚克难奖”这一国际隧道行业殊荣。“深圳地铁超大规模盾构隧道渣土低碳资源化应用”项目摘得ITA 2021年度“超越工程奖”,标志着中国在盾构渣土资源化利用方面取得了突破。此外,还有在隧道材料与设备方面荣获“年度技术产品/设备创新奖”的隧道可持续节能照明及多功能储能发光材料、荣获“年度安全倡议奖”的ROBY850半自动挖掘机器人、荣获“年度技术创新”的硬岩TBM超前地质预报新技术等。诸如此类的工程及荣誉不胜枚举,它们共同见证了中国由隧道大国迈向隧道强国的稳健步伐。

     可以预见,在“一带一路”倡议、川藏铁路等新时代“世纪工程”的驱动下,隧道建设的新材料、新工艺、新工法、新技术、新理念、新结构等将会不断涌现。因此,于“十四五”开篇之际,有必要对交通隧道工程领域现有的最新成就与研究成果进行系统总结和梳理。为了促进中国隧道工程学科的发展,充分发挥《中国公路学报》在公路交通行业中的学术引领作用,本刊编辑部特别邀请了隧道工程领域的专家、学者80余人,在分析行业发展现状和趋势的基础上,围绕隧道设计技术(韧性隧道、隧道长寿命化、隧道抗震设计)、隧道勘测与超前预报技术、隧道施工技术及其智能化与机械化(钻爆法、盾构法、TBM法、多模式盾构、沉管法、工法转换)、隧道绿色、环保施工与运维管理(运营通风、运营照明、防灾减灾、病害、维护与加固、绿色隧道)等主题,论述目前上述领域的技术和学术研究现状、热点、存在问题、具体对策及发展前景,以期为中国隧道工程学科的学术研究与发展提供参考和借鉴。由于资料、水平有限,本综述在很多方面可能还不尽人意,对一些问题分析的深度和广度还不够,敬请广大读者批评指正。

交通隧道建设现状统计分析


  • 公路隧道建设

  • 铁路隧道建设

  • 市政公路隧道建设

  • 市政地铁隧道建设

隧道设计技术


  • 韧性隧道评价

  • 隧道长寿命化技术

隧道勘测与超前预报技术


  • 隧道勘查技术

  • 隧道超前地质预报技术

隧道开挖及支护技术


  • 钻爆法施工技术

  • 盾构法施工技术

  • TBM法施工技术

  • 多模式盾构/TBM施工技术

  • 沉管法施工技术

  • 工法转换与衔接技术

隧道绿色、环保施工及运营技术


  • 隧道防排水技术

  • 寒区隧道节能、环保保温技术

  • 隧道噪声控制技术

  • 隧道人本、绿色装饰技术

隧道施工机械化与智能化


  • 隧道施工机械化

  • 隧道施工智能化

隧道结构抗减震技术


  • 隧道抗震设计与分析方法

  • 高烈度地震区隧道抗减震措施

隧道运营保障设施


  • 隧道照明

  • 隧道通风

  • 隧道消防

  • 隧道监控

  • 隧道供配电

隧道养护与运维技术


  • 隧道监测与检测

  • 隧道服役性能评价

  • 隧道病害处治与加固

  • 隧道运营灾害与应急处置

  • 隧道运营管理

典型隧道工程案例


  • 高地应力硬岩隧道建设技术

  • 高地应力软岩隧道建设技术

  • 高寒高海拔特长公路隧道建设技术

  • 高地温隧道建设技术

  • 超大断面山岭隧道建设技术

  • 复杂环境沉管隧道建设技术

  • 超大直径盾构隧道建设技术

  • 马蹄形盾构隧道建设技术

  • 穿越敏感环境隧道建设技术

结 语

     隧道工程作为人类克服自然障碍的构筑物,其发展和演变历史与人类文明进程和生存地域的拓展密切相关——既是人类改造自然、适应自然的见证者与亲历者,更是人类对美好生活向往与追求的陪伴者。自中国第1座隧道(石门隧道)问世以来,隧道行业经历了2 000多年漫长而蓬勃的发展历程,时至今日,我们有横卧世界屋脊的关角隧道,有穿越中国南北分界线的秦岭终南山公路隧道,有历时12载春秋,终战胜世界级工程地质与水文地质难题的大柱山隧道,还有巨龙入海的港珠澳沉管隧道和深中通道沉管隧道,更有蓬勃发展的城市公路隧道与轨道交通隧道……人类生生不息,隧道事业绵绵不绝!

     21世纪是隧道及地下工程的世纪!回首往昔,隧道工程走过的路程曲折而漫长,我们历经了从古典岩土压力理论到松弛荷载理论,再到今日以岩承理论为基础的隧道支护结构设计理论的变迁之路;我们见证了矿山法、新奥法、浅埋暗挖法、明挖法、沉管法、TBM法及盾构法等多种隧道施工方法的实践、发展与完善,形成了今日百花齐放、因地制宜的隧道施工方法。随着各种新技术、新理论、新思想、新材料的发展与完善,隧道工程也正经历着从最初原始的“火烧水激”到全方位机械化的革新之路,工程建设的安全、效率和科学性都在经历着巨大的飞跃。展望未来,前进的步伐不会停止,种种已知的、未知的困难还等待着隧道人去解决;跨学科的研究也期许与隧道工程完美对接;串联祖国大地的交通脉络拼图还在等待完善……这既体现着隧道人对隧道工程的挚爱,也是隧道人终身学习的方向与态度,更是隧道人向祖国和人民的庄严承诺:中国隧道人将不忘服务初心、不忘使命,强国富民、交通先行!

     再次对在本文组织、整理和撰写过程中提供帮助和供稿的专家和学者表示衷心感谢!因自身水平有限,对在资料整理与成果列入过程中出现的梳理不全面、成果遗漏等问题表示诚挚的歉意!《中国公路学报》编辑部在此谨向所有推动中国隧道发展的隧道人致以崇高的敬意与感谢!

     最后,对本文组织撰写过程中悉心指导的各位专家学者,以及在编写过程中搭建交流平台的中国公路学会隧道工程分会、中国土木工程学会隧道及地下工程分会、中国岩石力学与工程学会水下隧道工程技术分会、中国岩石力学与工程学会岩土工程信息技术与应用分会、中国岩石力学与工程学会隧道掘进机工程应用分会和世界交通运输大会(WTC)隧道工程学部,致以最衷心的感谢与祝福!


策划与实施

总策划:芮海田

策划:刘桦,王磊,张稳军,叶飞

组稿:张稳军,叶飞

统稿:张稳军

撰写:(以姓氏笔画为序)

丁文其,丁浩,门燕青,马非,马少坤,王士民,王万平,王帅帅,王圣涛,王亚琼,王传武,王树英,王剑宏,王智佼,毛锦波,方勇,邓涛,叶飞,申志军,田方正,付艳斌,冯冀蒙,吕勇刚,锐,刘大刚,刘帅,刘永胜,刘学增,闫治国,孙文昊,孙纬宇,阳军生,李亚隆,李科,李然,李鹏飞,杨华,何伟,闵凡路,汪成兵,汪波,宋天田,张冬梅,张成平,张杨,张国柱,张俊儒,张亮亮,张高乐,张稳军,陈文尹, 陈建忠,陈枰良,陈健,林志,罗彦斌,竺维彬,金大龙,周熙俊,郑余朝,官林星,房倩,封坤,赵清碧,胡斌,柳献,禹海涛,钟祖良,贺维国,耿萍,晏启祥,徐平,凌同华,高攀,郭卫社,黄阜,黄俊,黄清飞,曹校勇,龚彦峰,龚琛杰,庆国,董飞,韩兴博,傅金阳,曾艳华,管晓明,潘勇

编辑:王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,张维,刘佼,芮珩硕



本文引用格式:《中国公路学报》编辑部.中国交通隧道工程学术研究综述·2022[J].中国公路学报,2022,35(4):1-40.

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport.Review on China's Traffic Tunnel Engineering Research·2022[J]. China Journal of Highway and Transport,2022,35(4):1-40.

中国公路学报
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