Status Quo and Prospect of Harmless Disposal and Reclamation of Shield Muck in China

（盾构渣土无害化处理、资源化利用现状与展望）

郭卫社, 王百泉, 李沿宗, 莫　 松

摘要：随着中国大量城市盾构工程的实施，盾构渣土已成为最主要的城市建筑垃圾，给城市环境带来了极大挑战。对盾构渣土资源化利用情况、排放危害、处理方法与问题、资源化利用技术与案例进行总结和分析，提出盾构渣土处置未来需要解决的问题以及发展方向。具体为：1）欧美等发达国家建筑垃圾利用率较高，中国盾构渣土资源化利用率较低（不足1%）；2）中国盾构渣土目前主要采用露天堆放或填埋的传统方式进行处理，存在占用土地、污染土壤及水体、破坏市容环境、影响安全等危害；3）中国目前基本形成了同步注浆材料利用，浇筑建材产品、高强高密度陶粒及种植土制作等盾构渣土资源化利用工艺或技术，但由于技术水平、经济成本、政策配套等方面的原因，一直未能得到规模化发展；4）中国需要在渣土处理和资源化利用技术上进一步突破，同时政府在管理机制、政策扶持等方面也应大力支持，以促进盾构渣土处置向“无害化、资源化、标准化、产业化”方向发展。

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长大铁路隧道防灾疏散救援体系现状综述及研究展望

马伟斌, 王志伟, 韩自力

摘要：阐述长大铁路隧道防灾疏散救援体系，其由土建结构设施、机电设备设施、监控系统、管理系统及疏散模式组成。根据一般地区和高海拔地区防灾疏散救援工程相关研究成果，分析火灾燃烧特性与致灾机制、土建结构设计与优化、机电设备设施优化、监控系统的开发以及应急疏散救援5个方面关键问题或技术的研究、实施现状与存在的问题，提出针对高海拔隧道火灾蔓延与热释放速率、土建参数优化、设备设施适用性检验与耐久性保持、监控系统应用于智能疏散等方面需要进一步开展研究。同时着眼于隧道发展，提出针对特长城市地下区间隧道、深埋地下车站与水下（海底）铁路隧道在上述5个方面亟需开展的研究工作。

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阳城隧道土砂分界地层隧道围岩变形特征及控制工法研究

王志杰, 李　振, 徐海岩, 皮　圣, 蒋新政

摘要：为解决采用三台阶法施工的土砂分界地层隧道围岩变形控制难题，以浩吉铁路阳城隧道为依托，采用室内试验、数值模拟和理论分析等方法对不同隧道埋深及土砂分界位置（土砂比，即土层厚度与砂层厚度之比）下的隧道围岩变形规律进行研究，并提出围岩变形控制工法的选取原则。研究结果表明：1）不同隧道埋深及土砂比情况下的围岩变形曲线可分为变形预发展阶段、变形快速发展阶段、变形缓慢发展阶段和变形稳定阶段4个阶段，且均可采用Boltzmann函数进行良好拟合；2）当土砂比由0∶1增至1∶0时，隧道拱顶沉降、边墙水平收敛和仰拱隆起对土砂分界面的位置变化具有不同的响应规律；3）提出适用于采用三台阶法施工的土砂分界地层隧道围岩变形控制工法选取原则，并通过计算证明，该原则可有效指导围岩变形的控制。

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基于物联网和GIS 的综合管廊通风除湿智能控制研究

施有志, 洪娇莉, 林树枝, 徐建宁

摘要：为探究综合管廊通风除湿智能控制的实现路径，通过传感器获取廊内温度、湿度数据，利用地理信息系统（GIS）和物联网技术搭建温、湿度数据与空间位置信息一体化模型，以有效时长预测模型、进风状态参数控制器为理论基础，建立综合舱通风除湿智能控制网络。该控制网络主要由4部分构成：1)感知平台负责感知空气状态参数、地理空间信息等数据信息；2)传输平台用以实现数据的接入与传输；3)支撑平台对运营中的综合舱通风除湿工况进行分析、预判和决策；4)服务平台负责执行支撑平台决策后发出的控制指令，同步记录过程信息并进行反馈修正。

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隧道建设碳排放计算方法及预测模型

郭　春, 徐建峰, 张佳鹏

摘要：隧道建设消耗资源和能源，并向环境中排放大量温室气体。为解决当前隧道碳排放计算的清单数据难以获取、隧道施工碳排放难以估计的难题，通过在隧道碳排放方面的长期探索，总结当前中国公路隧道碳排放计算、清单数据、影响机制和排放预测的研究进展。首先，通过调研国内外隧道碳排放计算的文献，介绍隧道建设碳排放计算方法；其次，结合算例阐明使用数据清单和排放系数评估隧道施工期碳排放的计算方法，明确不同施工工序和材料能源对碳排放的贡献；然后，基于大量隧道施工碳排放计算结果，使用统计分析方法探明隧道施工碳排放的关键影响因素，并使用线性回归方法建立碳排放预测方程；最后，针对当前隧道碳排放计算中的2大难题，即难以获取隧道碳排放的基础清单数据、排放数据难以在不同部门和企业中流通，提出发展资源能源计量和区块链技术，促进隧道行业节能减排的持续发展。

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盾构舱内空气损失计算及影响因素分析

杨志勇, 杨　星, 漆伟强, 江玉生, 安宏斌

摘要：为确保盾构在“气压模式”下掘进及在带压开舱作业时控制舱内气压的稳定，在分析刀盘正面土体、开挖间隙周边土体、盾尾注浆和螺旋输送机4个区域的气压损失范围基础上，改进Krabbe公式并考虑渗透系数、舱内压强、地层变化等影响因素，提出空气损失量Q的半经验半理论计算方法。将计算方法应用于实际工程，通过对空气损失量最大断面进行灵敏度分析，主要结论如下：1）舱内压强与空气损失量呈二次正相关，工程范围内气压的增加会导致一定的空气损失；2）空气损失量最大的断面为地层突变处，通过分析该断面的灵敏度，可以对盾构配备的空气压缩机功率进行合理的判断。

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预热温度对盾构刀盘堆焊组织和性能的影响

吴奇隆

摘要：为解决大直径刀盘拼装焊接后残余应力大、产生延迟裂纹的问题，提出通过控制预热温度提高堆焊质量的方案。试验采用自保护药芯焊丝对盾构刀盘使用的Q345R材料进行堆焊，分别研究预热温度为50、100、150、200 ℃时堆焊组织和性能的变化。结果表明：经过100 ℃预热后，残余应力最小，冲击韧性最好，显微硬度梯度变化幅度最小，综合力学性能最佳。将试验得出的结论用于指导刀盘堆焊时预热温度的选取，证明通过选取合适的预热温度，刀盘焊接后UT探伤结果一次合格率达到100%，在实际应用中取得了良好的效果。

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汕头海湾隧道复合地层超大直径泥水盾构掘进参数预测研究

范文超, 孙振川, 李凤远, 张　兵, 陈　桥, 王发民, 王　 凯

摘要：为研究复合地层超大直径泥水盾构掘进参数之间的复杂关系，以汕头海湾隧道工程为背景，选取700环掘进数据，通过优选函数类别和网络结构，建立基于BP神经网络的复合地层超大直径泥水盾构掘进参数预测模型，定量预测刀盘转矩、刀盘能耗和平均泥水压力。研究表明：1）复合地层盾构贯入度和掘进速度、贯入度和刀盘转速、刀盘电流和刀盘转速的皮氏积矩相关系数绝对值均在0.75以上，具有良好的线性相关性，其他掘进参数之间相关性较不明确；2）复合地层盾构刀盘转矩和刀盘能耗预测值与实际值的算术平均误差在5%左右，平均泥水压力预测值与实际值的算术平均误差为1.31%，预测精度较高，满足盾构施工要求；3）基于BP神经网络预测模型，软土地层各掘进参数预测效果得到进一步提升；4）根据BP神经网络预测模型输入参数定量预测其他掘进参数，操作简单，预测效果良好，能够为盾构主司机提供参考，同时提高施工效率，为实现智能掘进打下基础。

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盾构隧道管片接头三维精细化数值模拟研究

张　力, 封　坤, 何　川, 徐培凯, 张景轩, 廖楚天

摘要：针对现有盾构隧道管片接头构造数值模拟难以准确反映接头实际受力和变形过程的问题，以苏通GIL工程管片接头为研究对象，建立三维精细化接头数值模型，模型采用实体单元模拟接头混凝土、螺栓、套筒、垫片等构造并在螺栓上施加预紧力，采用梁单元模拟钢筋。通过接头抗弯足尺试验验证数值模型计算结果的准确性，进而分析螺栓连接状态对于接头抗弯性能的影响。结果表明：1）所建立的接头三维精细化模型能较好地反映接头在压弯荷载作用下的变形规律，与接头抗弯足尺试验结果的对比表明其具有较好的计算准确度；2）正负弯矩作用下，无螺栓时接头总体上更易发生张开和竖向变形，正弯矩下有无螺栓对于接头张开、竖向变形的影响较大且与轴力和弯矩有关，负弯矩下两者之间的差距较小且基本不变；3）接头采用斜螺栓连接时，正弯矩下有无螺栓对于接头抗弯刚度的影响较负弯矩下更大。

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深中通道海底隧道排烟系统总体方案

邓小华, 宋神友, 曹正卯, 张　 琦

摘要：为解决超大断面海底沉管隧道火灾排烟及防灾救援难题，依托深中通道沉管隧道工程，在传统全侧壁排烟方式不能满足火灾排烟的情况下，提出利用顶部横向排烟联络道结合侧壁排烟孔的新型排烟体系，解决超长、超宽沉管隧道火灾排烟难题。与传统全侧壁排烟方式相比较，新型排烟系统可充分利用烟气流动特点，排烟效率明显升高，可用疏散时间得到较大幅度增加，进一步提升了超大断面海底沉管隧道防火安全性。针对水下枢纽互通结构形式及通风流场特点，提出水下枢纽互通区的排烟和疏散方案。入口合流匝道段采用纵向通风 吊顶排烟道方案，并在分岔及合流位置重点排烟或设置竖井排烟，可有效控制火灾烟气。在设置防灾设施的条件下，结合周边路网交通特点、救援力量分布情况等，建立深中通道沉管隧道防灾救援技术体系。

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地铁盾构隧道近接下穿既有铁路隧道加固范围优化设计

——以南宁地铁4 号线下穿既有槎路隧道为例

唐志辉

摘要：为解决城市地铁盾构隧道近接下穿既有铁路隧道时难以合理经济地估算交叉段加固范围的问题，依托南宁地铁4号线那历村站—那洪立交站区间隧道下穿既有槎路隧道工程，提出基于强度折减系数法的地铁盾构隧道近接下穿既有铁路隧道加固范围优化设计方法，并通过监测数据验证该方法的有效性。研究结果表明：1）以特征点突变作为实际隧道施工安全性的判据存在一定的局限性，可采用满足变形控制标准下的最大折减系数作为综合安全系数；2）加固圈厚度系数和长度系数与铁路隧道系统综合安全系数呈幂函数关系；3）所拟定的加固方案能有效控制既有上伏铁路隧道的沉降变形。

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高寒高海拔隧道进出口海拔差下列车内外压力计算方法及应用

杜云超, 陶伟明, 潘　朋, 张朋宽, 陈洋宏

摘要：为研究西部艰险山区长大隧道进出口存在较大海拔差下的车内外压力计算方法，采用理论分析方法对现有平原地区车内外压力单维计算模型进行修正，使之适用于进出口存在海拔差的隧道。通过青藏铁路列车内压力实测数据的对比，验证计算方法的正确性，并在实际设计中进行应用。主要结论如下：1）根据大气压力随海拔变化的规律，通过调整原有计算模型中每一时刻对应的基准压力、温度、密度和声速，可实现进出口存在海拔差隧道内列车内外压力的计算；2）通过此计算方法，确定了某高海拔山岭轨道交通单线隧道断面净空面积为19.5 ㎡，双线隧道断面净空面积为41.5 ㎡，列车动态密封指数最低要求为2.5 s。

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狭窄空间土压平衡盾构分体始发施工技术

——以新加坡地铁 C715 项目盾构隧道为例

钟志全

摘要：新加坡地铁C715项目盾构隧道工程始发竖井空间狭小，采用常规分体始发工艺存在掘进效率低、管线消耗量大、设备运行效果差等工程难题。通过改造8号后配套台车、出渣设备及管片转运小车，重组地面后配套台车，增设PLC中继柜，提出一种在长度仅22 m竖井中的盾构分体始发施工技术，可节约大量电缆管线，有效提高掘进效率，顺利完成管片转运及拼装，并解决长距离连接管线造成油脂堵管及线路信号传输不稳定等问题，实现更加安全、高效、经济的盾构分体始发。

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龙昌公路隧道Ⅳ级围岩大断面机械化施工技术

黄维科, 陈加宝, 张利斌, 马建云

摘要：为解决我国公路隧道建设中存在的以人工作业为主、施工机械化程度低、工序循环时间长、施工进度缓慢、安全风险高等问题，以贵黄高速龙昌隧道施工为例，结合中国的隧道规范与欧洲新奥法设计理念，对龙昌隧道采用大断面法进行施工，提出“9 N”设备高度配合隧道建设施工系统及其施工技术，即三臂凿岩台车、拱架锚杆安装台车等9种专用隧道施工机械设备与多功能地质钻机、全自动注浆机等多种辅助隧道施工机械设备搭配，采用相应机械化施工技术，无间隙地进行隧道施工。结果表明，“9 N”施工技术改善了隧道施工作业大量依赖人工的现状，提高了隧道施工的机械化程度、工作效率和安全性，降低了隧道施工人员数量，减小了施工对环境的影响，保证了隧道的施工质量。

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自动布料带压浇筑隧道智能衬砌台车研制及应用

李立功, 江东鹏, 林春刚, 杨君华

摘要：为解决隧道衬砌背后空洞及不密实、施工缝压溃、掉块、止水带偏位等技术难题，创新研制了自动布料带压浇筑隧道智能衬砌台车，构建了隧道衬砌混凝土自动布料、带压浇筑、施工缝零搭接和防空洞监测等新工艺体系，可减少或消除衬砌质量缺陷。试验表明：1）采用自动布料封闭管路带压浇筑系统，能实现分层逐仓浇筑，减少混凝土离析和污染，实现单次换管2～3 min，提高效率35％以上，节省人工50%以上；2）拱部采用自动振捣器，混凝土不密实减少85%以上；3）运用双模式控制系统，提升定位精度和安全性，比普通台车定位时间缩短30 min以上；4）采用“V”形槽零搭接装置，可避免施工缝顶裂和压溃，且利用可视化堵头板，方便施工；5）应用智能集成控制系统，可实现自动布料、自动振捣、自动监测和自动生成数据报表，实现人机交互。

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带DA阀的液压泵功能分析及系统调试

张立秀, 石景林

摘要：为更好地使用和调试DA阀的泵控系统，确保DA控制系统在工程机械上运用的灵活性，做到不同工况设备都能自动处在最佳状态工作，通过分析DA阀和DA泵的构造原理及测试曲线，论证DA泵的3个主要功能：1）发动机转速控制排量功能，即操纵发动机油门踏板就可以改变泵的排量，从而改变车速的自动驾驶功能；2）恒功率功能，即通过调节并锁定泵的设定，使泵有稳定的功率输出，以适应原动机的功率；3）压力切断功能，即当泵的压力达到设定的最大极限压力时，控制泵的排量接近为0，以防发动机因负载过大而熄火。通过对具体设备液压系统主要参数的设定和调试，给出DA泵系统的调试方法与调试过程，以实现DA泵转矩与发动机转矩的最佳匹配，减小发动机功率损耗和防止发动机因负载过大而熄火，同时也减轻操作者的疲劳和负担。

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隧道衬砌质量全断面检测台车研究与应用

张海涛

摘要：为解决人工手持雷达天线进行隧道衬砌质量无损检测存在的测线偏移、仪器脱离隧道表面、往复作业检测效率低、安全隐患多等问题，研制一款可实现单次全断面机械化作业的隧道衬砌质量检测台车。该台车集成多级伸缩机械臂及九通道隧道质量检测系统，具有单次多线机械化同步检测、多通道雷达天线数据采集控制、雷达天线与隧道壁自适应、里程综合定位及视频采集等关键技术，并已在湖北郑万高铁某隧道使用，检测效果良好。相较于传统单次单线检测方式，检测效率由15 h/km提高至1 h/km；雷达天线自适应功能保证仪器紧贴隧道表面，检测连续可靠；同时，九通道隧道质量检测系统的应用，一定程度上实现了衬砌质量检测的信息化。

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基于机器操作的TBM 一体化刀具系统设计及试验研究

杨冬建, 卓普周, 郭正刚, 孟智超, 白　亮, 霍军周

摘要：为实现TBM换刀机器人对刀具系统的快速拆卸，提出一种基于机器操作的TBM一体化刀具系统。针对其应用场景及对象，提出6项性能评价指标，并进行分析。最后按照1∶4的缩尺比例对传统刀具系统及一体式刀具系统进行振动紧固性试验。试验结果显示：经过20 h加速度为3g、振动频率为30 Hz的振动试验后,传统刀具残余预紧力百分比下降幅度是一体化刀具系统的2.31倍，一体式刀具系统的防松性能优于传统刀具系统，所提出的新型一体式刀具系统能够满足TBM换刀机器人的要求。