摘要：针对钻爆法铁路隧道围岩分级、初期支护及二次衬砌设计方法等内容,对比分析了中英两国在隧道设计方法和理念方面的差异。对比分析表明,英国隧道设计基于巴顿的Q系统,该系统用表征岩体的RQD值,节理组数、粗糙度系数、地下水折减系数、蚀变系数及地应力折减系数来反映围岩整体力学性质,英国铁路隧道初期支护采用经验设计法,根据Q图谱进行预设计,采用有限元程序进行检算。二次衬砌采用极限状态理论进行设计,衬砌承受围岩压力的标准值由巴顿公式计算得出,二次衬砌设计时不考虑初期支护的作用。中国铁路隧道初期支护多采用类比法进行设计,并采用有限元法进行校核,二次衬砌普遍按破损阶段法设计,围岩压力根据统计回归公式计算,采用安全系数K控制结构安全性。相比而言,英国隧道设计方法和理念与围岩参数联系较为紧密和直观,而中国隧道设计方法基于定性与定量结合的围岩分级标准,两者差异明显。

摘要：目前,铁路隧道设计方法已由安全系数法向极限状态法转轨,但缺乏隧道衬砌结构极限状态法设计专用软件,衬砌设计仍需采用多软件协同作业的传统方法完成,过程繁琐,效率较低。提出基于VB6.0开发的铁路隧道衬砌极限状态法设计软件的构建思路、软件功能、软件模块及操作流程,介绍软件在铁路隧道极限状态法转轨工作中的应用成果。该软件集建模、有限元计算、配筋设计、结果显示及结果输出等功能于一体,避免了衬砌结构设计采用多个软件联合处理的繁琐操作。在铁路隧道极限状态法转轨工作中的应用表明,该软件将衬砌及明洞结构的单次设计完成时间由传统方法所需的20 min降为5 min左右,在计算效率上优势明显;衬砌及明洞结构采用极限状态法和采用安全系数法的工程投资大致相当,笔架山隧道和岐山隧道采用极限状态法较安全系数法工程投资分别节约0.73%和1.6%。

摘要：在回顾我国黄土隧道建设历程和成就的基础上,系统总结了铁路、公路等黄土隧道的修建技术,主要包括,(1)基础理论:黄土本构模型、围岩分级及深浅埋分界、荷载;(2)设计方法:设计标准、结构及支护、洞口防护;(3)施工技术:开挖方法、地表沉降控制技术和基底处理技术等。基于黄土隧道工程技术水平现状,结合现代信息技术、人工智能和大型机械化装备能力的提升,提出了黄土隧道基础理论、智能勘察设计和安全快速施工等发展方向。

摘要：对近40年以来国内外公开发表的隧道锚杆研究论文进行统计和分析,阐述隧道系统锚杆国内外研究现状,揭示隧道系统锚杆研究的薄弱环节。研究表明,隧道系统锚杆的研究主要集中在锚杆作用效果、锚杆计算理论、锚杆设计参数和新型锚杆研发等方面。部分研究表明黄土隧道拱部系统锚杆作用效果不明显,目前国内工程界及学术界对隧道系统锚杆作用效果的认识尚不统一;在全长黏结型锚杆的力学模型及计算理论方面研究成果较多,但基于Mindlin位移解推导的锚杆轴力解析解未考虑中性点的影响;关于隧道系统锚杆的设计及计算理论研究甚少,个别学者提出的经验公式及解析公式中的输入参数大多不易获取,因此在实际工程中仍难以应用;在隧道系统锚杆的设计方面,针对临界锚固长度有一定研究,但是在系统锚杆的布置方式及系统锚杆与围岩的匹配性方面尚无研究成果,隧道系统锚杆设计主要采用经验类比法。从力学机理及理论计算方法上对隧道系统锚杆与围岩联合作用机理及承载拱的承载原理进行深入研究,同时开展新型材料锚杆及新型构造锚杆的研发是未来的发展方向。

摘要：大变形控制一直是高地应力软岩隧道设计与施工中面临的重要难题,其中变形控制基准更是适当变形释放、减少拆除的关键因素之一。为此,依托成兰铁路高地应力千枚岩隧道,通过大量工程实践,分析软岩隧道断面型式优化、锚杆支护技术、开挖方法优化、二衬施作时机等,提出成兰铁路软岩隧道大变形控制技术。进而通过大量变形量测数据统计,分析基于施工过程的隧道变形特征,考虑隧道测量丢失位移,确定隧道预留变形量,建立基于施工过程的隧道位移控制基准。研究结果表明:基于“主动控制”的软岩隧道支护理念,成兰铁路提出“优化断面,强化锚杆,减少开挖分步,动态调整,分级控制”的软岩隧道大变形控制技术,重点优化锚杆的类型、参数及施工机械等,使锚杆快锚固,早承载。针对不同大变形等级,逐渐优化隧道断面,尽量采用大断面开挖,既可以减少围岩扰动,又可以减少空间限制对长锚杆施作的影响,从而控制围岩变形,提高施工效率,二衬作为安全储备,在初支变形稳定后施作,保证结构的长期稳定性。高地应力千枚岩隧道变形具有显著的时空效应,随着大变形等级提高,仰拱施工后变形占比增大,变形时间效应增强;虽然不同大变形等级下隧道变形量具有一定的离散性,但统计样本显著地服从正态分布;考虑测量丢失变形,以正态分布样本平均值的95%的区间估计作为隧道预留变形量限值,建议成兰铁路轻微大变形段、中等大变形段、严重大变形段和极严重大变形段单线隧道预留变形量分别为10~20、25~35、35~45、大于45 cm,双线隧道预留变形量分别为20~30、25~40、40~60、大于60 cm。考虑大变形分级和开挖方法,基于隧道施工过程建立高地应力千枚岩隧道变形控制基准,通过监控量测实时监测隧道变形,及时采用措施,可以有效防止初支侵限。

摘要：风险管理是铁路建设工程项目管理的重要工作。目前,铁路工程建设过程中风险管理暴露出的问题很多,尤其是在安全风险管理方面,因此,加强铁路建设工程风险管理是十分必要的。首先,从勘察、设计和施工各阶段介绍郑万高铁湖北段隧道的风险管理概况,运用风险管理的程序和方法重点对湖北境内隧道的安全风险、自然风险和工期风险因素进行辨识;然后,通过对风险事件发生的概率和后果等级进行估计和评价,提出全部隧道的初始风险等级,并提出施工期间的风险管理等级建议;最后,根据风险等级的不同,提出选线设计时应对极高风险绕避、施工时应加强超前预报并配合大型机械化施工的风险控制对策。

摘要：分析目前我国铁路隧道CAD技术现状,提出了开发以参数化技术为核心的铁路隧道CAD系统的必要性,重点介绍如何在铁路隧道中实现参数化设计。

摘要：依托郑西客运专线阌乡隧道,开展浅埋大跨黄土隧道优化施工研究。对隧道进入下穿高速公路前的地表沉降,拱顶下沉及初支钢架应力进行现场监测,结果表明,土体沉降及初支应力不能得到有效控制,现有的施工方案无法满足下穿段施工安全要求,需要及时对其调整;经综合分析,提出了减小开挖面积、侧导多台阶开挖、预留核心土、快速封闭及加强初期支护等一系列优化措施,并采用数值计算软件FLAC3D验证其安全性和可靠性。通过现场实施及监测结果的反馈,证明优化措施效果明显,保障了阌乡隧道顺利下穿连霍高速公路。研究成果为类似施工中采取相应措施控制土体沉降、保护周边建筑设施的安全使用提供了依据。

摘要：研究目的:通过对行业标准《铁路隧道设计规范》(TB 10003—2016)全面修订涉及的规范适用范围、设计使用年限、围岩分级、洞口工程、隧道防排水、衬砌配筋、无砟轨道及不良地质衬砌设计等主要内容的介绍和评析,指明今后隧道设计应重视和完善的新内容,使隧道工程设计更好地适应铁路建设发展要求。研究结论:(1)修订了规范适用范围,增加了隧道跨度分类标准,补充了隧道各部分结构设计使用年限要求;(2)引入了围岩基本质量指标BQ,补充了施工阶段围岩亚分级,完善了隧道围岩分级方法;(3)完善了洞口设计规定,增加了掘进机法及盾构法隧道衬砌设计要求,修订了衬砌受力钢筋的最小配筋率及构造要求;(4)优化了隧道防水等级标准及适用范围,补充了防排水措施、隧底排水要求;(5)新增了岩溶、瓦斯、高地应力区、黄土、寒区等不良地质及特殊岩土隧道设计规定,新增了施工方法及措施内容,增加了环境保护设计规定;(6)本研究成果可为铁路隧道设计施工提供借鉴。

摘要：研究目的:目前隧道煤与瓦斯突出预测主要采用煤炭的常规接触式预测方法,如综合指标法、钻屑指标法等,但隧道与煤巷在断面大小、施工支护等方面有诸多不同,照搬煤炭预测方法并不一定能取得预期效果。本文根据煤与瓦斯突出综合作用假说,借鉴BP神经网络原理,对隧道瓦斯突出的多指标神经网络综合预测进行探讨,确定突出的评价指标,构建神经网络预测模型,通过神经网络模型的训练和回判,综合评价预测煤与瓦斯突出危险性。研究结论:(1)在综合分析突出影响因素基础上,基于瓦斯突出综合作用假说机理,提出了BP神经网络预测隧道煤与瓦斯突出危险性的方法;(2)选取瓦斯压力、地质构造、隧道埋深、煤的坚固系数、煤体结构类型及瓦斯放散初速度作为突出评价指标;(3)采集矿井突出样本进行神经网络模型的训练及回判,通过对已建成瓦斯隧道进行判别,判别结果与实际相符,验证了矿井突出样本应用到瓦斯隧道的突出预测可行性;(4)通过BP神经网络对成贵高铁7座高瓦斯隧道进行预测判别,表明玉京山隧道C5、C6煤层具有突出危险性,其他6座隧道无突出危险性;(5)本研究成果可为瓦斯隧道设计与施工提供借鉴。