摘要：为实现铁路隧道全生命周期向绿色低碳方向发展,以京张高铁清华园隧道、新八达岭隧道和八达岭长城站为背景,采用数据统计分析的方法研究铁路隧道建设和运营阶段的碳排放,从隧道线位和车站站位选择、建筑、结构、通风、照明等方面提出隧道减碳设计策略。研究结果表明,减碳设计策略主要包括增加碳汇和减少碳排放2大类。增加碳汇的措施有:1)采用隧道下穿方案可减少地表土地占用,增加地表绿化面积;2)隧道洞口可采用绿色格宾挡墙和绿色植被覆盖来增加碳汇能力。减少碳排放的措施有:1)合理选择隧道线位和车站站位,减少乘客交通接驳;2)车站采用群洞设计方案可减少土石方开挖和支护措施工程量;3)超大跨隧道采用围岩自承载的设计理念和方法可减少衬砌混凝土用量;4)地下车站采用无空调活塞通风系统、光源智能管理及光纤照明系统、电梯等大型设备智能管理系统等可减少运营阶段的能源消耗。最后,提出绿色结构物建造、全预制精巧化结构研发、设备智能管控技术、铁路带状光伏发电场、压缩空气储能电站等绿色建造技术。

摘要：以川藏铁路拉林段巴玉隧道为工程依托,遵循"预报为先、控制为本、加强防护、确保安全"的隧道岩爆防控原则,研究提出1套隧道典型岩爆灾害防控方法。该方法由6项子技术组成:基于现场发生的典型岩爆,统计分析岩爆发生的规律和特征;根据地质构造、围岩特性、宏观地应力,对隧道岩爆等级进行预判;基于现场地应力测试和超前地质预报,对岩爆微震进行监测,确定岩爆等级、发生时间和位置,对岩爆风险进行预警;根据岩爆风险等级设计岩爆防控方案,包括工法选择、预防措施、施工措施;形成主动释放、提高光爆、加强支护、机械配套、防护升级系列施工质量控制方法;安全防护技术,包括人员保护、机械保护、施工管理。该防控方法已成功应用于拉林段巴玉、桑珠岭、达嘎拉等隧道的岩爆防治中。

摘要：突水灾变演化过程中伴随着防突结构内的岩土体的信息变化,通过对潜在突水通道围岩多物理场信息进行深度融合分析,揭示了多元信息的逻辑共生关系,建立了突水演化状态判识的理论方法。从岩体渐进破坏突水与充填结构失稳突水两种典型的突水相似模型试验入手,建立了多元监测信息与量化表征函数的关联性。基于主成分分析理论揭示了多参量间的逻辑共生关系,确定了围岩多物理场信息对突水灾害的影响权重,这为突水灾害监测设计与预警提供了理论依据。结合函数拟合曲线中表征函数变化趋势发生转变的极值点与驻点,建立了突水灾害演化状态综合判识方法,最终将两种突水类型的演化阶段划分为:平静期、发展期、突变期和灾后期,并提出了任意时刻下突水灾害发生概率的能量判别方法,该理论方法为隧道及地下工程突水灾害监测预警提供了参考。

摘要：川藏铁路隧道工程规模大,地质条件极端复杂,高原高寒特殊气候显著,建设难度极大。为做好隧道工程的总体规划设计,通过大量调研、总结类似工程技术、专题研究和科技攻关,提出“科技引领、重视环境、安全智能”的川藏铁路隧道设计新理念,形成隧道选址、分合修、横断面、支护结构、防排水、防寒抗冻、防灾救援、机械化配套、施工通风和供氧、弃渣与环保、超前地质预报、施工组织等的主要设计原则,以期对川藏铁路隧道工程的规划和建设起到技术支撑作用。

摘要：突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌水的孕险环境和致险因子,遴选出突涌水的典型影响因素作为模糊层次评估方法的影响因子,统计分析出各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系,采用综合赋权法确定评价指标的权重,建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型,进行隧道施工前勘察和设计2个阶段的突涌水风险预评价和施工中的动态评价。首先,据勘察资料对隧道突涌水的孕险环境进行初步评价,以确定隧道不同区段降低致险因子影响度的施工对策;然后,为检验其有效性,在设计阶段综合考虑孕险环境和致险因子进行突涌水风险的预评价;最后,在施工过程中,基于突涌水风险预评价结果的区段特征,全程动态追踪隧道揭露围岩的水文地质、力场和地球物理场等反馈信息,辨识隧道即将揭露区段突涌水风险的孕险环境和致险因子,进行突涌水风险等级的动态修正,并通过对不同风险等级区段的风险接受准则和风险控制对策的界定,实现隧道施工期突涌水风险的实时、准确和有效的风险管理,从而建立完善的基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制体系。经三峡翻坝高速公路3条高风险岩溶隧道试运行证明,基于突涌水风险评价的施工许可机制在岩溶隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。

摘要：研究目的:西南山区隧道进出口段往往位于沟谷,地形切割强烈,洞口仰坡易发生崩塌落石灾害。为评价落石灾害风险,本文建立新的隧道洞口段危岩落石风险的综合评估流程以及多指标综合评估模型,克服以往确定指标权重时人为因素影响较大的缺陷,为今后隧道洞口坡段落石灾害治理决策、落石计算和防治工程等设定风险等级提供依据。研究结论:(1)将可拓学理论引入隧道洞口危岩落石风险评估中,建立了隧道洞口危岩落石风险的可拓综合评估流程,构建了落石风险的多指标可拓综合评估模型;(2)对定性指标做定量化处理并对评价指标进行归一化处理,使得评估指标具有可比性,并提出用简单关联函数确定各指标权重;(3)构建了隧道洞口危岩落石风险分级的物元可拓模型,将落石风险等级定为极低风险(Ⅰ)、低风险(Ⅱ)、中等风险(Ⅲ)、高风险(Ⅳ)与极高风险(Ⅴ)五类,通过工程实例验证并利用层次分析-模糊数学综合评价法进行对比,验证了该评价模型的评估结果是合理的、可行的;(4)本研究结果可为落石风险评估提供一种新的思路。

摘要：从大变形的定义、类型及分级、发生机制及原因、判定标准、工程对策等方面,对国内外隧道工程修建过程中面临的大变形问题进行系统的总结探讨;阐述地下工程开挖过程中平衡转换的力学机制及支护理念,提出预防控制大变形灾害的关键技术与重点突破方向;借鉴超高层建筑中常用的框架核心筒结构设计理念,秉持"先让再抗后刚"大变形控制思想,自主研发软弱破碎地质条件下钢格栅混凝土核心筒支护结构体系,阐述新型支护体系调动围岩主体承载的催化机制和结构自身多级转化辅助承载的变形受力特点;现场试验表明新型支护体系对治理高应力软弱破碎围岩大变形灾害是有效的,为同类地质条件下大变形灾害的预防与治理提供借鉴。

摘要：为控制岩溶隧道突水突泥风险,通过统计与理论分析相结合的方法,研究了相关工程实例,并基于层次分析法研究了岩溶隧道突水突泥控制因素与因素权值,提出了岩溶隧道突水突泥风险3阶段评估与控制方法。权值分析结果表明,不良地质、超前地质预报、地层岩性、地下水位是突水突泥风险的主控因素;其次为宏观前兆、监控量测、可溶岩与非可溶岩接触带、地形地貌、开挖支护;最后为微观前兆、岩层产状、层面与层间裂隙、围岩级别。3阶段评估包括初步评估、二次评估与动态评估,其中,初步评估是在施工方案制定前,为估计风险,对孕险环境(岩溶水文地质与工程地质条件)的评估;二次评估是在施工前,为评估施工组织设计合理性,综合考虑孕险环境与致险因子(施工因素)而进行的评估;动态评估是在施工期,为了动态评估与控制风险,综合考虑孕险环境、致险因子与风险控制反馈信息的评估。3阶段评估与控制方法可实时、有效、准确地控制岩溶隧道施工风险,实现风险的动态修正与管理。研究成果在翻坝高速鸡公岭隧道取得了成功应用,对类似工程具有一定的借鉴意义。

摘要：三峡翻坝高速公路沿线水文地质条件极其复杂,岩溶不良地质十分发育,隧道施工突涌水风险极高。为控制突涌水风险,经过大量工程实践,依托三峡翻坝高速公路,提出一套高风险岩溶隧道突涌水防治体系。首先,通过岩溶水文地质调查方法,分析地层岩性、地形、地貌等信息,揭示区域岩溶发育特征和补排通道,并对降雨量、水流流量等数据进行长期观测,确定区域岩溶水的补径排特点;然后,通过分析突水风险孕险环境与致险因子,结合施工工程动态信息,对隧道突水进行动态风险评估,提出并成功实施一种基于隧道施工风险评估的超前地质预报体系;最后,根据综合超前地质预报结果,对突水治理方案进行动态优化设计,确定治理区段与治理方案,并在施工过程中进行开挖、支护和注浆的质量控制。经三峡翻坝高速典型岩溶隧道鸡公岭隧道的应用证明,该体系可有效规避大型突涌水等地质灾害,可为三峡库区和清江流域内其他工程所借鉴,具有广泛的应用前景和工程实用价值。

摘要：针对公路高边坡的不稳定性,论文采用无线测距定位技术,设计了抛洒式位移监测系统进行滑坡监测。其中,针对抛洒式观测站的位置,采用非线性最小二乘法进行估计,并利用DOP值评估了试验场地的观测站测量精度。利用南京汤山镇的一处人工渣土山进行了试验,采用底部开挖的形式形成人工滑坡,并利用文中提出的系统进行滑坡监测,得到了良好的结果。此系统可为公路高边坡的稳定性监测提供一定的参考。