浅埋暗挖大断面城市隧道关键技术

浅埋暗挖大断面城市隧道关键技术1汇报提纲1技术背景、存在问题及解决方案2技术创新点及主要成果3与国内外同类技术综合比较4应用情况及经济社会效益5推动行业科技进步的作用技术背景3我国高速铁路规划，至2040年主要城市都将通过高速铁路连接，因此，高速铁路进入城市的时代已经到来高铁进城1

技术背景、存在问题及解决方案采用桥梁方式进城技术背景高铁进城方式采用路基方式进城采用隧道方式进城1

技术背景、存在问题及解决方案1技术背景、存在问题及解决方案评价指标比较高速铁路进城方式路基高架桥隧道结构的抗震性能差较好好运营受天气的影响状况较大大无占用地面土地和空间资源多较多基本不占用对城市规划的不利影响大较大小征拆和对环境的污染大较大小对城市交通的影响增加平交道口，不方便与地铁换乘上跨立交，不方便与地铁换乘无影响，与地铁实现零换乘技术背景由于采用隧道方式进城，具有抗震性能好、节地、环保等诸多优点，因此，将掀起高铁城市隧道的建设高潮。高铁城市隧道建设高潮来临1

技术背景、存在问题及解决方案技术背景武广高速铁路进入广州城区采用金沙洲隧道(4469m)1

技术背景、存在问题及解决方案7技术背景武广高速铁路进入长沙城区采用浏阳河隧道(10115m)1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题以金沙洲和浏阳河隧道为代表的高铁城市隧道都具有这些共同特点开挖断面大开挖断面大超过160平米，属于特大断面隧道1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题Ⅴ、Ⅵ软弱围岩比例高(约56%)围岩软弱1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题地表水水源多、地下水丰富地下水丰富1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题周围敏感的结构物众多隧道紧邻高速公路群、立交桥、建筑群、煤气管线等重要结构物1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题传统采用掘进机施工对于高风险的地下工程常常采用隧道掘进机施工1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题只能采用矿山法施工由于高铁城市隧道地层软硬不均、断面大不规则，无法采用掘进机施工，只能采用矿山法进行施工1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题道路塌陷风险采用矿山法施工，容易引发道路塌陷1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题桥梁跨塌风险桥梁跨塌1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题管线断裂爆燃风险管线断裂爆燃1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题建筑物损毁风险建筑物破坏1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题隧道涌水风险隧道涌水1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题隧道突泥风险突泥1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题隧道坍塌风险坍塌等风险1

技术背景、存在问题及解决方案存在问题21金沙洲隧道和浏阳河隧道是我国也是世界上首次在城市复杂环境和复杂地质条件下长距离下穿的浅埋暗挖特大断面隧道，引发以下重大关键技术难题亟待攻克：高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工技术高铁城市隧道大断面高效率施工技术高铁城市隧道浅埋暗挖变形控制技术高铁城市隧道施工安全风险管理技术解决方案1

技术背景、存在问题及解决方案王梦恕院士孙永福院士史玉新大师国外专家专家顾问小组科技攻关小组设计单位施工单位业主单位科研单位221

技术背景、存在问题及解决方案解决方案基于隧道工程时空效应理论、流固耦合理论理论分析1

技术背景、存在问题及解决方案24解决方案室内试验1

技术背景、存在问题及解决方案25解决方案三维仿真1

技术背景、存在问题及解决方案26解决方案土体加固。现场工艺试验1

技术背景、存在问题及解决方案27解决方案现场监测1

技术背景、存在问题及解决方案28解决方案地质预报1

技术背景、存在问题及解决方案专家咨询解决方案针对技术难题,先后召开了12次院士专题会议和50余次国内外专家会议。2

技术创新点及主要成果30创新点1：首创了高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工工法在斜井转正洞施工过程中2

技术创新点及主要成果首创了高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工工法采用斜井断面上挑和同步落底，利用拱形横通道直接转入大断面。首创了大断面隧道斜井转正洞施工工法。2

技术创新点及主要成果32首创了高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工工法成果获铁道部工法和国家级工法(已公示)。2

技术创新点及主要成果竖井转正洞过程中33首创了高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工工法竖井转正洞与竖井落底同步施工等一系列关键技术，首创了大断面竖井施工及直接转正洞施工工法。2

技术创新点及主要成果首创了高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工工法2

技术创新点及主要成果首创了高铁城市隧道辅助坑道转正洞施工工法成果获安徽省工法2

技术创新点及主要成果创新点2：首创了高铁大断面城市隧道高效率施工技术36采用双侧壁导坑法静态的CRD法传统的CRD法、双侧壁导坑法，工序烦琐、工法转换难、临时支护多、进度慢等弊端2

技术创新点及主要成果首创了高铁大断面城市隧道高效率施工技术为了提高软弱围岩正洞施工效率，将传统CRD法中的曲中隔墙改为竖直中隔墙后按照台阶法由上到下组织施工，动态地设置临时仰拱和竖直中隔墙的部位和数量，发明了隧道动态分部台阶施工方法。2

技术创新点及主要成果首创了高铁大断面城市隧道高效率施工技术成果获发明专利，公示中(公告号CN101725358A)2

技术创新点及主要成果首创了高铁大断面城市隧道高效率施工技术39为了形成快速出碴能力2

技术创新点及主要成果首创了高铁大断面城市隧道高效率施工技术40发明了简易自动卸碴装置，成果先后获实用新型专利和发明专利(证书邮寄中)创新点3：首创了高铁城市隧道变形控制技术2

技术创新点及主要成果为了控制地层失水和开挖时地层变形过大，首创了在隧道平面和剖面上均呈H型的超前止水帷幕与土体加固技术。2

技术创新点及主要成果成果获江西省工法并受理为发明专利42首创了高铁城市隧道变形控制技术为了控制大断面隧道在软弱围岩中开挖变形过大，发明了通过围岩加固后进行间隔换拱扩挖形成管棚工作室的方法。2

技术创新点及主要成果首创了高铁城市隧道变形控制技术成果获国家发明专利2

技术创新点及主要成果首创了高铁城市隧道变形控制技术创新点4：首创了高铁城市隧道安全风险管理技术2

技术创新点及主要成果45率先建立高铁城市隧道安全风险管理应用体系首创了高铁城市隧道安全风险管理技术2

技术创新点及主要成果46成果出版了两部专著首创了高铁城市隧道安全风险管理技术2

技术创新点及主要成果47首次开发了隧道施工安全风险管理软件系统2

技术创新点及主要成果成果获软件著作权48首创了高铁城市隧道安全风险管理技术在隧道下穿煤气管线的风险控制中，发明了管线沉降可调节装置2

技术创新点及主要成果首创了高铁城市隧道安全风险管理技术2

技术创新点及主要成果50首创了高铁城市隧道安全风险管理技术成果获实用新型专利并受理为发明专利国内外科技查新表明：“…所取得的的科技成果，国内外未见相同的研究文献报道…”国内外查新3与国内外同类技术的综合比较51隧道界知名专家一致认为：研究成果整体达到了国际领先水平同行专家评价523与国内外同类技术的综合比较浏阳河隧道获全国工程建设优秀质量管理称号。行业评价533与国内外同类技术的综合比较浏阳河隧道获中国铁路工程总公司科技成果一等奖。543与国内外同类技术的综合比较金沙洲隧道被国家住建部授予全国建筑业新技术应用示范工程。54行业评价应用情况4

应用情况及经济社会效益55研究成果在金沙洲隧道和浏阳河隧道得到了成功应用。已在合肥地铁建设中进行了推广应用，并将继续为合肥地铁建设作出重要贡献。经济社会效益通过技术创新，确保了金沙洲隧道和浏阳河隧道施工及周围环境的安全，确保了武广高速铁路按时开通。4

应用情况及经济社会效益56高铁采用隧道方式下穿城市，节省了大量城市土地、避免了大量结构物拆除，社会经济效益显著。通过成功应用该成果所产生的直接经济效益累计为：5034万元。5

推动行业科技进步的作用首次系统地形成了高铁城市隧道施工成套技术，可直接用于指导我国高铁城市隧道建设和相关标准的制定。57经研究形成的专利、软件、工法、专著等多项技术成果，填补了我国地下工程领域多项技术空白，并使我国高铁城市隧