科技助力大跨分岔隧道安全施工

文/ 供圖 | 招商局重慶交通科研設計有限公司 李科

總體框架

分岔隧道是線路分合流常見結構形式，由大跨過渡段和結構分岔段組成，廣泛應用于城市樞紐隧道和展線受限的山嶺隧道。在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等重大項目的支持下，項目組聚焦分岔隧道設計施工安全保障的關鍵問題，通過近10年的持續研發與積累，形成了以分岔系統方案、主動支護結構、高效開挖方法、智能監測裝備等為代表的創新成果。

針對高鐵隧道大跨過渡段結構布設問題，項目提出了基于“全局最小擾動”的大跨過渡段結構布設與長度取定方法。針對結構分岔段近接隧道頻繁擾動問題，項目提出了考慮圍巖級別、新建和既有隧道跨度、埋深等因素的近接影響分區標準與分岔隧道安全嚴控范圍。

項目針對斷裂構造條件下復雜地壓求取需求，提出了基于位移不連續法的地應力反演方法和基于Hoek-Brown準則與地質強度指標（GSI）的荷載計算方法，并結合灰度關聯分析，得出了荷載主要影響因素與程度。

項目針對分岔大跨隧道施工安全保障需求，提出了“外錨”替“內撐”的預應力錨索支護體系；結合工程差異需求，提出了“靴型大邊墻與加勁拱組合工法”“預應力錨索+預留核心土法”“分岔隧道快速貫通回挖施工工法”；結合分岔段擾動控制需求，提出了爆破優算方法與控制標準。

項目研發了基于圖像視覺的圍巖變形和結構缺陷靶向監測裝備，提出了基于“能量+變形+損傷”的多參數圍巖穩定性判別方法，研發了基于擴頻通訊技術的隧道施工安全互饋式預警裝置，并結合軟件開發形成了施工安全實時在線“監測-分析-預警-反饋”系統。

項目研究成果已在北京、重慶、福建、貴州等多個省份成功應用，獲授權專利35項、軟件著作權5項，主參編行業標準6部、地方標準2部，出版專著9部，發表論文85篇，研究成果經中國公路學會評定為國際先進水平，經濟社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。

分岔小間距近接影響分區

分岔隧道荷載優化計算方法及工程應用