创新之树常青——《现代隧道技术》创刊60周年.pdf
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1、创新之树常青 现代隧道技术 创刊60周年现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版收稿日期:2024-02-15修回日期:2024-02-29作者简介:王建宇(1940-),男,研究员,主要从事隧道工程围岩稳定性分析和支护技术研究工作,E-mail:.创新之树常青 现代隧道技术 创刊60周年王建宇(中铁西南科学研究院有限公司,成都 611731)摘要:时值 现代隧道技术 创刊60周年,本文回顾了60年来中国隧道工程技术进步,追赶现代化水平的历
2、史,并展望未来,论述技术创新目标从“长隧道机械化快速施工”到“安全,优质和环境友好”的提升。关键词:现代隧道技术;创刊60周年;中国隧道工程技术进步;技术创新目标中图分类号:U45文献标志码:A文章编号:1009-6582(2024)02-0001-04DOI:10.13807/ki.mtt.2024.02.001引文格式:王建宇.创新之树常青 现代隧道技术 创刊60周年J.现代隧道技术,2024,61(2):1-4.WANG Jianyu.The Tree of Innovation is EvergreenThe 60th Anniversary of Modern Tunnelling
3、TechnologyJ.ModernTunnelling Technology,2024,61(2):1-4.1隧道工程的技术进步1.1刊物的创办背景当交通运输的网络向山区拓展时,建设者们的注意力会聚焦于隧道工程。这个克服地形障碍的关键环节对整体项目的成败优劣,起着决定性的作用。想当年,由于修建长隧道能力的短缺,不少山区铁路或公路不得不采用迂回盘旋的“灯泡线”而“翻山越岭”,锁住了车速和运量,形成整条线路的咽喉。1963年,铁科院西南所承担了“研究和发展长隧道机械化快速施工”和关于不良地质隧道工程的一批重点课题。“长隧道”、“快速施工”、“机械化”和“不良地质”等几个关键词反映的目标非常明确。
4、深感国家建设的迫切需求,出自了解国际先进技术和水平的企望,西南所同四川省科学情报研究所合作,于1964年创办 隧道译丛,刊登国外隧道工程技术文献的译文和述评。读者的反馈信息表明,这些内容给隧道建设者提供了帮助,刊物得到了隧道界同行的普遍重视。那时,我国隧道工程技术同国际先进水平尚有较大的差距。以隧道占线路长度31.5%的成昆铁路为代表的西南铁路建设显示了我国隧道工程的技术进步:隧道的修建速度达到了“百米成洞“的水平,还成功地建成了长度达6 km的长隧道。但是,从总体看,隧道施工处于“半机械化“状态,难属现代化隧道工程之列。成昆铁路还放弃了小相岭长隧道越岭方案,仍采用迂回翻山的沙马拉达“灯泡线”
5、1。国家的改革开放政策给科学技术的进步创造了良好的条件。1979年,中国土木工程学会派出代表团赴亚特兰大出席国际隧道协会(ITA)年会。在会上,高渠清教授以“促进隧道工程的技术交流和合作”为题做了陈述。从此,我国成为ITA会员国1。1990 年,ITA曾经在成都举办第 16届年会和隧道工程国际研讨会。1.2实现隧道工程的“现代化”1989年,长达14.295 km的大瑶山隧道在我国隧道工程史上树立起一个重要的里程碑,成为我国隧道工程赶超“现代隧道技术“水平的标志。矿山法隧道工程的“现代化“,其主要内涵是:(1)采用高效能重型机具,隧道工程的几个施工环节开挖、出渣和支护(包括初期支护和二次衬砌)
6、全盘机械化;(2)藉助以锚杆和喷射混凝土为主的同围岩紧密结合的初期支护以及围岩注浆等岩土改良措施,控制围岩对开挖的力学响应,遏制围岩的离散,最大程度地激发和利用围岩的自承能力。这样一来,对软弱围岩等不良地质条件的矿山法隧道修建理念从根本上进行了更新。1创新之树常青 现代隧道技术 创刊60周年现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版Vol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024继大瑶山隧道的成功修建,随着隧道工程的机械化程度不断提升以及锚杆-喷射混凝土等新型支护和岩土改良技术的推广,从修
7、建长隧道的能力和进度以及不良地质隧道施工技术等角度看,我国矿山法隧道工程已经达到“现代化”水平。目前,我国已成为长度15 km以上铁路隧道修建最多的国家。采用长隧道方案(欧洲称“Base tunnel-山底隧道”)使交通运输从“翻山越岭”改变为“穿山越岭”,路网水准和运输能力显著提升,在地形复杂的山区修建高速铁路和高速公路也成为可能。中国隧道工程技术对现代化的赶超还反映于隧道修建方法的多元化。盾构法和水下隧道沉埋管段法的崛起是两个十分明显的例子。国产盾构机研发成功和大量运用,使盾构法很快就被列入我国多元化隧道修建方法的行列。特别是在我国城市交通主要设施地下铁道的建设中发挥了重要作用。说到修建水
8、下隧道的沉埋管段法,还记得1993年建成的广州珠江隧道,由5节管段组成的沉管总长457 m。此工程的完成是我国隧道工程的一个突出业绩。再看看2017年建成的港珠澳海上通道的水下隧道,长达5 664 m,由33节管段和长12 m、质量达6 500 t的“最终接头”拼接而成。最大安装水深达40 m,修建难度大。管段预制的机械化程度,浮运、沉放、拼接安装技术都显示了“现代化水平”。过去说“逢山开洞,遇水架桥”,随着用各种不同方法修建水下隧道的技术进步,“遇水开洞”也成为选项,如今,用隧道跨越河流和海湾的工例层出不穷。隧道建设者的智慧和创造给了刊物编辑人员“更上一层楼”的信心和为此而努力的激情。经国家
9、科委批准,该刊从1995年起由 隧道译丛 改名为世界隧道,开始刊登我国学者和技术人员的文章,并于1998年被定为中国土木工程学会隧道及地下工程分会的会刊。进入21世纪,我国经济规模的增长和可持续发展战略对隧道工程提出了更高的要求。考虑到科技人员阅读外文文献已不困难,本刊基本上不再刊登译文,从2001年开始,世界隧道 改名为 现代隧道技术。此刊成为我国隧道界总结经验、探讨问题和学术交流的论坛。每篇文稿均加注英文摘要,以便对国外交流。从2015年至2023年,国际隧协每年举办“ITA隧道和地下空间奖”的评选,评选出的奖项共计74项。其中,中国隧道工程获奖 23项。2019年,严金秀研究员当选为国际
10、隧协主席。2技术创新的目标:“把隧道修得更好一些”2.1“安全”“优质”“环保”我国隧道工程技术实现了对“现代化”水平的赶超,并不意味着到达了技术进步的终点。关于“可持续发展”(Sustainable Development),联合国环境与发展委员会(WCED,UN)取得的共识是:“既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害。”1992年,联合国环境与发展大会在宣示环保理念的时候,采用了“环境友好”一词来表达人类活动与大自然的关系。面对可持续发展战略,如何调整隧道工程技术的发展和创新目标?刊物应结合工程实际,更好地发挥总结经验、探讨问题和学术交流的论坛作用。从适用范围、修建规模等
11、角度看,在隧道修建方法多元化的今天,矿山法仍然是现代隧道工程中量大面广的“重头戏”。中文文献中的“矿山法”,国际隧协称“Conventional Tunnelling”(“传统隧道工程”),其定义是2:采用包括开挖(凿岩爆破或除全断面TBM外的机械开挖)、出渣和支护等三个环节的循环工序施工,洞室形状不拘的隧道工程。本文就以“传统隧道工程”矿山法隧道工程为例,对现代隧道工程技术的未来进行一番展望。矿山法隧道工程特点是对地质体原有平衡的破坏。隧道工程师的责任在于在规避安全风险,确保工程品质的前提下重建地质体的平衡,实现人和大自然的“友好”。因此,对隧道工程技术进步的追求和创新的主题当从“把隧道修得
12、快一点,长一点”更新为“把隧道修得更好一些”,正如国际隧道协会用“为改善对地下空间的利用而努力”(Towards an improveduseofundergroundspace)的口号所概括的那样。“把隧道修得更好一些”的内涵可以用“安全”“优质”和“环保”表达3。这三个土建工程熟见的关键词对矿山法隧道工程有独特的深刻含义。这要从矿山法隧道工程的特异性谈起。2.2矿山法隧道工程的特异性(1)地质环境的不确定性地质环境的不确定性是安全风险的主要缘由。在多元化的隧道修建方法中,矿山法隧道工程安全风险较为突出。(2)隧道工程的隐蔽性2创新之树常青 现代隧道技术 创刊60周年现 代 隧 道 技 术M
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