2025IBTC精選報(bào)告 | 國(guó)鐵集團(tuán)工程設(shè)計(jì)鑒定中心主任趙勇
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2025年11月22日-23日，中國(guó)工程院工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第十三屆國(guó)際橋梁與隧道技術(shù)大會(huì)（IBTC 2025）在天津成功召開(kāi)。大會(huì)深入貫徹落實(shí)黨的二十屆四中全會(huì)精神，以“新質(zhì)生產(chǎn)力賦能交通基礎(chǔ)設(shè)施智能建養(yǎng)與韌性安全”為主題開(kāi)展高質(zhì)量學(xué)術(shù)報(bào)告與研討，涌現(xiàn)出一批具有前瞻性和實(shí)踐價(jià)值的研究成果。
作為中國(guó)乃至國(guó)際范圍內(nèi)反映重大工程建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新的重要交流平臺(tái)，為更好傳播科技前沿成果、推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新進(jìn)步，大會(huì)組委會(huì)特別推出《2025IBTC精選報(bào)告回顧》，分享專(zhuān)家精彩觀點(diǎn)。本期聚焦中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工程設(shè)計(jì)鑒定中心主任趙勇的大會(huì)報(bào)告《中國(guó)鐵路隧道關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐》↓↓↓
▲趙勇主任在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)分享報(bào)告
一、我國(guó)鐵路隧道基本情況：規(guī)模領(lǐng)跑全球，工程成就斐然
我國(guó)已成為名副其實(shí)的隧道大國(guó)，鐵路隧道規(guī)模遠(yuǎn)超世界其他國(guó)家總和，技術(shù)水平全面提升，攻克多項(xiàng)世界級(jí)工程難題，同時(shí)明確鐵路隧道地質(zhì)復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)高、變形控制嚴(yán)的特殊性，圍巖穩(wěn)定性是建造核心關(guān)鍵。
1、規(guī)模與發(fā)展：截至2024年底，建成鐵路隧道2.4萬(wàn)公里，在建近7000公里，2035年規(guī)劃超1萬(wàn)公里，規(guī)模居世界首位；設(shè)計(jì)理論從定性類(lèi)比轉(zhuǎn)向定量精準(zhǔn)控制，標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善。
2、標(biāo)志性工程：建成世界最長(zhǎng)高海拔特長(zhǎng)隧道新關(guān)角隧道、世界最大斷面交通隧道八達(dá)嶺隧道，在建世界最大直徑高鐵盾構(gòu)隧道崇太江隧道，以及被譽(yù)為“工程界珠穆朗瑪峰”的高原鐵路，隧道占比高達(dá)82%。
3、行業(yè)特殊性：鐵路隧道地質(zhì)復(fù)雜、安全風(fēng)險(xiǎn)極高、不確定性強(qiáng)，高鐵隧道變形控制嚴(yán)苛，圍巖穩(wěn)定性是保障建設(shè)與運(yùn)營(yíng)安全的核心科學(xué)問(wèn)題。
二、鐵路隧道圍巖穩(wěn)定性主動(dòng)控制理論：突破傳統(tǒng)局限
針對(duì)傳統(tǒng)隧道修建重被動(dòng)支護(hù)、輕主動(dòng)控穩(wěn)的局限性，深入剖析圍巖應(yīng)力演化與變形機(jī)理，提出圍巖穩(wěn)定性主動(dòng)控制理論，明確全過(guò)程變形控制路徑與分區(qū)域支護(hù)機(jī)理。
1、傳統(tǒng)技術(shù)短板：以往重視掌子面后方變形，忽視前方變形；重鋼架、輕圍巖，重被動(dòng)支護(hù)、輕主動(dòng)調(diào)控，支護(hù)效能偏低。
2、圍巖應(yīng)力與變形規(guī)律：隧道施工經(jīng)歷三次應(yīng)力調(diào)整，全過(guò)程分為初始變形、急劇變形、緩慢變形、后期殘余變形四個(gè)階段，全周期控穩(wěn)是關(guān)鍵。
3、核心理論內(nèi)涵：以圍巖穩(wěn)定性為前提、全過(guò)程變形控制為目標(biāo)，依托高性能主動(dòng)支護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)圍巖與結(jié)構(gòu)協(xié)同承載，達(dá)到隧道安全、耐久、高效建造的長(zhǎng)期穩(wěn)定要求。
4、分區(qū)域控穩(wěn)機(jī)理：掌子面前方采用錨桿、管棚、超前注漿等措施控穩(wěn)；后方通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨桿、高性能?chē)娀炷列纬陕?lián)合承載拱，主動(dòng)控制圍巖變形。
三、圍巖變形全過(guò)程控制技術(shù)：四大核心技術(shù)突破
圍繞主動(dòng)控制理論，構(gòu)建“精準(zhǔn)地質(zhì)判識(shí)+主動(dòng)支護(hù)體系+高效裝備+信息化設(shè)計(jì)”四位一體關(guān)鍵技術(shù)體系，全面提升鐵路隧道建造質(zhì)量與效率。
1、精準(zhǔn)地質(zhì)判識(shí)技術(shù)：研發(fā)搭載式超前預(yù)報(bào)技術(shù)，構(gòu)建多源綜合預(yù)報(bào)體系，探測(cè)距離超160米，精度達(dá)亞米級(jí)，判識(shí)準(zhǔn)確率超92%，實(shí)現(xiàn)不良地質(zhì)全方位探測(cè)。
2、高性能主動(dòng)支護(hù)體系：摒棄傳統(tǒng)被動(dòng)支護(hù)，采用超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿、早高強(qiáng)噴混凝土，5分鐘即可形成支護(hù)力，圍巖承載力與變形控制效果大幅優(yōu)于傳統(tǒng)支護(hù)。
3、高效支護(hù)裝備：研發(fā)鉆錨注一體機(jī)、拱架安裝機(jī)等成套裝備，實(shí)現(xiàn)全工序機(jī)械化施工，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)隧道裝備集群升級(jí)。
4、信息化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)：依托智能感知裝備實(shí)現(xiàn)全要素信息采集，搭建信息化設(shè)計(jì)平臺(tái)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)智能優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與施工。
四、應(yīng)用成效與未來(lái)展望
核心理論與技術(shù)已在高原鐵路等重大工程落地應(yīng)用，成效顯著，未來(lái)將持續(xù)深化理論研究，完善量化設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建中國(guó)特色鐵路隧道修建體系。
1、應(yīng)用成效：相關(guān)技術(shù)全面應(yīng)用于高原鐵路等復(fù)雜隧道集群，有力保障工程安全高效建造，同時(shí)推廣至全國(guó)高鐵與鐵路項(xiàng)目，助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
2、未來(lái)方向：持續(xù)深化圍巖穩(wěn)定性控制理論，完善支護(hù)量化設(shè)計(jì)方法，落地信息化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，打造專(zhuān)屬中國(guó)鐵路隧道的修建方法。
THE END
▲趙勇主任在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)分享報(bào)告
報(bào)告全面梳理我國(guó)鐵路隧道建設(shè)成就與行業(yè)特殊性，創(chuàng)新性提出圍巖穩(wěn)定性主動(dòng)控制理論，詳解配套全過(guò)程變形控制關(guān)鍵技術(shù)，明確未來(lái)發(fā)展方向，展現(xiàn)我國(guó)鐵路隧道從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越式發(fā)展，核心內(nèi)容如下：
文/大會(huì)組委會(huì)綜合整理
