大数据技术在隧道运维中的应用研究

隧道是中国城市的重要性设施,特别是城市隧道、地铁隧道,在城市交通功能中发挥着关键性作用。相较于隧道建设的发展,隧道运营维护技术却并未获得明显提升。而如今城市发展速度加快,隧道从建设期发展至运维期,这对隧道大数据技术提出更高要求。但当前隧道大数据技术整体上把控难度较大,甚至隧道健康情况的估测都不够精准。中国隧道从大规模建设期进入了运维期的阶段,这对隧道的运营养护管理技术提出了更高的要求。当前隧道数据分散,数据利用率低,随着运维管理智能化,数据化的需求日益迫切,本文探讨了利用成熟的大数据技术在隧道运维中的应用,从而提升隧道运维数据化管理水平。

基于全生命周期信息和BIM的隧道运维决策支持系统

针对公路隧道运维管理对象众多、信息分散异构、时空特性复杂等导致管理决策困难的问题,从隧道全生命周期信息出发,建立隧道可视化智能决策系统。系统以标准化、可视化和智能化为设计原则,以隧道BIM运维模型为基础,通过标准化编码和信息映射表实现设计、施工和运维的多源信息集成,由感知层、网络层、数据层、分析层和交互层组成,利用智能分析技术实现结构健康评估和病害追溯、设备异常发现和故障诊断、养护决策优化等功能,通过三维图形化引擎与用户交互,帮助用户快速掌握现场情况,获取自动辅助决策结果,提高运维工作效率和质量。将该决策支持系统应用在上海大连路隧道工程中,可帮助隧道管理者更快速、清晰地了解隧道运营状况,提供运营养护的辅助决策建议,取得了很好的应用效果。

隧道运维管理机器人轨道及安装设计

基于山区地形高速公路桥隧比高的特点,根据移动机器人工作特点及隧道运营管理需求,研发一种隧道运维特种机器人系统。研究移动导轨结构设计方法及安装工艺,为机器人平稳运行提供支撑;在此基础上开展隧道运维特种机器人装备制造与试验研究。

近2年我国隧道及地下工程发展与思考(2019-2020年)

我国隧道及地下工程在"十三五"期间得到了长足发展,尤其是在新型冠状病毒疫情突然来袭的艰难形势下,2019-2020年无论是质还是量方面,铁路、公路、地铁等领域的隧道工程建设都取得了骄人的成就。对比分析近2年我国铁路、公路、地铁等领域隧道整体建设情况,从工程特点、工程难题及对应技术创新等方面,对佛莞城际狮子洋隧道、郑万铁路小三峡隧道、汕头海湾隧道等已建隧道工程,及大瑞铁路高黎贡山隧道、天山胜利隧道、川藏铁路色季拉山隧道等新开工隧道工程进行分析阐述。系统梳理近2年我国隧道及地下工程领域所取得的技术进步及未来发展中仍需要进一步突破的建设技术需求:1)基于渭武高速木寨岭隧道、引汉济渭秦岭隧洞、汕头海湾隧道等工程的建设,高地应力软岩变形控制技术、硬岩岩爆监测及处置技术、高地震烈度区海底隧道修建技术等,取得了较大突破与成功应用;国产大直径TBM和异型大断面隧道掘进机制造及应用技术迈上了新台阶,国产盾构主轴承及整机再制造装备得到了成功验证与应用;高压水耦合辅助破岩技术、基于大数据挖掘技术的盾构/TBM巡航掘进技术等在隧道行业中进行了尝试应用。2)面对穿江越海、川藏铁路等极端环境或复杂地质条件下的隧道建设需求,新型破岩方法、多功能混合型TBM装备、低真空管道磁浮隧道建设技术等亟需取得突破。3)针对传统隧道工程理念方法难以解决川藏铁路隧道等极端复杂地质隧道工程的关键性难题,提出隧道场的概念,指出应逐步建立并完善隧道场解重构理论与方法,革新极端复杂地质隧道设计理念;结合隧道及地下工程的复杂性、多变性、不可预测性等特点,有目的、有计划地促进"智能建造"、"5G"等先进技术与隧道及地下工程的有机融合。

潮汐变化对运营期越江盾构隧道变形的影响规律分析

由于受到上部河流循环潮位变化的作用,越江盾构隧道将产生瞬时的、周期性的沉降和收敛变形响应,所以将给隧道长期变形的稳定性和安全性分析带来一定的困难。以上海某越江隧道工程实时变形监测数据为基础,从定性的角度探索潮汐变化与隧道变形的相关规律,为同类型的运营期越江盾构隧道工程的运维管理工作提供了一种新的方法和思路。

资金效益视角下隧道全寿命周期运维优化策略分析

隧道的科学运维是当前隧道研究领域的热点之一,它不仅涉及到对隧道建设工作的收尾完善,还代表着隧道未来的运营寿命。为解决隧道实际运维过程中运维策略的优化选择问题,从隧道运维成本的角度出发,以全寿命周期运维为切入点,针对隧道运维中的成本提出了一种资金分解规划思路,同时基于现实中隧道运维的实际数据,利用层次分析法以及交通拥挤成本模型对隧道运维期内的维护优化策略以及相应的效益进行分析,从各个方面充分比较了隧道中的传统矫正型运维方式和全寿命周期的以预防性养护为主的运维方式的成本与运维效果,得出了全寿命周期运维方式较传统矫正型运维方式在隧道运维期内具有更高的经济效益和社会效益的结论,为提高政府公共运营养护经费的分配效率和隧道的经济效益和社会效益提供了一种思路与建议。

中国公路隧道近10年的发展趋势与思考

中国公路隧道在规模、数量、建设速度等持续快速发展的形势下,近10年来又取得了众多隧道建设技术的突破,已由隧道大国步入向隧道强国转变的轨道。首先宏观研究分析近10年来中国公路隧道建设状况,对比论述了山岭、水下、城市地下道路等类型隧道的发展特点、趋势及相关建议;从隧道建设需求导向、地质超前预报、节能环保、应急救援等方面提出了公路隧道建设理念的变化,对比总结了钻爆法、盾构法、沉管法及TBM法等4类修建公路隧道常用施工方法的应用情况及未来发展趋势,并在此基础上,对中国公路隧道未来建设中将遇到的一些问题进行了研究与思考。结果表明:应改变以支护参数设计为重点的隧道设计理念,建立以介质场为主体的隧道结构设计方法,在隧道场解重构理论与技术体系方面进一步创新;对于采用双洞布局模式的长大公路隧道,为减少长深斜竖井设置,提升建设速度,应优先采用“钻爆法+小TBM导洞扩挖法”相结合的混合方法来修建;针对越来越多的公路隧道进入后运营期,提出了隧道智能监测评估与快速修复的技术途径,以将隧道修复作业所带来的影响降到最低;中国公路隧道建设应融合大数据、智能装备、5G等先进技术,并尽快完成配套标准的制定。