科技助力大跨分岔隧道安全施工

文/ 供图 | 招商局重庆交通科研设计有限公司 李科

总体框架

分岔隧道是线路分合流常见结构形式，由大跨过渡段和结构分岔段组成，广泛应用于城市枢纽隧道和展线受限的山岭隧道。在国家重点研发计划、国家自然科学基金等重大项目的支持下，项目组聚焦分岔隧道设计施工安全保障的关键问题，通过近10年的持续研发与积累，形成了以分岔系统方案、主动支护结构、高效开挖方法、智能监测装备等为代表的创新成果。

针对高铁隧道大跨过渡段结构布设问题，项目提出了基于“全局最小扰动”的大跨过渡段结构布设与长度取定方法。针对结构分岔段近接隧道频繁扰动问题，项目提出了考虑围岩级别、新建和既有隧道跨度、埋深等因素的近接影响分区标准与分岔隧道安全严控范围。

项目针对断裂构造条件下复杂地压求取需求，提出了基于位移不连续法的地应力反演方法和基于Hoek-Brown准则与地质强度指标（GSI）的荷载计算方法，并结合灰度关联分析，得出了荷载主要影响因素与程度。

项目针对分岔大跨隧道施工安全保障需求，提出了“外锚”替“内撑”的预应力锚索支护体系；结合工程差异需求，提出了“靴型大边墙与加劲拱组合工法”“预应力锚索+预留核心土法”“分岔隧道快速贯通回挖施工工法”；结合分岔段扰动控制需求，提出了爆破优算方法与控制标准。

项目研发了基于图像视觉的围岩变形和结构缺陷靶向监测装备，提出了基于“能量+变形+损伤”的多参数围岩稳定性判别方法，研发了基于扩频通讯技术的隧道施工安全互馈式预警装置，并结合软件开发形成了施工安全实时在线“监测-分析-预警-反馈”系统。

项目研究成果已在北京、重庆、福建、贵州等多个省份成功应用，获授权专利35项、软件著作权5项，主参编行业标准6部、地方标准2部，出版专著9部，发表论文85篇，研究成果经中国公路学会评定为国际先进水平，经济社会效益显著，推广应用前景广阔。

分岔小间距近接影响分区

分岔隧道荷载优化计算方法及工程应用