讲座20160303|隧道信息化

茅以升大讲堂
20160303
钱七虎 防护和地下、岩土工程，1994年中国工程院首届院士。
报告题目：提升隧道信息化水平,促进安全高效上台阶

科技创新离不开学科交叉与融合
注重土木工程与信息技术的融合

1.前言

• 中国工程事故发生频繁：

• 交通，矿业，土木，主要隧道工程。

• 不良的极端复杂的地质条件+人主观的不安全的行为，使事故不断。

• 高埋深，断层带，岩溶等，条件复杂。

• 盾构机行进中遇到很多不良地质情况：小石头可以打碎，大石头会把机器卡住，等。

• 如何减少事故？

• 科学技术，科学管理。

2.复杂不良地质超前预报方法与应用

2.1突水突泥灾害源超前预测

山东大学，地下溶腔内水量计算。发明了一种探测仪器，能显示。
水里面有离子，电作用下，某离子衰减的时间与水量成正比。
成功案例：成兰铁路。
可靠性：90%以上。

TBM突水突泥的超前地质预报
探测两侧极化电流。。。
可靠性：85%以上。

2.2TBM隧道断层地质带

三维地震法是预测断层的有效方法。

2.3城市地铁溶洞孤石

地铁离开地表前，地质测量可以优化。
以跨孔电阻率成像法可以判定孤石和溶洞，能够实现预测、成像和定位。

• 例：
• 厦门市轨道交通1号线，
• 大连地铁溶洞探测，
• 广州地铁飞鹅岭，
• 南京地铁上元门（基坑泳水很多，不知道水来源，不能盲目注浆，后采用四种方法综合处理，合理设置注浆孔位）

2.4盾构施工隧道孤石探测进一步完善研究思路：

洞外和洞内探测相结合
TBM前面打孔探测

3.基于大数据技术的TBM盾构施工的分析和控制研究

• 注意：盾构机运行的参数的选择。

• 例子：

• 南京地铁过长江两条线（长江下碎石很多，盾构机刀片磨损严重，前面刀片水压最高达0.6Mpa，水下换刀需要专业人员。普通水，可以在换到处土加固密实，但长江水压高，困难）：

• 3号线（仿照上海长江的经验，但南京与上海长江不同，故青奥会前三号线没完工，拖了一年）

• 10号线（请德国专业人专门设备换刀，设备二千多万）

• 大数据：

• 特点：数据量大，多元化，快速。

• 主要处理数据的关联分析，三个方面：

• 数据挖掘

• 关联分析

• 机器学习

• 盾构施工时庞大数据：各种环境数据，盾构机本身的参数，各种地态的参数。

4.数字隧道向智慧隧道（建设，运营，维护）的发展

- 物理隧道：实实在在的隧道
- 数字隧道：是物理隧道的虚拟体，用数据表示隧道的各种信息，存储在数据库中，且可以可视化图像显示各种信息。
- 智慧隧道：为建设和运营服务的，功能延伸，利用云计算。

• 智慧与智能不同：智慧针对大系统，智能针对小个体，小技术。

• 期待：

• 透彻感知（众多传感器）

• 全面互联（物联与互联融合）

• 深度整合

• 智能服务

• 目前在研究：
  例：基于视频的结构变形检测
  三维到四维发展（在数字隧道上面加上时间维度）
  。。。。。。

5.结语

知识来源于主讲人，仅供学习交流，在此表示感谢。
尊重知识，尊重人才。