“白云说隧”之浅谈日本同行对欧美隧道技术的融合创新.pdf

隧道建设(中英文)第 43 卷excavation of municipal pipes is not a dreamJ.Tunnel Construction,2017,37(7):884.8 程绍磊.清水建设致力于开发新一代隧道建造系统计划 2020 年完成J.隧道建设(中英文),2018,38(9):1545.CHENG Shaolei.Shimizu Construction is Committed to developing a new generation tunnel construction system scheduled for completion by 2020J.Tunnel Construction,2018,38(9):1545.9 蔡杰.基于 MLP-ARX 模型盾构自动掘进技术研究与应用J.隧道建设(中英文),2022,42(10):1.CAI Jie.Research and application of shield automatic tunneling technology based on MLP-ARX perceptron autoregressive model J.Tunnel Construction,2022,42(10):1.10 郭树棠.应用人工智能和模糊理论的盾构自动掘进系统(用于深埋、长距离的盾构施工)J.世界隧道,1995(5):46.GUO Shutang.Automatic shield tunneling system using artificial intelligence and fuzzy theory(deep and long distance shield construction)J.World Tunnel,1995(5):46.11日本隧道智能技术大合集J.隧道建设(中英文),2019,39(7):1174.Japanese tunnel intelligent technology collection J.Tunnel Construction,2019,39(7):1174.12 徐蓉蓉.盾构也要“无人驾驶”,马来西亚的自主运行TBMEB/OL.2020-03-05.https:/ Rongrong.The shield should also be unmanned,Malaysias autonomous TBM operationEB/OL.2020-03-05.https:/ HU Min,WU Bingjian,ZHOU Wenbo,et al.Self-driving shield:Intelligent systems,methodologies,and practiceJ.Automation in Construction,2022,139:104326.14 赵洪岩,王利民,王浩,等.盾构智能化施工的发展历程和研究方向J.建筑技术,2021,52(8):900.ZHAO Hongyan,WANG Limin,WANG Hao,et al.Development course and research direction of shield intelligent constructionJ.Architecture Technology,2021,52(8):900.“白云说隧”之浅谈日本同行对欧美隧道技术的融合创新日本同行在美国人研究的钢管节和荷兰人研究的混凝土管节基础上,融合形成了一种新的管节形式,即钢和混凝土复合结构的形式,俗称三明治管节,并在川崎海底隧道、大阪港咲州隧道等工程中得以成功应用。通过对日本同行的长期观察发现,他们非常善于将欧美人的不同发明融合在 1 个方案中,形成特有的日本技术,这应该也是一种后发优势。实例1)将现浇混凝土和盾构结合起来使用并建造隧道的技术是德国人发明的,他们把它称为 extruded concrete lining technology,采用皮带运输机对隧道出渣。日本同行从这 2 项技术中敏感地察觉到,如果在 1 个机械化掘进隧道工程中同时采用这 2 项技术,意味着隧道掘进不必再采用机车运输管片和土渣,从而在 45坡度的隧道工程中仍然使用隧道掘进机。2)2022 年,国际隧协有一项奖颁给了日本的 H&V 技术,从这项技术可以获得不少启发。H&V 技术的出现是为了解决雨水排放隧道建设中所遇到的困难,具体说,就是在整个隧道的一段必须是 2 条隧道上下叠合,以避开邻近建筑物的红线,在其他段又必须是 2条隧道平行,以避免对上方桩基础的切割。当 2 条隧道接近工作井的时候,必须足够靠拢才能减少工作井的尺寸。日本同行用连体盾构的方式,通过掘进时连体盾构的位置转动而实现以上目的,其中的约束条件是 2 个盾构内的管片拼装施工位置不能因此转向。3)一般认为,泥水盾构的发明应归功于 Mott MacDonald 公司的高级合伙人 John Vernon Bartlett,他从意大利的地下连续墙泥浆护壁中获得启发,制造了世界上第 1 台泥水平衡盾构。4)日本同行已经成功地将搅拌法和高压旋喷法结合在一起,其中高压旋喷桩是意大利同行发明的技术。这些例子给了我们这样一个启发:我们中国同行应该以批判和改进的态度去考察其他国家现有的隧道技术,而不是一味照搬引进。如果我们能够将可持续发展的需求设定为技术创新的动力,注意利用其他学科的进步推动隧道领域的创新,在隧道创新事业中将会赢得更多的成功机会。思考针对目前隧道技术的不理想现状,认真思考解决以下几个重要问题:1)寻找更好的盾尾密封技术;2)实现真正意义上的盾构连续掘进和连续运输;3)实现无人化盾构掘进和矿山法开挖技术;4)在无人化盾构技术的基础上,实现环形盾构的创意;5)在岩石隧道掘进技术中,研究高压水、微波破岩等技术;6)采用声呐技术和算法判断设备故障、人员工作效率以及人与物的位置关系;7)采用泡沫聚苯乙烯聚合物混凝土替代传统的混凝土以减少碳排放;8)研发一机多用的软弱地基处理设备,即采用 1 台设备可以实施不同的地基处理技术。(来源:“白云说隧”微信公众号 2023-11-10)6881