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成果簡介： 伴隨城市建設的快速發(fā)展，城市地下工程規(guī)模日益擴張。影響因素的復雜性對城市地下工程施工及運營階段的安全監(jiān)測提出了較高要求。本項目利用多傳感器集成、自動控制、網(wǎng)絡通信、GIS等技術(shù)，實現(xiàn)了地下工程一體化監(jiān)測與信息化監(jiān)管。主要內(nèi)容包括： 1.移動式地下工程安全監(jiān)測系統(tǒng)。針對在建地下工程

為了科學地管理和控制隧道及地下工程建設風險，運用建立的工程風險分析理論與 方法，開發(fā)了一套隧道及地下工程風險管理軟件。該軟件可根據(jù)擬建工程信息和資料， 結(jié)合風險備選數(shù)據(jù)庫中存儲了大量的隧道及地下工程風險資料，自動生成工程風險調(diào)研 表格，對擬建工程進行風險辨識、估計和評價，實現(xiàn)科學的風險決策與管理。同時，軟 件可根據(jù)工程施工進度進行實時分析和評估，并利用施工監(jiān)測數(shù)據(jù)對在建工程各項風險 進行動態(tài)跟蹤管理，對施工中風險進行全面控制，保證工程的順利進行。軟件的基本功 能包括：工程風險數(shù)據(jù)存儲、輔助風險識別、風險估計計算與風險評價、風險決策和風 險跟蹤管理等。

本實用新型涉及一種新型地下工程通風系統(tǒng)，特別是一種基于煙囪效應的地下工程通風系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括通風豎井、煙囪、反射鏡、太陽能熱水子系統(tǒng)等四部分。本實用新型通過將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并以此人為制造煙囪效應以實現(xiàn)地下工程的持續(xù)、無能耗的通風動力供應。一種基于煙囪效應的地下工程通風系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通風豎井、煙囪、反射鏡、太陽能熱水子系統(tǒng)等四部分；通風豎井布置在地下工程頂部構(gòu)成空氣由外界向地下工程輸送新鮮空氣及地下工程向煙囪輸送污濁空氣的通道；煙囪由基座、煙囪體、煙囪蓋等構(gòu)成，基座對煙囪體進行固定，煙囪體外涂吸熱材料，內(nèi)涂防腐耐磨材料，煙囪體上部設置煙囪蓋，并布置避雷針及高空探照燈；反射鏡設置在煙囪體周圍將太陽光反射到煙囪體吸熱材料上；太陽能熱水子系統(tǒng)設置在煙囪體下部及與煙囪體相連的通風豎井上部將太陽能轉(zhuǎn)化為水的熱能。

近十年來，大型地下工程尺度達數(shù)百米、體量增至上萬平方米；建設條件和使用環(huán) 境的特殊性給這類地下工程的施做帶來極大的挑戰(zhàn)。針對地下工程結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土施工 的特征，項目研究從混凝土材料與構(gòu)件早期性能測試、地下工程混凝土結(jié)構(gòu)早期性能設 計方法、以及施工控制技術(shù)等方面展開。 項目研究內(nèi)容涵括混凝土材料科學與技術(shù)、結(jié)構(gòu)設計方法、施工技術(shù)與組織等方面 的技術(shù)難題。理論方面研究了混凝土材料微觀結(jié)構(gòu)形成的物理化學變化與內(nèi)部溫度場、 濕度場的復雜作用過程，并考慮結(jié)構(gòu)宏觀層次荷載產(chǎn)生的應力場，建立了多場耦合作用 下復雜結(jié)構(gòu)早期物理力學性能演化機理模型；在早期性能試驗測試技術(shù)研究中，首次建 立了混凝土主動約束早期變形性能試驗方法和操作程序，自行研發(fā)了試驗裝置與自動測 試儀器；融合地下工程混凝土結(jié)構(gòu)早期變形、抗裂能力等提出了地下結(jié)構(gòu)早期性能設計 方法，突破了承載能力極限狀態(tài)設計的思想；通過仿真分析指導工程實踐，結(jié)合現(xiàn)場遠 程監(jiān)控技術(shù)，實施混凝土改性、構(gòu)件抗裂設計、養(yǎng)護技術(shù)等控制早期性能演化的技術(shù)措 施。 研究成果已成功應用于超高層建筑、地下綜合體、隧道工程等數(shù)十項重大工程，并 為日本地鐵 13 號線混凝土早期變形性能分析和香港金門公司地下工程早期變形控制所 采納，取得了良好的效果。 研究成果的應用不僅可提高地下工程質(zhì)量，保障其預期服役性能；還可促進信息技 術(shù)在傳統(tǒng)土木行業(yè)的應用；同時，混凝土結(jié)構(gòu)早期性能設計方法的思想可應用于其他結(jié) 構(gòu)工程，對于保障基礎設施可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

針對隧道及地下工程施工開發(fā)一套工程施工風險管理系統(tǒng)，通過對工程施工期間的 風險辨識與評估，定量進行分析計算，制定系統(tǒng)的風險決策和跟蹤方案，可實現(xiàn)對工程 風險進行有效的管理與控制，保障盾構(gòu)隧道工程施工順利進行。 

同濟曙光軟件通過建立統(tǒng)一圖形平臺的開發(fā)方法，采用層次式模塊架構(gòu)法，開發(fā)既 有一定通用、靈活性，又能與規(guī)范相結(jié)合的巖土及地下工程分析軟件。能夠較好解決目 前現(xiàn)有的大型商業(yè)有限元通用軟件過于“通用”，造成使用復雜，無法與規(guī)范結(jié)合的問 題；而專業(yè)軟件又過于“專業(yè)”，靈活性與通用性不強等問題。 同濟曙光軟件系列產(chǎn)品包括有限元通用分析平臺、國內(nèi)唯一的有限元商業(yè)反分析軟 件、公路隧道設計計算分析軟件、盾構(gòu)隧道設計計算分析軟件、邊坡穩(wěn)定性有限元分析 軟件等模塊，并正根據(jù)市場和工程需要研發(fā)新的系列地下工程相關(guān)軟件。 

本項目解決了重大突涌水災害治理的注漿材料及其配套工藝與裝備等一系 175 列關(guān)鍵技術(shù)難題。研發(fā)了高早強型膏狀加固堵水注漿材料、強滲透型納米級硅 膠注漿材料與高膨脹型充填堵水注漿材料，提出了配套工藝并研制了工程化系 列設備與裝置。提出全壽命周期多類型突涌水治理設計方法，建立了富水斷層 破碎帶、節(jié)理裂隙、巖溶管道及孔隙微裂隙型突涌水治理的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了 隧道與地下工程重大突涌水災害的有效治理。

釆用理論、試驗、數(shù)值模擬方法，對CFRP （版、布、網(wǎng)格）、聚脈 等材料復合加固地下工程混凝土拱結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)研究，提出了加固 方法。

交通隧道與城市地下工程是我國長期的熱點研究領(lǐng)域，我校主要開展隧道與城市地鐵工程有限元計算軟件研發(fā)、城市地鐵工程沉降控制技術(shù)、復雜地質(zhì)環(huán)境山嶺隧道施工監(jiān)控技術(shù)研發(fā)、在役隧道病害治理技術(shù)研發(fā)、隧道與城市地鐵工程事故分析與處理技術(shù)、山嶺隧道與城市地鐵工程次生災害及防治技術(shù)研發(fā)。曾獲得省部級獎勵10余項，獲得專利30余項，出版專著教材8部，取得了在國內(nèi)、國際有學科影響力成果，聚集了一大批該領(lǐng)域的技術(shù)專家，在山嶺隧道與城市地鐵工程設計方法、施工監(jiān)控技術(shù)、事故分析與處理方案設計、次生災害及防治技術(shù)等方面處于國