截至2020年底，我國公路隧道已達2.1316萬處（2.1999萬公里）。數(shù)量規(guī)模和里程規(guī)模均遠超世界上其他國家，形成了以鉆爆法為主體，明挖法、盾構(gòu)法、沉管法、TBM法、堰筑法等工法作為補充的多元化發(fā)展。從2010年到2020年期間，公路隧道數(shù)量增長2.89倍、里程增長4.30倍，占公路總里程比例從0.133%增加到0.423%。特長隧道數(shù)量增長速度顯著高于整體數(shù)量增長速度，長大隧道已占31.3%。山嶺隧道增長數(shù)量最多，水下隧道發(fā)展速度最快。

我國2010-2020年隧道規(guī)模統(tǒng)計

21世紀初，我國水下隧道進入快速發(fā)展期，據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年底，我國在役水下隧道179條，在建水下隧道69條。其中在役的水下道路隧道有77條，包含公路水下隧道9條（約占12%）、城市水下道路隧道68條（約占88%）。在役水下道路隧道以長隧道和特長隧道為主（約占96%），基本上是大斷面及特大斷面隧道，且以特大斷面隧道為主（約占75%）；在役水下道路隧道中盾構(gòu)法35條（約占45%）、堰筑法20條（約占26%）、沉管法16條（約占21%）、鉆爆法6條（約占8%）。

水下道路隧道管養(yǎng)現(xiàn)狀

當前公路行業(yè)標準《公路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》JTG H12-2015適用于鉆爆法山嶺隧道的養(yǎng)護工作，但水下隧道養(yǎng)護具有不同于山嶺隧道的環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點，其管理模式和體系、養(yǎng)護標準和技術(shù)也不盡相同。水下道路隧道主要有以下特點：

1.大多在主干道上，車流量大，保通和應(yīng)急要求很高；

2.一般都是重點工程，社會關(guān)注度很高，運營形象要求高；

3.長年位于水底和高水壓環(huán)境，滲漏危害大，結(jié)構(gòu)損壞和滲漏控制嚴格；

4.隧道結(jié)構(gòu)形式多樣且特殊，對土建養(yǎng)護的專業(yè)性要求高；

5.襯砌結(jié)構(gòu)通常被大面積裝飾板覆蓋，檢查難度大、檢測要求高；

6.隧道主體變形量大和持續(xù)時間長，對隧道影響較大，對監(jiān)測要求高；

7.隧道比洞口低，靠主動抽排水，防汛防淹要求高；

8.機電設(shè)備數(shù)量和種類多、配置復(fù)雜，對機電養(yǎng)護的專業(yè)性要求高。

對水下道路隧道養(yǎng)護情況的專項調(diào)研結(jié)果顯示：

在管理方面，一是對養(yǎng)護資金和人員需求均較高，但暫無相應(yīng)的養(yǎng)護定額標準及指導(dǎo)意見；二是各水下隧道都建設(shè)了信息化管理系統(tǒng)，但養(yǎng)護信息數(shù)據(jù)不完善和孤島情況較突出等問題，養(yǎng)護信息數(shù)據(jù)無法進行趨勢分析和缺乏有效利用；三是安全及應(yīng)急管理任務(wù)重，但部門設(shè)置和條塊劃分等原因，應(yīng)急預(yù)案匹配、應(yīng)急信息暢通、應(yīng)急統(tǒng)一調(diào)度等存在較多難點。

在技術(shù)方面，一是隧道滲漏水病害突出，不同結(jié)構(gòu)滲漏特點差異大，滲漏處置方法針對性強但處置效果欠佳；二是結(jié)構(gòu)檢測手段需要進一步適應(yīng)性改進優(yōu)化，比如在防火板及裝飾板遮擋下的滲漏水和結(jié)構(gòu)病害精準檢測，在狹窄空間中的結(jié)構(gòu)設(shè)施設(shè)備有效檢測，在隧道斷面被分割為多個獨立空間下的隧道變形檢測等；三是健康監(jiān)測技術(shù)需要突破，解決預(yù)埋傳感器存活率低、傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)效率低、數(shù)據(jù)分析自動化和智能化不足、預(yù)警指導(dǎo)性不強等問題；四是機電設(shè)施養(yǎng)護標準需提高、維修和更換指標需明確。

在規(guī)范方面，現(xiàn)行公路水下隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范適用范圍為鉆爆法山嶺隧道，水下隧道通常采用盾構(gòu)法、沉管法、鉆爆法、堰筑法四種工法修建，存在多種結(jié)構(gòu)形式，在隧道檢查內(nèi)容、檢查方法、技術(shù)狀況評定等存在較大差異，且所處復(fù)雜環(huán)境所致檢修標準更高。

水下道路隧道運營的重中之重

相對于道路運營養(yǎng)護追求舒適性、橋梁運營養(yǎng)護追求耐久性而言，隧道結(jié)構(gòu)的封閉性使得隧道運營事故更易頻發(fā)，且隧道作為狹長密閉空間疏散難度和救援難度均很大。因此，隧道運營養(yǎng)護首要追求的是安全性。

2017年公安部發(fā)布的全國道路交通事故統(tǒng)計年報顯示，雖然隧道事故發(fā)生次數(shù)在整個公路交通事故中所占比例相對較小，但其重特大事故數(shù)量、死亡和受傷人數(shù)、直接財產(chǎn)損失等方面卻占有很大比例。

全國道路交通事故統(tǒng)計

由于水下道路隧道的特殊性，國內(nèi)外對水下隧道運行安全的管理要求和標準較普通隧道大幅提高，但事故仍然不少，其中火災(zāi)事故造成的人員傷亡最多，交通事故次之，其他類型的事故也嚴重威脅水下隧道運營安全。水下隧道在養(yǎng)護中應(yīng)在事前提前預(yù)防與事后應(yīng)急處置重點保障隧道運行安全。

南京穿江水下道路隧道圖示

隧道設(shè)備設(shè)施養(yǎng)護。一是加強隧道結(jié)構(gòu)、設(shè)施設(shè)備的檢測和監(jiān)測，提高頻率和標準，及早發(fā)現(xiàn)病害損壞和安全隱患；二是重點加強滲漏水監(jiān)測、檢測及治理，加強隧道變形特別是隧道接縫處的變形監(jiān)測、結(jié)構(gòu)檢測及病害處置；三是做好防汛防淹，水下隧道淹水會造成車輛司乘人員恐慌和非常不好的社會影響；四是加強隧道安全保護區(qū)的管理，包括岸上段地表、水中段河床的管理，防止因亂棄亂挖亂建影響隧道安全。

隧道運營管理。一是加強占道和封道作業(yè)管理，盡量少占、短占，必須規(guī)范占道作業(yè)防護和提醒；二是加強正常通行車輛的安全駕駛管理，采用限速、聲光提醒、廣播提醒等多方式提醒車輛規(guī)范駕駛；三是特別加強易燃易爆危險品及化學(xué)危險品運輸車輛、超限車輛、禁行車輛等的控制，必要時押行通過。

隧道自身突發(fā)事件處置。一是高度重視隧道滲漏水的應(yīng)急處置，配備對隧道結(jié)構(gòu)熟悉的、具有相應(yīng)專業(yè)知識的、處置操作熟練的人員，負責(zé)隧道滲漏水的應(yīng)急處置工作；二是在隧道設(shè)施設(shè)備突發(fā)故障時，相應(yīng)的應(yīng)急處置作業(yè)應(yīng)盡量減小對車輛正常通行的影響；三是在預(yù)防隧道機電設(shè)備故障引起火災(zāi)的同時，也要加強該類火災(zāi)應(yīng)急處置。

通行車輛突發(fā)事故處置。一是加強監(jiān)控預(yù)警，充分發(fā)揮系統(tǒng)自動監(jiān)控預(yù)警作用，最大限度早報、避免漏報和減少誤報；二是對于易發(fā)事件，制定細化預(yù)案并嵌入指揮調(diào)度系統(tǒng)，加強應(yīng)急指揮效率，提高應(yīng)急指揮準確度；三是高度重視火災(zāi)應(yīng)急，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后立即關(guān)閉隧道以防止車輛繼續(xù)駛?cè)耄瑢⒖焖贉缁鹱鳛閼?yīng)急工作中的重中之重。同時現(xiàn)場指揮或利用廣播指揮快速疏散滯留車輛和人員，隧道開啟火災(zāi)排煙模式；四是加強逃生引導(dǎo)，采用LED燈帶等醒目方式提升人通、汽通洞口的識別程度，可以在濃煙條件下引導(dǎo)人員逃生。

水下道路隧道標準化、智慧化運維

對標準化運維的理解

由于現(xiàn)行行業(yè)標準直接應(yīng)用于水下隧道養(yǎng)護存在局限性，需建立水下隧道標準化養(yǎng)護體系，為水下隧道科學(xué)維護提供指導(dǎo)和技術(shù)支撐。標準化運維工作可從養(yǎng)護規(guī)劃、養(yǎng)護方法、評定標準、養(yǎng)護定額、養(yǎng)護模式、突發(fā)應(yīng)急等方面切入。

養(yǎng)護規(guī)劃主要解決做什么的問題，比如合理制定總體養(yǎng)護規(guī)劃、年養(yǎng)護計劃、月養(yǎng)護計劃、日工作計劃等。養(yǎng)護方法主要解決怎樣做的問題，比如編制隧道維修養(yǎng)護技術(shù)手冊/指南/工藝、維修養(yǎng)護作業(yè)指導(dǎo)書、維修養(yǎng)護操作手冊等，指導(dǎo)現(xiàn)場標準化作業(yè)。評定標準主要解決做到什么程度的問題，比如巡視檢修標準、應(yīng)急處置標準、維修質(zhì)量驗收標準等，明確各項工作指標。養(yǎng)護定額主要解決投入多少費用去做的問題，比如明確養(yǎng)護計量標準、單位養(yǎng)護工作消耗定額等，合理管控養(yǎng)護費用。養(yǎng)護模式解決如何組織的問題，比如綜合養(yǎng)護（即由一家養(yǎng)護單位負責(zé)現(xiàn)場應(yīng)急保通+安全巡視值守+清潔保養(yǎng)+機電維養(yǎng)+土建維養(yǎng)等全部養(yǎng)護工作）、分項養(yǎng)護（將各專業(yè)工作分別發(fā)包的分項養(yǎng)護）等，應(yīng)用合理的養(yǎng)護模式。突發(fā)應(yīng)急解決如何保障安全和保通的問題，比如應(yīng)用標準化應(yīng)急處置、提高應(yīng)急處置效率等。

對智慧化運維的理解

智慧化運維是依托信息、通信、自動化、人工智能等前沿技術(shù)，在隧道運行過程中對運營管理、檢測監(jiān)測、維養(yǎng)管理、節(jié)能減排等輔助決策和便捷操作，提升隧道運行安全性、降低人工勞動強度、提升隧道運管質(zhì)效。

例如：在檢測監(jiān)測中，通過先進的檢測監(jiān)測傳感技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析預(yù)警及決策技術(shù)，實現(xiàn)對隧道健康狀態(tài)的實時掌控和預(yù)警；在運營管理中，應(yīng)用GIS可視化平臺，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、高精度定位、無線射頻識別等前沿技術(shù)，實現(xiàn)可視化、高效化的運營指揮；在維養(yǎng)管理中，通過信息化管養(yǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)養(yǎng)護工作全過程動態(tài)管理，如任務(wù)自動派發(fā)、實時反饋、統(tǒng)計分析、精準考核等；通過自動化技術(shù)來實現(xiàn)自動巡檢、無人養(yǎng)護作業(yè)等；在節(jié)能減排方面，通過隧道環(huán)境數(shù)據(jù)采集分析，自動控制風(fēng)機、水泵、照明等設(shè)備的運行，實現(xiàn)節(jié)能減排等。

專業(yè)化運維打造智慧隧道

南京目前已建成運營的穿江水下道路隧道有三條，分別為定淮門長江隧道、應(yīng)天大街長江隧道、江心洲大橋夾江隧道，三條隧道均采用盾構(gòu)法施工下穿長江，其中定淮門長江隧道5.1公里、應(yīng)天大街長江隧道3.8公里、江心洲大橋夾江隧道1.8公里。由南京交通運管集團負責(zé)統(tǒng)一運營管理，并引入專業(yè)養(yǎng)護單位提供綜合管養(yǎng)服務(wù)，定淮門長江隧道、江心洲大橋夾江隧道由中交養(yǎng)護集團（中國交建旗下的專業(yè)養(yǎng)護子集團）負責(zé)養(yǎng)護，養(yǎng)護實施過程中充分發(fā)揮了專業(yè)運維優(yōu)勢，開展全范圍、全方位、全過程的隧道運營養(yǎng)護一體化服務(wù)。

5G標準化運營養(yǎng)護

在南京穿江水下道路隧道運行中，通過專業(yè)化運維打造5G運營養(yǎng)護。一是集中，建設(shè)集中管控的隧道智慧大腦中樞（隧道運營調(diào)度指揮中心），集各監(jiān)控和指揮系統(tǒng)于一體。二是集約，建設(shè)集約高效的信息管理系統(tǒng)（隧道管養(yǎng)信息系統(tǒng)），高度集成隧道資產(chǎn)、監(jiān)測、維養(yǎng)等方面的全過程信息化管理。三是急速，建立急速的高效應(yīng)急處置機制，明確普通事件1分鐘出警、7分鐘到達現(xiàn)場、5分鐘處置完成的響應(yīng)處置標準。四是及時，開展及時的精準設(shè)施維養(yǎng)，高標準巡檢、快速度響應(yīng)、專業(yè)維修養(yǎng)護。例如對隧道受力、振動、變形等常規(guī)測項實時監(jiān)測的同時，研發(fā)應(yīng)用隧道滲漏水實時監(jiān)測系統(tǒng)，針對盾構(gòu)隧道管片接縫滲漏、螺栓孔滲漏等常見病害創(chuàng)新快速長效處置工法。五是極致，推行極致的精細管理和作業(yè)標準，所有養(yǎng)護班組專業(yè)化、半軍事化管理，所有管養(yǎng)工序明確標準化、精細化作業(yè)流程，所有場地精心規(guī)劃、整齊劃一，所有養(yǎng)護服務(wù)量化考核。

智慧隧道建設(shè)

在南京穿江水下道路隧道運營中，研發(fā)了以“隧道運營指揮調(diào)度系統(tǒng)”“隧道管養(yǎng)信息化系統(tǒng)”為代表的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多個業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的投用改變了傳統(tǒng)的以人工為主的工作模式，奠定了南京穿江水下道路隧道的智能化運營基礎(chǔ)，為過江通道的安全暢通提供了重要技術(shù)支撐。

隧道運營指揮調(diào)度系統(tǒng)基于二三維GIS可視化平臺，歸集隧道運營數(shù)據(jù)，以指揮調(diào)度和應(yīng)急處置服務(wù)為主線，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、北斗高精度定位、無線射頻識別、NFC近場通信等前沿技術(shù)，實現(xiàn)所運營的多條隧道一體化運營管理。

通過一張圖全方位掌控資源、風(fēng)險、數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“點對點”的精確化、可視化指揮調(diào)度，完成運營管理由人工模式向系統(tǒng)模式的轉(zhuǎn)變，隧道突發(fā)交通事故平均處置時間縮短至9分鐘以內(nèi)。

指揮調(diào)度子系統(tǒng)通過精準定位技術(shù)的應(yīng)用及運維流程再造，強化過程監(jiān)督、效果評價、突發(fā)事件人機協(xié)同等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)指揮人、智能匹配預(yù)案的高效工作模式。指揮調(diào)度對實時報警中觸發(fā)的報警進行一鍵式指揮調(diào)度，在指揮調(diào)度自動化操作平臺里進行預(yù)案執(zhí)行、調(diào)度指令執(zhí)行、現(xiàn)場監(jiān)控調(diào)取、協(xié)同聯(lián)動指揮等工作。結(jié)合預(yù)案管理，自動更改情報板及信號燈、語音廣播、風(fēng)機等設(shè)備狀態(tài)。事件處置信息及時發(fā)送給現(xiàn)場處置人員、管理者及關(guān)聯(lián)單位。聯(lián)動安全巡查員、巡視員、清障員、交警、消防等通過單兵作戰(zhàn)APP協(xié)同處理事件，現(xiàn)場處置的視頻、圖片通過APP上傳，處置過程形成事件時間軸，在指揮調(diào)度中心系統(tǒng)中實時展示。

隧道管養(yǎng)信息化系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為核心，通過WEB系統(tǒng)、BIM平臺、電子巡檢APP三大終端，精確反映隧道結(jié)構(gòu)設(shè)施及機電設(shè)備的運行狀況，實現(xiàn)隧道養(yǎng)護工作全過程信息化管理。隧道管養(yǎng)信息化系統(tǒng)獲中國公路學(xué)會BIM創(chuàng)新工程一等獎。

Web端業(yè)務(wù)平臺為全功能、全要素平臺?？赏ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)訪問，主要包括GIS可視化、資產(chǎn)管理、項目管理、任務(wù)管理、各類資產(chǎn)養(yǎng)護管理(巡查管理、經(jīng)常檢查、定檢管理、狀態(tài)評估、維養(yǎng)管理)、報告報表、應(yīng)急管理、文檔管理、標準知識庫等。BIM平臺的核心功能為數(shù)據(jù)展示、應(yīng)急管理、任務(wù)發(fā)布、事件報警等，充分發(fā)揮其可視化優(yōu)勢，形成數(shù)據(jù)標準化集聚和管理平臺，通過數(shù)據(jù)的模型化載體進行基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理。手持移動終端App的核心功能為任務(wù)驅(qū)動管理下的各類養(yǎng)管活動的執(zhí)行(檢查維養(yǎng)等)、應(yīng)急管理、信息查詢、緊急事件發(fā)布等；可在離線模式下實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、管理和記錄；采用GPS、二維碼等多種便捷模式，在不同工作場景下快速定位構(gòu)件。