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1、用扩张卡尔曼滤波器（Extended Kalman-filter）有限无法反分析隧道围岩非确定性动态的研究
2、国家主干线同江—三亚线浙境段大溪岭—湖雾岭隧道营运照明与通风关键技术研究
3、大梅沙隧道施工力学响应及施工方法的研究
4、重庆市高速公路交通工程机电系统质量检验评定办法与标准
5、沉管隧道关键技术前期研究
6、公路隧道围岩稳定与支护衬砌结构设计技术研究
7、公路隧道送排式纵向通风照明技术研究及其控制系统开发
8、京福高速公路小净距隧道设计施工关键技术研究
I、用扩张卡尔曼滤波器（Extended Kalman-filter）有限无法反分析隧道围岩非确定性动态的研究
本研究分析了隧道围岩开挖过程中的非确定性动态，建立了相应的计算模型和计算方法，创新点主要有：
1、将隧道围岩反分析目标参数与观测量之关系视为一个随机系统，从非确定性角度出发对反分析技术进行了深入的研究，可为隧道设计提供更加合理的初始参数，并有利于了解围岩变化的动态过程；
2、在卡尔曼滤波器理论基础上首次提出了扩张卡尔曼滤波器和有限元耦合的计算模式以及有关理论公式；
3、针对软弱围岩，建立了考虑部分单元体积应变作用的非线性反分析模型和计算方法。
4、运用本课题研究提出的成果可根据输入的位移量测值预测围岩最终初始应力参数及最终位移，并能揭示隧道开挖过程的围岩塑性区域变化的动态过程。
5、本课题还运用变形能量理论对围岩稳定性进行了分析，对锚杆支护参数的优化组合得出一些规律性的认识，对工程具有指导意义。
本课题研究不但得出了对工程实践具有实用价值和指导意义的成果，而且在隧道围岩非确定性反分析领域填补了我国空白，具有开拓性。课题成果在总体上达到国际先进水平。
II、国家主干线同江—三亚线浙境段大溪岭—湖雾岭隧道营运照明与通风关键技术研究
该课题对公路隧道工程中的通风和照明两个关键问题进行深入的理论和试验研究，提出了技术创新成果。该项研究提出并采用隧道竖井送排式纵向组合通风方式，建立了相应的数学与物理模型、方法，并首次在大溪岭-湖雾岭特长公路隧道的工程设计中成功应用。
针对特长公路隧道竖井送排式加射流风机组合通风方式的技术难点，建立了竖井送排风口段空气流计算模型，从隧道设计风速、风压、风量、浓度比等指标方面对隧道内气流进行了深入的研究，为隧道设计提供合理的通风参数，并通过1：11大比例通风模型试验，验证了通风参数的的合理性。
在计算分析和模型试验的基础上，分别设计出排风道（口）、送风道（口）、竖井、正洞的风速、风量、风压以及构造形状，较好地解决发送排风口段紊流、回流、死角、所流损失等问题。
该项研究在国内首次将隧道照明环境按三维空间数值模拟分析，设计并编制了相应的软件，解决了常规方法无法完成的计算问题。通过大溪岭-湖雾岭隧道工程照明配光理论数值模拟研究，提出了一种隧道照明最佳配光型式，首次将逆光照明系统应用于我国高速公路隧道中，在隧道照明中采用了照明系统的最佳组合，并对隧道壁面装饰提出了有价值的建议。
该课题研究得出的成果对工程实践具有实用价值和指导意义，为我国公路隧道建设提供了可借鉴的营运通风照明技术。课题成果在总体上达到国际先进水平。
III、大梅沙隧道施工力学响应及施工方法的研究
本项目研究结合实际工程，运用大比例模型试验、数值计算和现场量测等多种手段，对我国公路工程中广泛采用的大跨度扁坦形公路隧道围岩及支护结构在施工中的力学行为进行了深入、系统的试验研究，取得了带有以下创新性的研究成果。
1、 模型试验成功地采用了“先加载，后挖洞”的试验方法，对实际工况作了较好的模拟。试验结果为研究施工方法对隧道围岩变形和稳定性的影响到，以及支护参数（如二次衬砌厚度）的确定提供了依据，在试验技术和思路上都是先进的。
2、 通过三维弹塑性理论数值计算，对各种不同施工方法在施工过程中隧道围岩及支护结构的力学行为，特别是对双侧壁导坑施工过程中顶部围岩稳定情况进行了分析和阐明。
3、 利用灰色建模理论对围岩最终位移进行了预测分析，结合具体工程讨论了施工期间塌方发生的原因，提出了有效的塌方治理和预防措施。
4、 本项目针对大跨度扁平公路隧道的各种不同的施工方法如全断面法、台阶法、中壁法、CRD法、双侧壁导坑法等从施工中围岩和支护结构的力学行为、稳定性、完全度等角度进行了分析比较。阐明了各种方法的特点，局限性和适用范围，为公路隧道合理施工方法的选择提供了理论依据。
本项目研究所提出的成果不仅具有较高的理论意义，而且具有实用价值，对我国公路隧道的建设和技术进步将起到重要作用。提出的成果总体上达到国内领先水平，在模型试验技术方面达到国际先进水平
IV、重庆市高速公路交通工程机电系统质量检验评定办法与标准
该课题对交通机电系统的质量评定，按单位工程、分部工程和分项工程进行了分解，提出了分解依据；对分部工程提出了一般规定；对分项工程，从功能、性能、环境等方面列出了基本要求，对分项工程的实测项目和外观鉴定，根据检测内容的个性、共性、相关、环境等要素，列出了检测内容，提出了具体的检测方法、评分标准和综合评分办法；该课题中提供的表格、相关标准及规范、数据的明效性等，符合国情，具有科学性和可操作性，有利于加强交通工程机电系统质量的可靠性，实施有效的管理和控制。
该课题中的检验评定办法是可行的，单位、分部、分项工程的划分清晰，检验项目设置合理、明确，具有较强的可操作性。该课题的技术水平和实用价值达到全国同行业的先进水平
V、沉管隧道关键技术前期研究
本项目针对我国将建水下通道日益增多的现实，选择特别适合公路交通的沉管隧道为对象，通过收集、整理、分析、研究国内外建成的沉管隧道的资料，结合同三线琼州海峡跨海工程沉管隧道方案进行深入研究，取得了多项有创新性的成果。
研究较全面收集分析了国内外已有沉管隧道资料、调查项目及相关技术规范，对沉管隧道的规划，设计和施工、具有重要参考价值，在国内也尚属首次。
首次对世界范围内超长(36600米)、超深（60米）、最重（8万吨）、最大（48.8m×11.9 m）的琼州海峡跨海工程沉管隧道进行研究分析，其横断面、纵断面、接头、竖井、施工均为世界难题，对掌握沉管隧道建设中的关键技术，为我国水下隧道的建设打好基础具有重要意义。
本研究在通风竖井研究中首次对水中竖井的力学问题、结构计算、防撞设计及施工方法等进行较全面系统的分析，在世界范围内对水中沉管法建竖井，尤其是如此巨大的管段竖井也是首次，本项目在该领域进行了开拓性的研究工作。
在特长沉管隧道工期分析的基础上，研究分析了世界沉管隧道最大断面琼州海峡的基槽开挖、基础处理、管段预制与竖井施工、浮运与沉放等重大技术问题，提出的一系列的工程措施、工艺和设备对大管段隧道具有重要理论与实际价值。
本项研究对较全面深入掌握沉管隧道关键技术，推动我国跨水域隧道建设具有重要意义和潜在社会和经济效益。
经鉴定，该课题成果总体达到国内领先水平，在大管段沉管隧道设计与施工研究方面达到国际先进水平。
VI、公路隧道围岩稳定与支护衬砌结构设计技术研究
该项目紧密以工程为依托，对北京-珠海高速公路粤境段六座隧道（单洞总长13889m）关键技术难题，根据不同施工方法和施工过程进行了现场监控量测与反馈，进行了理论分析与数值模拟，并在室内进行了大型物理模型试验等工作。
课题组研究开发了“公路隧道围岩量测数据管理与分析系统”，能够按地表沉降、周边位移、拱顶下沉、锚杆轴力、接触压力、衬砌应力、钢支撑内力、围岩内部位移等量测项目方便地输入现场监控量测采集到的数据，为分析各类变形、应力及其与时间、空间的关系提供了手段和平台。
课题组研究创新了隧道位移非确定性反分析理论和方法，并首次提出了扩张卡尔曼滤波器与有限元法耦合算法模型，通过早期量测值，可获得最终位移的预测关系；独立开发了相关计算软件，可计算出隧道开挖过程中围岩物理力学参数、主应力、最大剪应变分布以及塑性区历时变化量，可真实地反映开挖过程中围岩的动态情况。
课题组对隧道浅埋偏压软弱围岩采用CRD工法的施工过程进行了动态仿真数值模拟研究，对影响隧道围岩稳定性的因素作了敏感性分析；采用有限差分法模拟软岩隧道受力变形特征和围岩收敛-约束曲线，分析了软岩条件下二次衬砌的作用机理，具有较大的实用性。
首次研制了立式室内模型实验系统，提出了“先加载，后挖洞”的分级加载试验模式，较真实地反映了三维空间条件下隧道围岩位移全过程。这种方法和手段具有首创性。
该研究成果可直接应用于实际工程，尤其在围岩支护动态实施监控量测和信息反馈，优化支护参数，合理确定施工方法等方面，提高了隧道工程设计与施工的科学性，对避免塌方，提高工效，确保工程质量，具有较大的经济效益和社会效益。
该项目的研究成果达到国际先进水平，其中模型试验设备处于国际领先水平。
VII、公路隧道送排式纵向通风照明技术研究及其控制系统开发
本项研究结合实体工程，通过1：1实验隧道、1：11的大比例通风模型试验、理论分析和现场实测，对送排式纵向通风系统、隧道营运照明系统及其通风照明为主要控制对象的监控系统进行了深入系统的试验研究，取得了带有创新性的成果。
本项研究从流体力学的基本理论入手，提出了一单元和多单元送排式纵向通风的压力模式、平衡议程与关键控制点的选定原则，为该通风方式提供了理论依据。同时，通过模型实验、大溪-湖雾岭隧道工程的实践和现场实测，提出并研究了送排式纵向通风的系统配置和送排风口设置间距、短道计算方法、送排风量相互关系及避免新鲜空气短路的动力配置等关键技术，填补了送排式纵向通风技术的国内空白。其通风系统结构，测试手段和试验方法、理论分析成果均具有独创性。
在照明技术研究中第一次采用1：1实验隧道进行灯具配光实验，在国内首次开展逆光照明实验研究和环境简图法洞外亮度实测，提出了降低照明成本，提高照明设计水平的措施和建议。开发完成的采用逐点法进行照明计算的设计软件和逆光照明、灯具布置等研究成果均有新的突破，对我国公路隧道照明设计具有现实指导意义。
在控制系统开发中，对分布式现场总线、交通控制方式及策略、通风控制模式、交通异常自动检测及系统集成进行了研究，开发完成了TMCS-2000系统，并在工程中应用。控制系统及控制模式与策略具有先进、可靠、开放、经济等特点。
经鉴定，该课题成果总体上处于国内领先，实验手段和部份成果达到国际先进水平。
本项目研究成果已在实际工程中得到广泛应用，其中：
(1) 送排式通风的基本理论和原理能解决特长隧道的通风问题，可达到节省投资和营运费用，有较大的应用前景。其分析推导的多单元送排式纵向通风基本原理及方程对我国特长隧道的设计具有现实指导意义，其对地下风机房的研究，对指导特长隧道风机房的设计有着非常深刻的影响。
将送排式通风的基本理论和原理应用于我国首例送排式通风隧道，成功解决了特长隧道的通风问题，并节省投资520万元，每年减少营运电费82万元。
首次分析推导的多单元送排式纵向通风基本原理及方程，对我国秦岭终南山隧道(18600mx2)、湖南雪峰山隧道(7300mx2)、陕西西汉公路秦岭隧道（6102mx2）等特长隧道具有现实指导意义；
分析总结的隧道通风地下风机房技术已与福建美菰林隧道（5560mx2）进行了有效的结合。
(2) 隧道照明相关性研究及降低洞口亮度措施等为解决隧道照明的经济性有显著作用，一些建议及措施可降低照明成本20%，其开发的照明计算软件和高效节能灯具有较大的推广应用价值，对提高我国照明设计水平有较大的作用。
关于相关性的分析及降低洞口亮度措施等为解决隧道照明的经济性起了显著作用，一些建议及措施可降低照明成本20%以上；
结合照明实验开发的高效节能灯具，已成功用于6个工程，取得的合同额780万元以上。对海南大茅洞左洞的静态计算，高效节能灯具可节约投资及能源约30%左右；
首次开发成功的隧道照明设计软件，解决了《公路隧道通风、照明设计规范》关于逐点法的设计和计算问题。
(3) TMCS系统首次在世界范围内用Lonworks现场总线技术解决了隧道监控问题，该系统实用性强，操作方便，又能节省工程造价和营运费用，有较大的推广应用前景。
TMCS系统不仅首次在世界范围内用Lonworks现场总线解决了隧道监控问题，并成功应用于温州景山隧道，其节省的投资不少于20%；
TMCS系统将进一步拓展并应用于秦岭终南山隧道的监控系统中，TMCS系统具有显著推广价值，其主要方法已应用于辽宁本溪—丹东的隧道群设计中。
VIII、京福高速公路小净距隧道设计施工关键技术研究
本课题应用多种技术手段对小净距隧道进行了系统、全面、深入的研究，揭示了小净距隧道力学特性和工程特性并相互验证，提出了小净距隧道修建成套技术，在公路隧道修建技术上有重大突破。
1、课题结合具体工程针对小净距隧道结构形式进行了理论分析和多种工况的二维、三维数值仿真，通过对II、III、IV、V类围岩小净距隧道不同净距的围岩塑性区分布、张应力分布、隧道周边位移及中间岩柱变形特征的数值模拟研究，提出了小净距隧道净距合理取值。
2、项目首次开发采用了内加载实验手段，研究模拟了小净距公路隧道施工过程及其受力状态，并与数值仿真、现场量测相互验证。研究手段国内领先、国际先进。
3、结合小净距隧道现场监控量测，提出小净距隧道围岩稳定和支护结构安全的判别方法和支护参数，提出了小净距隧道钻爆施工的原则，以及不影响到隧道围岩稳定的临界震动速度。
本课题研究成果的应用为三福高速公路节约工程投资约1.04亿元，部分成果已被《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）所采用，其社会、经济效益显著，具有广泛的运用前景。
该课题研究成果具有较高的理论水平和很强的实用价值，对推动我国公路隧道建设与技术进步有重要作用。该课题研究成果总体上达到国际先进水平。
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