清华大学学报(自然科学版)

作者：关文, 程晓辉, 黄昌富, 何历超, 姚占虎, 刘子健, 柴东然, 陈建福, 李少华

单位：1. 清华大学 土木工程系, 北京 100084,2. 中国铁建股份有限公司, 北京 100855,3. 北京市首都公路发展集团有限公司, 北京 100161,4. 中交隧道工程局有限公司, 北京 100024,5. 北京市市政工程设计研究总院有限公司, 北京 100082

关键词：能源隧道,换热功率,结构响应,地热能,地源热泵

基金：国家自然科学基金面上项目(52078274),北京市首发高速公路建设管理有限责任公司委托项目(20222000829)

能源盾构隧道是一种地热能利用新技术，通过向盾构隧道结构中植入热交换管将其改装成能源盾构隧道，兼具结构和换热双重属性。该文依托北京市重点工程项目——北京东六环改造工程，通过恒定入口温度(TPT)、恒定加热功率(TRT)原位试验，获得了能源盾构隧道换热功率设计值计算方法，并给出了适用条件；基于实测数据验证了能源盾构隧道温度分布解析解的准确性，在此基础上得出了能源盾构隧道热影响半径计算公式，为相邻能源盾构隧道设计提供了依据；利用分布式光纤技术对能源盾构隧道结构热响应进行监测，发现基本不会出现结构附加温度应力，能源盾构隧道在冷热循环过程中不会对结构安全产生影响；基于试验研究，设计了东六环能源盾构隧道供能系统并开展示范应用，系统经济性良好，节能减排效果显著，利于实际应用推广，助力国家“双碳”目标。

来源：2026年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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