2025年4月20日，历时五年建设的北京东六环（京哈高速-潞苑北大街）改造路段正式开通试运营。东六环改造工程全长约16.3公里，分为地面加宽段和入地改造段，其中路基加宽段长约7.1公里，隧道段长约9.2公里。在隧道段中，盾构段长约7.37公里，是目前国内最长的盾构高速公路隧道。

东六环隧道

在此次改造工程中，清华大学土木系地下工程研究所程晓辉教授团队研发的“能源隧道”和“分布式光纤监测”两项关键技术发挥了重要作用，为工程注入了绿色创新动力。

东六环隧道段位于北京通州区，平均覆土深度约20米，地质条件为富水砂层，具有开发浅层地热能的天然优势。清华大学研究团队通过理论分析、数值模拟和现场试验，依托东六环改造工程隧道段开展能源隧道关键技术研究，解决了传统地源热泵技术投资高、占用地下空间大、换热效率低等难题。

能源隧道试验段

研究团队通过向东六环改造工程的盾构隧道仰拱区域布设换热管路，将传统盾构隧道改造成能源隧道，使隧道既能承载围岩荷载，又能提取地热能，为建筑供暖制冷及路面融雪除冰提供清洁能源。

能源盾构隧道建设现场

能源隧道提取地热能

东六环改造工程共建成约800m能源隧道，满足东六环南管理区1226.3平方米建筑的冷热负荷需求，同时用于东六环F6匝道约40m道路冬季融雪除冰。相比传统地源热泵系统，该技术节约初期投资费用约49%，实现了显著的经济和环境效益。

能源隧道提取地热供给建筑示意

能源隧道机房

能源隧道融雪除冰段建造现场

基于光纤的布里渊散射频移量与光纤的应变和环境温度变化量成线性关系这一原理，利用光纤对结构体应变进行分布式测量，具有监测点位连续、密集并且成本低的优势。

分布式光纤监测原理

研究团队利用分布式光纤技术探究了围岩荷载、温度荷载共同作用下能源盾构隧道结构的力学响应与围岩相互作用机理，研发了集成光纤传感器的能源隧道监测方法，并对监测结果进行了校核。

分布式光纤及校核传感器布设

利用分布式光纤监测技术，研究团队成功监测了东六环联络通道冻结法施工过程中主线隧道盾构管片及临时钢支撑的结构响应，为施工安全提供了可靠保障。

联络通道冻结法施工现场

分布式光纤监测现场

东六环改造工程是北京市重点交通项目，也是绿色技术应用的典范。程晓辉教授团队的两项关键技术不仅提升了工程的科技含量，还为我国实现“双碳”目标和推动智慧交通建设提供了重要参考。未来，这些技术有望在全国范围内推广，助力更多基础设施项目实现节能环保与高效运营的双重目标。

随着东六环改造路段的开通，北京城市副中心的交通网络进一步完善，同时也展示了科技创新在重大工程中的强大潜力。清华大学的“能源隧道”和“分布式光纤监测”技术，正成为推动城市可持续发展的新引擎。