浅埋暗挖法修建城市地铁隧道安全性分析及病害防治研究

浅埋暗挖法已渐成为中国城市地铁隧道修建的主要方法 ,但若应用不当 ,可能导致地层失稳或过量变形等工程病害问题 ,危及地面以及周围建筑物、管线等城市生命线安全。笔者在总结浅埋暗挖法修建城市地铁隧道安全性问题基础上 ,分析了危害安全性的病害原因 ,提出了安全性评估指标 ;同时 ,从设计、施工、监测等各方面提出了防治地铁隧道工程病害的措施     

水压在隧道工程水环境中的力学效应机理初探

隧道工程水环境和隧道工程的设计、施工及维护密切相关 ,往往是诱发工程事故的主要原因 ,其中水压是最重要的基本要素之一 ,对工程的影响主要通过其力学效应表现出来。笔者通过所建立的数学模型 ,初步解释了水压对于隧道工程力学效应 ,评价了其对隧道工程设计、施工和维护的影响     

基于ISM和模糊故障树的铁路黄土隧道塌方风险分析

研究如何对铁路黄土隧道塌方风险事故进行管理控制,先从地质因素、施工方法因素、监控量测因素和施工管理因素分析了黄土隧道塌方事故的成因。接着依据铁路行业隧道风险评估指南矿山法隧道施工风险因素列表,识别影响兰渝铁路某黄土隧道项目塌方的18项主要风险因素。然后运用系统工程解释结构模型方法(ISM)分析项目各风险因素间的相互关系,得出影响该隧道项目塌方的直接原因为施工扰动过大、支护不及时、拱脚悬空时间过长和信息反馈处理不及时。底层原因则为开挖方式、特殊地质条件。在上述基础上建立项目塌方事件模糊故障树模型,进行模糊定量分析,得到项目塌方事件发生的模糊概率和关键风险因素的模糊重要度。结果表明,实例黄土隧道项目塌方事故风险概率很大,地质因素、开挖方法等对塌方事故影响最大。解释结构模型方法能揭示各风险要素间的不确定性因果关系,有利于把握事故发生机理,模糊数能客观地描述风险事件的发生概率,增强故障树诊断方法的可靠性。     

预防隧道坍塌 落实针对性措施

<正>今年以来,国内多个施工项目发生隧道坍塌事故,导致正在掌子面及拱面作业的多名人员被困。造成事故的原因是多方面的:既有岩体破碎的地质条件原因,也有设计因素,对隧道地质判析不清、对围岩变化风险认识不足、仰拱开挖工序管控不到位、对可能出现的坍塌危险防控不力等。建设单位及设计、监理、施工单位都要深刻吸取事故教训,警钟长鸣,深刻反思,认真查找和堵塞自身管理漏洞,     

大直径盾构隧道穿越繁华区施工风险评价

针对深圳市春风隧道盾构施工中要穿越复杂地质及各种建构筑物的风险因素,利用层次分析法,对春风隧道施工进行风险源权重评价。在评价过程中,建立了隧道施工风险评价指标体系,运用判断矩阵计算出隧道中各因素的影响权重,根据权重大小进行比较,从而确定影响隧道施工的主要风险源。结果表明,在盾构施工中,盾构轴线偏移、建构筑物出现裂隙或破坏、盾构选型、开挖面失稳等危险有害因素对其影响较大,针对各项风险源提出了具体的管控措施,保证盾构隧道施工的安全。     

隧道二次衬砌与初期支护间脱空原因分析及处理

随着隧道在线路中占的比重增大,其在施工过程中的质量问题也愈发明显.隧道衬砌结构的病害一般分为表面病害和非表面病害,隧道脱空是导致隧道产生多种形式病害的原因之一,随着新奥法的推广和应用,现在隧道一般都采用初期支护、防水层、二次衬砌构成的复合式衬砌结构,二次衬砌脱空问题变得十分普遍,这种病害形式将显著改变结构的受力状态,增大二次衬砌结构受拉破坏的可能性,不利于衬砌结构继续承载.本文对隧道二次衬砌脱空产生的原因进行综合分析,提出相应的预防对策,并结合金宝顶隧道洞门二次衬砌与初期支护间脱空对隧道脱空治理的关键技术进行探讨分析.     

桥梁安全耐久性与病害事故分析

论述了桥梁安全耐久性的重要性和严峻形势 ;结合国内外多座桥梁的病害倒塌事故典型案例 ,进行了病害事故原因分析 ;归纳和总结了桥梁病害事故的经验教训 ;提出预防的主要对策和方法 ;理论与实践都强调了桥梁寿命周期设计施工和养护管理的重要性。     

铁路长大隧道健康状况远程监测诊断装备系统研究

基于服役期铁路长大隧道健康状况劣化影响因素分析,结合隧道衬砌结构特点和健康状况监测实际,采用智能传感、信息融合、故障诊断技术,构建集监测、诊断、评估于一体的长大隧道健康状况远程监测诊断装备系统。研究系统的软硬件设施及其布设技术,建立长大隧道健康状况综合评估体系,给出健康诊断量化评估标准。以国内某铁路长大隧道为例,对其健康状况实施远程监测与诊断分析。结果表明,该条服役隧道健康问题的主要影响因素为隧道衬砌漏水、隧道衬砌裂缝、隧道衬砌变形、隧道衬砌剥落等病害,尤以隧道衬砌变形最为严重,健康等级为4级。     

深埋长隧道施工地质灾害风险模糊层次评价

地质灾害是影响深埋长隧道安全施工的重要因素,将综合超前地质预报和模糊层次评价相结合,建立深埋长隧道地质灾害风险预测体系。首先对超前地质预报进行了研究并建立综合超前地质预报体系,以该体系为指导对隧道进行地质预报,了解掌子面前方的地质信息。其次在地质预报基础上作隧道施工地质灾害风险模糊层次评价,对隧道施工中可能遇到的地质灾害及整体风险程度进行评估。最后以米仓山隧道为工程背景,对建立的地质灾害风险预测体系进行了实践,得到里程段内发生涌水突泥、塌方、大变形及岩爆等地质灾害的风险等级,以及地质灾害整体综合评价风险等级。     

基于模糊层次综合评判法的隧道坍塌风险评估

在隧道工程实施阶段,开展定量施工安全风险评估,对预防和控制风险、降低事故发生概率有重要作用。以某工程施工隧道不良地质条件区域(古滑坡K9+600~K10+000和浅埋段K10+430~K10+490)为研究对象,采用模糊层次综合评判法,通过建立因素集(包括勘察、设计、施工情况,施工方式及支护结构,地质环境因素,监控测量与地质预报和施工管理5个一阶因素)、评价集、权重集对隧道施工坍塌风险进行模糊判定,经矩阵计算,隧道滑坡区域和浅埋段区域坍塌事故可能性均为Ⅳ级。依据指标体系法及模糊层次综合评判法所得结果分别为Ⅲ级和Ⅳ级,鉴于模糊层次综合评判法较指标体系法涉及评判指标更全面、更有针对性、更符合施工场地客观条件,坍塌事故可能性最终评判结果为Ⅳ级。研究表明:模糊层次综合评判法在不良地质隧道安全风险评估中的应用使估测指标更精确、更有效;评估的技术创新使施工安全风险评估更具针对性,保证了施工的安全。     

煤矿巷道支护动态信息设计法

由于地下工程环境的复杂性和不确定性,采用的静态信息设计方法存在着明显的缺陷。因此,提出巷道支护动态信息设计法,其实施过程为:在地质调查和地质力学测试的基础上,采用数值模拟和工程类比相结合的方法进行初始设计;将初始设计实施于井下,并进行地质资料的现场再收集和工程监测;用监测结果检验和修正初始设计,按修正后的设计进行施工,并进行工程监测,如此不断循环,直至完工。该方法在煤炭行业获得成功,在金属矿山、交通、水利等岩土工程中有重要的推广价值。     

复杂岩溶地区隧道施工突水地质灾害研究

在岩溶山区施工的隧道工程,由于岩溶发育分布的复杂性造成对施工掌子面前方的岩溶分布状况难以准确判定,导致施工过程中岩溶突水突泥灾害发生,影响施工安全。笔者以宜万铁路齐岳山隧道为例,应用岩溶水文地质基本理论,从地层岩性、地质构造、地下水循环条件以及区域地壳运动等岩溶形成发展的控制性因素进行研究;分析了隧址区岩溶地下水的补给、径流、排泄途径;研讨了地层岩性分布规律和区域夷平面分布状况;分析了断层和褶皱等地质构造的分布规律,从而对隧址区的岩溶分布规律有了深入认识,进一步考虑隧道高程和线路走向,评价了齐岳山隧道可能发生岩溶突水突泥等施工地质灾害的危险地段;明确了施工过程中需要进行超前探测和防灾的重点区段。     

公路施工隧道地质灾害超前预报技术分析

公路隧道施工过程中对掘进前方进行精确的地质预报是隧道安全、高效生产的重要保障。目前公路隧道施工过程中地质灾害超前预报技术可归结为地质分析、物探技术和导坑（或）钻探揭露，其中物探技术主要包括TSP（隧道地震波法预报技术）、地质雷达和瑞利波探测技术，本文旨在归纳和总结各种技术的原理、使用条件和优缺点。     

ARX modeling approach to leak detection and diagnosis

This work presents a time series strategy for detection, location and quantification of leaks in large pipeline systems. The technology has two active components, which operate sequentially: the Detector and the Localizer. The Detector continuously screens real-time data, searching for any anomalies such as leaks, which are detected (or not) depending on their size and position. The Detector is based on auto-regressive multi-input/multi-output (MIMO) ARX predictors with one input filter. Subsequent to successful leak detection, the Localizer is launched to diagnose the leak via estimation of its parameters – diameter and location – using recorded data on a Search Time Window that includes information in the neighborhood of the instant of detection. The Localizer is also an ARX predictor, but with two input processors, the first is a filter for dynamic plant inputs and the second filter processes “parameter signals” of active leaks. The Localizer is developed beforehand via model identification with plant data under the action of known, artificially simulated, leaks. It is, therefore, able to recognize an active pattern of leak parameters, by maximizing the adherence of its predictions to data in the Search Time Window. The proposed detection and location methods were successfully tested in simulated leak scenarios for an industrial naphtha pipeline.     

基于PSO-SVM模型的隧道水砂突涌量预测研究

复杂工程地质条件下,隧道水砂混合物突涌的预测防控是隧道安全建设的基础,准确预测水砂混合物突涌量,为工程提供安全保障至关重要。为提高预测准确性,提出一种基于粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)的隧道水砂突涌量预测模型。综合考虑地质构造、气象条件、施工影响三类因素,选取七个因子,结合某公路隧道,利用PSO-SVM建立隧道水砂突涌量预测模型,并对该隧道水砂突涌量进行预测,结果与实际突涌量一致。证实综合粒子群算法和支持向量机优势的PSO-SVM方法预测精度高,且易于实现,为类似隧道工程突涌预测提供参考与借鉴。     

浅埋公路隧道施工塌方事故的预防与整治技术研究

塌方事故经常发生在浅埋隧道施工过程中,这就成为造成工期延误和生命财产损失的一个重要安全隐患。随着我国公路工程建设的的迅速发展,公路隧道的建设规模越来越大,隧道施工过程中围岩稳定性问题也更加突出。笔者根据深圳盐田到坝岗高速公路段大梅沙隧道开挖的工程实例,对隧道塌方的原因进行了深入研究,结合实际与理论分析,取得了一些成果:得出隧道仰拱封闭距离的合理范围;将塌方类型分为未塌穿型和塌穿型两类,分别探讨了它们的治理与防治技术措施,并提出可行的处理比选方案;研究了管棚支护在防治塌方中的重要作用,就其力学效应分为梁拱效应、环槽效应、强化岩体效应3个方面加以阐释;最后提出了综合超前处置的重要思路和途径。     

光气生产装置的危险性及事故统计分析

通过对光气、光气化生产工艺过程存在的危险性分析,笔者认为气相光气化工艺比液相光气化工艺危险性小,而固体光气化生产工艺与气、液相光气生产工艺相比,危险性更小。同时对国内外光气和光气化生产发生事故的原因进行分析探讨,指出事故的原因主要是由管道及设备缺陷、个体防护用品缺乏、设计缺陷及人为失误引起。采用固体光气替代光气参与各种有机合成,与液相或气相光气工艺相比具有安全、反应条件温和、易操作、工艺简便、反应计量准确等优点,因此,固体光气工艺发展前景广阔。     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。     

Leak location of pipelines based on transient model and PSO-SVM

An improved and integrated approach of support vector machine and particle swarm optimization theory (PSO-SVM) is first used to detect the leak location of pipelines and overcome the problem of multiple leaks. The calibration and predictive ability of improved PSO-SVM is investigated and compared with that of other common method, back-propagation neural network (BPNN). Two conditions are evaluated. One with a leak involves a set of 20 samples, while another with two leaks has 127 samples. Both internal and external validations are performed to validate the performance of the resulting models. The results show that, for the two conditions, the values calculated by improved PSO-SVM are in good agreement with those simulated by transient model, and the performances of improved PSO-SVM models are superior to those of BPNN. This paper provides a new and effective method to inspect the multiple leak locations, and also reveals that improved PSO-SVM can be used as a powerful tool for studying the leak of pipeline.