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。     

岩溶隧道超前预报方案优化研究

岩溶隧道中,涌水突泥灾害对隧道建设的影响最为深远。准确的超前地质预报,是确保隧道安全开挖最有效的手段,但岩溶地区涌水突泥灾害类型复杂,隐蔽性强,超前地质预报方案需合理设计,才能提高预报准确性。基于模糊层次分析法,结合水文地质学,从突涌水灾害本源出发,对涌水突泥灾害风险评价指标进行选取和分级,以突涌水灾害等级为基础,构建综合超前地质预报体系,这一预报体系的建立有助于设计合理超前地质预报方案,提高地质预报准确性并降低预报成本。该预报体系在杨林隧道顺利实施,在降低预报成本的同时,成功预报了掌子面前方地下水分布情况和围岩破碎情况,证实了该研究的可行性。     

TSP203隧道地震预报系统在拱坝隧道围岩稳定性超前预报中的应用

以上(海)瑞(丽)高速公路湖南境内邵(阳)-怀(化)段拱坝隧道掘进中掌子面前方岩体结构的超前预报为例,介绍了TSP203地球物理探测新方法,预报了该隧道右线YK91+163-YK91+080段的围岩由于节理发育,且地表水与节理裂隙贯通性较好,因此稳定性较差,在施工中将很易造成坍塌,应按Ⅱ类围岩支护;在YK91+080-YK91+045段围岩稳定性较好,可视具体情况变更支护方案;YK91+031-YK91+013段,可能存在层间破碎带或软弱夹层,在施工过程中需要加强支护。通过探测保证了及时、详细、准确地了解开挖掌子面前方的岩体结构情况,为施工单位合理安排施工作业进度、保障施工人员生命安全、减少工程隐患提供了科学依据。     

基于TSP203~(plus)的隧道综合超前地质预报技术应用

为了对隧道不良地质体施工提供安全保障,开展以地震波反射法为主要手段的综合超前地质预报。结合工程地质调查和掌子面地质素描,采用TSP203~(plus)进行长距离预报,同时运用超前水平钻探进行更为精确的短距离预报和加深炮孔对大范围不良地质体进行跟踪预报。该预报方法应用于金瓶岩隧道软弱破碎带和富水带,取得良好效果,有效指导了隧道安全施工,可为同类工程提供借鉴。     

试论工程地质超前预报与施工安全

塌方是较常见的矿山事故,往往造成人员伤亡和设备损坏。为此,探索了一种适用于中长期和短期工程地质超前预报相结合的方法,来预报巷道施工过程中可能塌方的地段,并提出预防措施的具体方法。这种方法,在实践中取得了较好的效果。     

层析扫描成像技术在隧道施工地质预报中的应用

以三峡翻坝高速公路项目鸡公岭隧道工程为例,介绍了层析扫描成像技术(耵盯)的基本原理、传感器布设与信号接收、数据处理方法等,并应用该技术进行施工地质预报.结果表明,TRT技术对隧道围岩级别与含水体的预报准确率较高,其预报成果可以满足安全施工的要求.     

隧道瞬变电磁超前探测“双侧低阻”型干扰的成因分析和对策探讨

贵州是全国唯一没有平原的省份,地质情况复杂且岩溶广泛分布,隧道建设过程中因为缺少相关地质资料,经常会发生岩溶突水、冒顶事故等。如何高效地做好隧道超前预测工作是勘察工作面临的一个重大难题,直接影响到设计、施工的有效性和安全性。瞬变电磁超前探测具有高效性、便携性、体积效应小等优点,是目前隧道超前预测预报的主要手段之一。在使用瞬变电磁法进行隧道超前预报的过程中发现了一个比较有规律的现象:隧道巷道两侧的探测反演图像形如蝴蝶的翅膀,即在两侧出现较为明显的对称低阻异常区域。但通过开挖揭露验证,巷道两侧岩体的分布和稳定性往往是正常的。分析出现这种情况是由于测线的旋转角、背景场的差异、金属干扰及信号衰减等原因,是多种因素相互作用的动态表现,可通过改进探测方法和调整参数予以解决。在实践过程中,将掌子面分为左帮、迎头、右帮3个部分,进行分区探测和数据采集,不仅增加了数据量,也方便后期将数据分段处理后叠加在统一的背景场下,以满足探测是基于均匀背景下建构的理论。采用改进的探测方法后,对比常规探测方法,反演图像视电阻率整体较高,且稳定连续,未发现异常现象,与实际地质情况相符。     

长隧道地质灾害超前综合探测技术的探讨

本文从理论层面上,探讨了常规地质、物探、钻探三位一体的长隧道地质灾害超前综合探测技术的可行性和科学性,即:常规地质规律预测为先导,物探(瑞利波探测)为手段,必要时辅以定向钻探验证.为长隧道工程的地质超前探测预报提供借鉴.     

地震波真反射层析成像超前预报布置参数优化

利用地震波真反射层析成像技术对西石门铁矿深部开拓工程进行了超前预报,分析了各种不利因素引起的地震波振幅变化对井巷地质超前预报效果带来的影响。对TRT地质超前预报系统布置参数进行了改进与创新研究,得出了震源、最小偏移距和炮间距最优参数。防止了重大突水事故的发生,为西石门铁矿后期进行的开拓工程提供了可靠的依据     

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。     

长大隧道突发性地质灾害预警信息系统研究

针对国内外长大隧道施工过程中频繁遇到的突发性地质灾害(涌水、突泥,以下同)对工程造成重大损失和人员伤亡,调研国内外长大隧道突发性地质灾害发生现状和危害,首次提出隧道突发性地质灾害预测预报方法为灾害发生前兆的现象预报法和S-t曲线变化趋势判断法;并对主要风险源水压和水量、水质、初期支护内力及围岩位移进行监控,给出相应的预警标准。笔者研究并开发了隧道灾害预警系统,在浏阳河隧道过河段现场使用;结果表明,该系统能较好地适应隧道复杂环境,稳定性好,能对采集到的数据分析判别,对长大隧道安全施工具有一定的指导意义。     

基于粗糙集——粒子群神经网络的建设项目安全预测研究

回顾施工项目安全管理和安全管理研究现状,建立建设项目安全管理指标体系。利用人工神经网络非线性函数逼近能力,对项目风险因素程度预测。针对该网络当数据量大时,其结构复杂、收敛慢,易陷入局部最优的缺点,引入粗糙集对影响建设项目安全目标的不确定性因素进行约简,找出最小不确定性风险因素集,大大简化网络输入信息的表达空间维数。并结合粒子群算法收敛速度快、全局最优的寻优能力强的优点,建立基于粗糙集——粒子群神经网络的建设项目安全预测系统。通过实例验证该系统的科学性和有效性。     

公路隧道衬砌背后缺陷风险评估研究

衬砌背后缺陷是隧道工程的常见病害之一,具有隐蔽性、复杂性和不确定性等特点,因此就衬砌背后缺陷存在时的隧道结构风险评估进行了研究。对衬砌背后缺陷进行辨识和分析,确定缺陷发生的概率,同时对一个二维圆形公路隧道模型设置不同位置且大小不同的各种背后缺陷,数值模拟得出这些缺陷对衬砌结构内力的影响,从而建立其后果的严重程度,再采用风险矩阵得出风险等级。在此基础上以某公路隧道为例,就存在的衬砌缺陷对该隧道结构进行具体的风险评估。衬砌背后存在缺陷时,衬砌的内力会大幅增长,使得结构面临很大的破坏风险,采用风险评估的方法得出具体的风险等级,从而正确定位缺陷,可以更加直观地看出衬砌背后缺陷对隧道结构的危害。     

煤与瓦斯突出危险性计算机识别与预报系统

根据反向传播神经网络模型的原理，设计了煤与瓦斯突出危险性的计算机识别与预报系统，借助于对已知突出实例的训练学习，得出反映突出预测指标和突出危险程度之间复杂的非线性映射关系的网络系数（预报规则），可以对突出危险性进行多因素识别预报。通过外推预报检验，表明系统具有较高的可靠性和实用性     

几种电缆隧道防火措施

通过对电缆隧道内加设防火墙、防火门，对电缆孔、洞进行防火封堵，安装火灾报警系统和气体灭火系统，提出对工程关键工艺及技术方面采取多项保护措施。     

基于小波神经网络的煤层底板突水非线性预测方法研究

针对煤层底板突水系统为一非线性动力学系统的特性,并在考察目前煤层底板突水预测方法的基础上,给出利用小波神经网络对煤层底板突水进行预测的可行性和优越性;阐述了小波神经网络的基本原理;提出和分析了基于小波神经网络的煤层底板突水预测模型及算法;并通过实例证明,应用小波神经网络解决煤层底板突水预测的可行性和优越性。研究及实践表明:小波神经网络的预测精度更高、更准确。     

趋势面拟合法在煤矿瓦斯地质变量预测中的应用研究

从瓦斯地质学的观点出发,将反映煤层瓦斯基本参数的空间变化规律看做是与其赋存地质条件密切相关的连续函数。结合趋势面拟合及其模型优化的原理和方法分析得出了淮北矿业集团公司芦岭煤矿井田范围内瓦斯含量的变化及分布与其位置坐标的对应数值关系,依据该数值关系可对矿井深部采场和未开采区域实施比较准确、可靠的定量瓦斯预测。该方法也适用于其他具有相似特征的瓦斯地质变量分析。     

环境风险评价中有毒物质泄漏预测结果的应用

在常温下呈气态的有毒有害物质可能发生泄漏事故的环境风险评价中,其预测结果的应用可引入有毒有害物质的毒理学资料,确立对预测结果适合的评估指标,对泄漏事故影响范围内的危害程度进一步分级明确,有针对性地提出合理可行的应急减缓措施,为项目的风险管理工作提供了科学的依据.     

高速公路建设-运营-移交(BOT)项目风险管理研究

从风险的普遍性和特殊性出发,分析高速公路建设-运营-移交(BOT)项目的风险特征;笔者认为,基于我国高速公路BOT实施现状分析,指出相关法律法规不完善、市场理念缺乏、风险意识淡薄、风险分担责任不明和缺乏相应的风险管理人才是目前我国高速公路BOT项目实施存在的主要问题;树立风险意识、完善市场体系、监理健全法律法规、合理分担风险、培养和引进专业风险管理人才是高速公路BOT项目风险管理的有效对策。     

地质工程项目风险管理的探讨

整个地质工程系统具有时间维度和空间维度两大基本特征,在时间维度上主要表现为自然系统的客观存在性和人们认知能力的有限性,在空间维度上主要表现为系统作用域的风险性。笔者结合我国地质工程项目实施现状,分析目前的工程保险制度、监理委托关系和检测机构委托关系存在的各种风险因素;提出解决上述风险的对策和建议;并对地质工程项目风险管理的程序、方法和手段进行了探讨。