隧道施工地质灾害分析与防治对策

根据隧道施工地质灾害成因与特性,对隧道施工地质灾害进行分类,并对其特点进行分析,提出隧道施工地质灾害防治原则。在建立隧道施工地质灾害监测与预警系统的基础上,对常见灾害中的塌方、涌水、突泥、瓦斯爆炸、岩爆等现象提出防治措施,旨在为隧道安全施工提供参考。     

基于熵权物元可拓理论的隧道塌方风险评估

为了准确评价隧道塌方风险等级,降低隧道施工过程中塌方事故的风险,基于熵权物元可拓理论建立了隧道塌方风险分级的评估模型。在统计及综合分析隧道塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、跨度、偏压角度、埋深、地下水影响、断层破碎带、施工管理与技术水平7个主要因素作为隧道塌方等级评价指标。借鉴可拓学原理,将熵权法引入可拓学理论中,建立了熵权物元可拓评估模型,对隧道塌方风险进行评估。在熵权物元可拓评估模型中,对定性的指标进行量化,并对各指标进行归一化处理,构建隧道塌方等级评估的经典域、节域和待评物元;为客观、合理地确定指标权重,提出用熵权法计算指标权重;对隧道塌方风险进行关联函数值和关联度分析,确定隧道塌方风险等级及其变量特征值。在工程应用中,对某隧道1#横洞的数据进行统计分析,通过构建的熵权物元可拓评估模型得到某隧道1#横洞的待评物元,从而应用熵权物元可拓理论对某隧道1#横洞进行隧道塌方风险评估,评估结果与实际开挖中毛开挖面围岩不稳定、且时有掉块现象发生的情况一致。研究表明,将熵权物元可拓理论应用于山岭隧道塌方风险评估是可行的,应用该模型得到的隧道塌方等级与实际开挖情况相吻合,很好地预测了隧道施工的安全状态。     

软岩隧道塌方事故致灾因素耦合分析*

为减少专家主观判断对软岩隧道塌方事故评估的影响,提出1种从事故出发逆推分析事故致灾因素耦合机制的方法。基于142个隧道施工塌方事故案例,系统总结隧道塌方事故致灾因素,对塌方事故的致灾因素出现频率进行排序;从致灾因素之间关联耦合关系出发,结合隧道施工塌方事故的多因素耦合致灾机理,研究隧道塌方事故产生过程的多因素耦合路径和耦合过程;采用N-K耦合模型开展隧道塌方事故多因素耦合路径下的耦合关联值评估,并对耦合关联值进行排序从而找到控制塌方事故发生的致灾因素组合。结果表明:除4个主要致灾因素的全耦合外,围岩岩性-降雨-地下水的耦合关联值是洞身段中最大值,为17.79%,围岩岩性-偏压-地下水的耦合关联值是洞口段中最大值,为24.02%;洞身段的围岩岩性-地下水因素和洞口段的围岩岩性-偏压因素分别对耦合关联值大小起决定影响;耦合关联值不具备叠加效应,2因素耦合关联值可能比3因素耦合关联值更大。研究结果可为提高隧道事故分析与安全防控提供科学依据。     

轨道交通工程隧道暗挖塌方事故的防控对策及应急抢险要点分析

本文根据广州市地质水文气象及隧道暗挖工程的施工特点，对广州市轨道交通工程隧道暗挖塌方事故进行了危险性分析，阐述了隧道暗挖工程的竖井、隧道开挖施工中塌方事故的主要防控对策与预防措施，以及塌方事故的应急准备及响应要点。     

山岭隧道施工中塌方风险评估模型研究及应用

为评估隧道施工中塌方风险,以确定其可能性及严重程度作为2条主线。由文献调研并结合待评估隧道风险特征、施工现状、工程概况等建立塌方可能性评估指标体系,运用层次分析法(AHP)与多层次模糊综合决策确定塌方风险事件可能性等级,定性指标由专家评判确定对各可能性等级的隶属度,定量指标的隶属度以正态分布作为隶属函数求出;综合考虑多种事故后果类型,选用当量估计法确定塌方风险事件严重程度;最后基于风险矩阵法确定隧道塌方风险等级。将本模型应用于兴隆隧道1号斜井,经评估该斜井塌方风险等级为Ⅲ级,即较大风险,后续施工中须采取有效措施降低风险,减少风险可能导致的损失。     

倾斜岩层大断面隧道塌方机制的数值模拟

塌方是隧道施工中出现的主要安全事故,研究隧道塌方产生的机制对于保证隧道施工安全具有重要意义。以穿越倾斜岩层段某隧道塌方事故为工程背景,基于围岩的工程力学特性,采用数值分析和现场监测方法研究隧道塌方的力学机制。结果表明:在开挖爆破振动荷载作用下,隧道断面拱部左侧节理岩层极易出现超挖,隧道左侧拱腰处的塑性区显著大于右侧,使左侧拱腰处内侧出现拉应力;左侧拱腰处围岩压力显著大于右侧,造成支护结构的受力不均,初支喷层极易开裂,随着松动区范围逐渐增大,围岩压力逐渐增大,隧道变形迅速增大,极易造成围岩失稳而导致隧道坍塌。     

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。     

地铁隧道施工风险机理分析

为预防地铁隧道施工风险事件的发生,需对风险机理进行系统研究。根据风险的发生过程将风险机理分为产生、发展及演化3个阶段。把耗散结构理论引入到地铁隧道施工塌方风险机理的研究中,并论证其适用性,从3个阶段对塌方风险的形成过程进行分析,对塌方风险的耗散结构形成条件进行论证。分析表明:从开挖到岩体变形可视为风险产生阶段,此时平衡态被打破。从塑性变形到变形率急剧增大视为风险发展阶段,经历近平衡态、较远平衡态及远离平衡态;从一个风险事件到多个风险事件陆续发生视为风险演化阶段,此时一个甚至多个事件耗散结构形成。     

宜万铁路野三关隧道施工期岩溶灾害危险性分析与安全对策研究

铁路施工过程中突水等岩溶灾害给施工带来了极大的危险性,野三关隧道岩溶突水灾害的防治与安全对策是施工企业面临的重大问题。笔者以现场调查为基础,提出岩溶突水灾害的类型,隧道施工岩溶灾害危险地段的划分原则和岩溶灾害危险性分级;结合地质条件分析和岩溶形成条件分析,研究了宜万铁路野三关隧道施工期岩溶灾害危险段的具体分布位置;探讨了施工中防治岩溶突水灾害的对策,为隧道安全施工提供了技术保证。     

基于熵权的隧道塌方风险非线性模糊评判方法

隧道塌方风险分析是隧道设计和安全施工的重要环节。首先选取隧道塌方风险评价指标并建立评价指标风险分级标准,在深入分析新奥法隧道施工风险影响因素的基础上,根据隧道塌方风险影响因素具有模糊不确定性和层次性的特点建立隧道塌方风险的模糊综合评判模型。其次,通过研究各因素评价指标取值方法及隶属度函数选取原则,建立评价指标隶属度确定方法。然后针对不同专家工程经验及认知的不同,引入群组决策的思想,基于信息熵理论建立评价指标的权重计算方法。考虑到影响因素对隧道塌方风险影响具有非线性特征,引入非线性模糊运算方法,从而最终建立基于熵权的隧道塌方风险非线性模糊评判方法。最后通过工程实例分析表明了方法的可行性与合理性。     

公路隧道施工危险源辨识与应急预案

以公路隧道施工危险源辨识特点为基础,通过对隧道施工的危险源辨识以及以往事故的统计分析,阐明了公路隧道施工过程及施工机械进行辨识的方法和主要内容,确定了坍塌、透水、火灾和爆炸事故是公路隧道施工中的重大突发事故,在此基础上,提出了公路隧道施工事故应急预案的编制内容,具有一定的实际指导意义.     

公路隧道施工安全风险评估方法优化研究

我国在建公路隧道工程数量增长迅速,施工安全事故时有发生,因此通过风险评估实现施工过程的风险控制就显得非常重要。在此背景下,交通运输部出台了《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行）》,而在实际应用过程中,该评估指南无法完全适应多变的工程实际。针对该问题,在对隧道施工安全风险评估的各类评估方法及其适用性进行详细研究的基础上,将该评估指南与国内外其他相关成果和做法进行分析比对,指出该评估指南存在的不足之处,进一步提出相关优化与修订建议;最后,以湖南某高速公路隧道洞口坍塌事故为例,利用提出的施工前专项风险评估方法,综合运用数值模拟计算与事故后果当量估计,计算相应的风险等级,所得到的结果与实际情况更为接近,进一步说明本文所提优化方法的合理性和可操作性。     

公路建设项目安全生产预警机制研究

近年来我国公路建设项目安全生产形势严峻,公路工程施工安全事故时有发生。公路建设项目安全生产预警机制的建立可以有效地预防事故的发生。确定了公路建设项目安全生产能力不足、公路建设项目安全生产能力减弱、存在公路建设项目安全生产重大缺陷和存在公路建设项目安全生产重复性缺陷等4种需要监测、预报的警情。结合公路建设项目安全生产评价,对公路建设项目安全生产预警机制的组织机构、运转模式、工作流程等方面进行了研究。     

2004—2008年我国隧道施工事故统计分析

为了解我国隧道施工事故的发生规律,采用柱状图和事故发生趋势图等方法对2004—2008年隧道施工事故进行统计与分析,获得了事故次数与死亡人数的年度分布和发展趋势、不同事故类型发生事故次数、事故类型占总事故数百分比、地区分布、事故等级分布等统计特征。找出2004—2008年隧道施工事故的发生规律:事故次数和死亡人数均呈下降趋势;事故类型以坍塌、物体打击、透水、冒顶片帮为主,其中坍塌是隧道施工过程中的第一要害;事故主要集中在中西部地区,东部地区则很少;多数事故为较大事故,发生重大和特别重大事故较少,但多为恶性事故。同时根据隧道施工事故发生规律,提出隧道施工安全管理的对策与建议。     

公路隧道水害倾向性分级的Bayes判别法及应用

为提高公路隧道整体安全性能,保障人员安全,减少财产损失,避免公路隧道水害事故的发生,将Bayes判别理论应用于公路隧道水害倾向性判别和分级中。采用影响隧道水害发生的隧道区渗透系数、降水情况、单位涌水量、构造断裂带类型、围岩分级、隧道施工情况、防排水措施情况等7项指标作为基本判别因子;将公路隧道水害倾向性分为4个等级作为Bayes判别分析的4个正态总体。以采自典型的20组公路隧道的实测数据为训练样本,建立公路隧道水害倾向性分级的Bayes判别函数。对训练后的模型运用交叉确认估计法进行验证,然后运用该模型对6条待检验的公路隧道样本的水害倾向性进行分级。研究结果表明:构建的Bayes判别分析模型误判率极低,分级效果合理有效,可以运用于公路隧道水害倾向性的分级中,有利于公路隧道水害的预防和治理。     

因果图和层次分析法在事故预防中的应用研究

通过引入因果图法和层次分析法,首先将导致事故发生的原因用因果图法进行分析和表示,然后根据一定的内在机理将因果图转换成AHP的层次结构模型,利用AHP严格的数学逻辑定量计算方法,求得各原因事件的权值,得出各原因事件导致事故发生的重要程度,从而确定影响事故发生的关键原因,进而作为事故预防的重点。以高速公路交通事故诊断为例,得出驾驶员的技术水平和安全意识是影响高速公路交通事故的主导因素的结论。结果表明,运用该法得出的结果符合实际,对事故预防有借鉴意义。     

公路隧道内CNG管束气瓶车泄漏天然气扩散CFD仿真

气体管束气瓶车是运输压缩天然气(Compressed Natural Gas, CNG)的重要工具,针对CNG管束气瓶车运输过程中在公路隧道内发生追尾导致泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立CNG管束气瓶车遭追尾致泄漏后果预测与评估模型,对公路隧道内风场条件下泄漏天然气的扩散过程进行模拟与分析,研究CNG管束气瓶车泄漏天然气在隧道内的扩散规律和形成的危险区域范围。仿真结果表明:泄漏天然气扩散具有极速泄漏、外力作用、初期膨胀增长和稳定收缩等特征;喷射气云团能够覆盖肇事车辆前部,可能导致驾驶人员窒息或引发火灾、爆炸事故;实例工况下,泄漏气体扩散至稳态以后,形成爆炸极限浓度范围内的气云分布在肇事车辆前部1.5m至肇事车辆中部之间的区域;进行事故应急响应时,应封锁事故隧道,加强隧道内通风,在消防水枪的稀释掩护下对管束气瓶车进行堵漏作业。     

基于某地铁盾构区间施工坍塌处理技术分析

盾构法施工技术具有智能、安全、快捷、地层适用性广等特点,基于以上诸多优点其在我国地铁工程建设过程中得到迅速普及,但此工法在施工过程中仍然可能引起地表沉降和地面坍塌等风险。如何减少施工造成对地面及周边建(构)筑物的影响,积累工程相关方面的经验与教训,是盾构技术人员有待解决的课题。对某地铁盾构区间施工引起地面坍塌典型事故案例的处理过程进行全面、详细分析,提出了针对地面坍塌事故处理的建议,以期为减少或预防类似事故的发生提供有益参考和帮助。