喀喇昆仑公路深埋隧道岩爆特征及影响因素分析

为研究板块碰撞区高地应力条件下隧道开挖过程岩爆的致灾特征,确保施工安全,以喀喇昆仑公路2号隧道为工程依托,通过对隧道施工期间1 110次岩爆记录深入研究,分析总结出岩爆的运动类型、发生位置、坑口性状、岩体散落等方面的基本特征,以及岩爆次数与埋深、开挖暴露时间、掌子面距离关系等岩爆特征规律.根据岩爆特征,并结合室内岩体物理力学性质试验成果和区域地质环境条件,综合分析认为2号隧道岩爆的发生是受区域挤压构造应力场、片麻岩脆性指数高、最大水平主应力方向与隧道轴线大角度相交、高山峡谷谷底应力集中、岩爆段干燥无水、隧道断面形状及开挖方式等因素影响,其中区域挤压构造应力场对岩爆的发生起控制作用.并在此基础上,提出了对围岩实施喷水软化、调整爆破参数、在掌子面钻超前卸压孔等有效的岩爆预防措施,在一定程度上降低了岩爆的发生概率.研究结论为今后在高地应力环境下建设地下工程避险岩爆灾害提供了一些认识和理解.     

三维流固耦合数值模拟在铜锣山隧道安全性评价中的应用

隧道施工破坏了原有的岩体平衡,可能引发塌方、突水等安全问题,为了评估隧道建设的安全性,基于三维稳定渗流问题的基本控制方程,对铜锣山隧道全线的开挖和支护方案进行了三维流固耦合模拟,在应力、应变、渗流分析的基础上,评估了隧道建设发生岩爆、坍塌、突水灾害的风险,预测了可能出现大变形和突水灾害的工段,对于隧道安全建设具有指导意义。     

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。     

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。     

隧道施工安全

<正>针对近期隧道施工事故多发和依然严峻的安全生产形势,2014年9月19日,国家安全生产监管总局、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局四部门印发了《隧道施工安全九条规定》。进一步加强隧道施工安全生产工作,有效防范和坚决遏制重特大事故发生是当前的迫切需求,刻不容缓;保护员工生命安全毋庸置疑,意义重大。本期专题力图从多角度对隧道施工安全做综合报道,以期加强对此问题更广泛的关注和重视。     

基于新奥法隧道围岩变形动态监测技术及应用研究

结合隧道施工的复杂性,依据新奥法的核心理念,提出了基于新奥法隧道围岩变形动态监测方法。依据重庆地铁隧道某车站的工程实践,结合传统监控量测方法的程序,对动态内容进行了介绍。运用数据分析软件,对水平收敛位移作回归模型分析,得出围岩变形的一般模型。结果表明,基于新奥法隧道围岩变形动态监测方法,通过自身方案的不断改进,不仅可以有效地为设计、施工与支护方案的改进提供依据,而且可以用于优化隧道二次衬砌时间。为围岩分类、大变形预测、岩爆预测、岩石松动圈预测及反分析等提供依据。     

国务院安委会办公室召开隧道施工安全专题会

<正>本刊讯2014年9月4日,为深刻吸取今年以来隧道施工事故教训,深入分析隧道施工安全生产存在的突出问题和薄弱环节,研究部署进一步强化隧道施工安全生产工作,国务院安委会办公室召开了隧道施工安全专题会议。国务院安委会办公室副主任、国家安全监管总局副局长王德学主持会议并对相关工作进行了部署。王德学指出,近几年来,隧道施工重大事故时有发生,特别是2014年以来,涉及10人以上的险性隧道施工坍塌事故频繁发生,暴露出一些突出矛盾和问题。主要是:隧道水文地质条件复杂、各类灾害严重;隧道建设规模快速扩大,管理力量严     

在线极限学习机在岩爆预测中的应用

为有效预测地下工程岩爆的发生及烈度,结合地下工程岩爆的特点,分析岩爆影响因素及相关判别依据,选取围岩最大切向应力σ与岩石抗压强度σc之比σ/σc、岩石抗压强度σc与岩石抗拉强度σt之比σc/σt以及弹性能量指数Wet为判别因子,引入在线极限学习机理论,建立了岩爆预测的OS-ELM判别模型。以搜集到的国内外15组工程岩爆数据进行训练建模,训练完成后将样本数据做输出预测,得到模型的预测精度达97.98%,并与SVM、BP模型进行对比分析,结果表明,OS-ELM模型精度优于SVM和BP模型。利用该模型对国内两处隧道岩爆情况进行预测,结果与实际情况基本相符。研究表明,OSELM判别模型在岩爆烈度分级上具有良好的适用性和有效性。     

基于不同指标无量纲化方法的岩爆预测模型优选

为研究不同指标无量纲化方法对岩爆等级预测模型精度的影响,提高岩爆预测准确率,选取应力系数、脆性系数和弹性能量指数作为预测指标。基于104组岩爆实例大样本数据,采用统一极差处理法、差异化极差处理法、平均化处理法和归一化处理法4种指标无量钢化方法,对预测指标的原始数据进行处理,建立不同的岩爆预测距离判别模型并进行工程实例应用。研究结果表明:基于平均化处理法的岩爆预测模型的回判准确率高达97.1%;对不同矿山、隧道和水电站的6个工程实例的预测结果符合实际情况,说明其是一种准确率高、方便实用的岩爆预测模型。     

基于粗糙集和加权灰色关联分析的岩爆预测

本文选取影响岩爆发生的五项指标作为岩爆预测的关键影响因素:最大主应力、单轴抗压强度、岩石点荷载强度、岩体完整性系数和弹性变形指数。通过采用粗糙集理论确定岩爆预测影响因素的权重,利用加权灰色关联分析对某工程的岩爆发生情况进行了预测。预测的结果与现场实际状况相吻合,说明运用该方法预测岩爆是合理的。     

爆破冲击荷载下隧道振动特性与安全性评价研究

隧道工程爆破施工引起衬砌结构以及地表建筑物破坏时有发生,研究隧道工程爆破振动效应以及安全性评价方法,对确保隧道工程施工安全十分重要。基于三维动力有限元分析方法,以某城市双连拱隧道工程爆破施工为例,探讨爆炸冲击荷载作用下隧道围岩介质动力响应特征。研究表明,爆破冲击对周围介质的影响具有时间滞后和累积损伤效应,只考虑爆破瞬时最大振动波速对围岩介质以及地表建筑物的影响不能真实反映爆破影响的实质。同时结合具体工程对地表建筑物爆破安全评价方法进行分析研究,建议将现代数值分析方法应用于复杂条件下隧道爆破安全性评价工作。     

应用BP神经网络进行隧道围岩快速分级

在隧道施工过程中,为准确、及时地进行围岩快速分级,引入BP神经网络方法,通过制定快速分级参数标准,对已经开挖的隧道工作面按照隧道围岩分级规范进行分级,并测量其快速分级参数,将围岩分级的结果与其对应的快速分级参数建立BP神经网络的训练集合,从而得到围岩分级模型。最后测量正在开挖隧道工作面的快速分级参数,并提供给模型进行判别,从而达到快速、精确分级目的。通过某隧道围岩样品实例验证,该模型判断结果与实际施工情况吻合,可用于指导施工阶段的隧道围岩快速分级。     

高应力下硬岩巷帮钻孔爆破卸压动态模拟

钻孔爆破卸压是转移或释放高地压的有效措施。采用显式非线性动力分析有限元程序ANSYS/LS-DYNA与快速拉格朗日有限差分程序FLAC3D相结合的方法,动态模拟了硬岩巷帮钻孔爆破卸压过程,分析了不同施工条件对卸压效果的影响。结果表明:合理的钻孔深度处于支承压力峰值与支承压力区边界之间的中部位置;装药量越大,支承压力峰值降低越明显,装药量上限应确保爆炸产生的损伤区与巷道已有损伤区不贯通;钻孔间距越小,支承压力峰值降低越明显,钻孔间距下限应满足在确保不扩大巷道已有损伤区范围的前提下,钻孔之间能够形成基本贯通的塑性带。     

TBM 在不良地质地段的安全通过技术

主要论述了TBM (隧道掘进机 )安全通过不良地质地段的方法步骤及辅助措施 ,并介绍了坍塌、岩爆、涌水、软弱地层、膨胀性围岩等常见不良地质情况 ,对TBM施工安全的影响及相应处理措施 ,以供工程技术人员参考。     

不同施工顺序对陡坡偏压小净距隧道围岩稳定性的影响研究

为了研究陡坡偏压条件下不同施工顺序对小净距隧道围岩稳定性的影响,结合工 程实例,考虑“先浅后深”与“先深后浅”两种施工顺序,通过有限元软件ABAQUS建立 三维弹塑性分析模型进行了施工全过程数值模拟,重点分析了不同施工顺序对地表边坡 、拱圈特征点围岩以及中夹岩柱的影响,并计算了不同施工顺序下的隧道开挖安全系数 。结果表明:先施工深埋侧隧道会加剧围岩整体偏压效应,并会对中夹岩柱处围岩产生 往返的扰动,不利于围岩稳定性的控制,且先开挖浅埋侧隧道的安全性高于先开挖深埋 侧隧道。     

某公路隧道围岩稳定性及支护方式分析

跟踪某隧道施工,进行地质素描和节理统计,通过赤平投影分析节理发育分布规律,建立岩体结构模型;根据隧道围岩结构模型,运用离散元分析方法计算围岩稳定性,并结合现场塌方分析围岩破坏模式。通过离散元分析及时支护和无支护情况下围岩稳定性,探讨钢格栅锚杆组合进行初次支护的力学机理;根据现场钢格栅承受压力和隧道收敛监测,分析某隧道施工中围岩和支护体系的稳定性,总结出隧道施工中安全事故的主要原因,并给出合理的支护建议。     

油气田瓦斯隧道开挖掌子面围岩安全厚度研究

为降低油气田区隧道施工风险，以龙泉山隧道为依托，采用数值模拟方法对隧道开挖掌子面前方围岩安全厚度进行分析，并结合现场监测数据对所得结论进行验证。研究结果表明:隧道施工使隧址区围岩应力重分布，且应力变化与围岩距掌子面距离L有关，当L≤0.75D（D为隧道净高）时，围岩处于应力释放区；当0.75D相似文献   

Blast phenomena in urban tunnel systems

Traffic infrastructure in urbanised areas is increasingly projected in tunnels underground or covered over, these days. A consequence is that in case of an incident with hazardous materials the safety level for fellow road users in tunnels is considerably less than it is in surface infrastructure. To reduce the consequences of incidents for fellow tunnel users, urban tunnels are sometimes interrupted by open spaces of limited length. Open spaces allow, for instance, the release of smoke in case of a fire. In this way, possible lethal effects are limited to the tunnel section in which the incident occurred. To what extent an open space may also be effective in the mitigation of blast effects from an explosion in a tunnel system is subject of this paper.

To this end, the blast effects originating from the rupture of a 50 m³ LPG pressure vessel in an urban tunnel system have been computed by numerical simulation. The results show that an open space in a tunnel system has a significant mitigating effect on the blast effects indeed. However, as a consequence of the ingress of a high-velocity jet flow that follows on a primary blast wave, a second blast wave develops in the tunnel section following on an open space. The strength of this second blast wave is not very dependent on the length of the open space. It shows that an open space in a tunnel system may not always limit the lethal effects of explosion incidents in tunnels to the tube in which the incident occurred. The second blast wave in the tunnel section following on an open space may have lethal consequences for fellow tunnel users by car window failure.     

小净距偏压隧道在特殊素填土施工顺序研究

在较特殊素填土中,为能更好地确定在相同的施工方法下,不同的施工顺序对改善隧道围岩变形和衬砌内力的影响,文章重点以重庆曾家岩浅埋暗挖隧道为依托,运用二维数值模拟分析,研究在特殊回填土下,隧道不同施工顺序引起的围岩变形、衬砌内力变化、塑性区分布规律.从数值模拟结果可以看出,不同施工顺序下,围岩变形、衬砌内力、塑性区分布存在...     

爆炸冲击波在多级穿廊结构坑道内传播规律的数值分析

数值模型尺寸参照总参工程兵科研三所所建的穿廊结构坑道实体模型,采用ANSYS/LS-DYNA建立三维穿廊端部不同开闭的数值模型,得出冲击波在多级穿廊结构坑道内的传播规律,并与长直坑道内爆炸冲击波传播规律进行对比分析。结果表明多级穿廊结构端部开放坑道对爆炸冲击波的削弱作用非常显著,一级穿廊结构削弱冲击波强度62％,级数越高,削弱效果越明显;端部封堵时冲击波反射效果明显。