隧道洞口段危岩崩塌落石冲击风险评价研究

研究目的:西南山区隧道进出口段往往位于沟谷,地形切割强烈,洞口仰坡易发生崩塌落石灾害。为评价落石灾害风险,本文建立新的隧道洞口段危岩落石风险的综合评估流程以及多指标综合评估模型,克服以往确定指标权重时人为因素影响较大的缺陷,为今后隧道洞口坡段落石灾害治理决策、落石计算和防治工程等设定风险等级提供依据。研究结论:(1)将可拓学理论引入隧道洞口危岩落石风险评估中,建立了隧道洞口危岩落石风险的可拓综合评估流程,构建了落石风险的多指标可拓综合评估模型;(2)对定性指标做定量化处理并对评价指标进行归一化处理,使得评估指标具有可比性,并提出用简单关联函数确定各指标权重;(3)构建了隧道洞口危岩落石风险分级的物元可拓模型,将落石风险等级定为极低风险(Ⅰ)、低风险(Ⅱ)、中等风险(Ⅲ)、高风险(Ⅳ)与极高风险(Ⅴ)五类,通过工程实例验证并利用层次分析-模糊数学综合评价法进行对比,验证了该评价模型的评估结果是合理的、可行的;(4)本研究结果可为落石风险评估提供一种新的思路。     

基于优度评价法的艰险山区铁路隧道安全等级判定探讨

艰险山区铁路隧道在施工过程中可能同时存在塌方、瓦斯爆炸等多种灾害风险,针对隧道自然特征属性,基于可拓优度评价法,引入梯形模糊数层次分析法确定各评价指标的权重系数,在物元模型的基础上建立艰险山区铁路隧道的安全等级判定模型,以便于后续施工中采取合理的施工技术。对渝黔铁路新凉风垭隧道进行安全等级判定,其结果为极不安全(Ⅴ级),现场地质勘查等资料表明,可拓评估在艰险山区铁路隧道安全等级判定中有着较好的适用性。     

基于组合赋权-未确知测度理论的地铁隧道围岩质量评价

为了合理确定地铁隧道围岩质量等级,引入未确知测度理论建立了地铁隧道围岩质量评价模型,并选取岩石饱和单轴抗压强度、变形模量、质量指标、地下水、岩体抗剪强度、结构面摩擦系数等6项指标作为未确知测度模型的判别指标。以杭州地铁1号线为例,构造各指标的未确知测度函数,同时利用粗糙集优化层次分析法和改进的熵值法确定各指标的组合权重,依照置信度识别准则对围岩质量等级进行识别,并对其危险性程度进行排序,最后得出围岩质量分级的评价结果。将围岩质量分级的评价结果与现场评价和云模型评价结果进行对比分析,评价结果基本符合实际情况。研究表明,该方法评价过程合理、结果可靠,为地铁隧道围岩质量评价提供了一种新思维。     

基于数据场聚类的拉林铁路隧道施工风险评估

为了明确高寒地区复杂的施工环境以及恶劣的气候条件对拉林铁路隧道施工带来的风险所属等级,提出一种基于数据场聚类的隧道施工风险评估模型。针对拉林铁路隧道工程的施工特点,分析隧道施工主要的施工风险与固有风险,构建符合拉林铁路地质特征的隧道施工风险评价指标体系。使用模糊评语集对风险指标进行风险概率和风险损失描述,对描述结果进行定量转化后,用基于数据场的高斯混合模型聚类确定各风险因素等级。运用该模型对位于拉林铁路的巴玉隧道施工风险进行评价,并与传统的K-means聚类结果进行比较,证明高斯混合模型的评价结果更加精准。     

新建隧道双侧近接既有隧道施工风险评价研究

研究目的:浦梅铁路新建隧道双侧近接既有浅埋偏压隧道工程的不良地质问题突出,近接形式独特,施工风险影响因素复杂多样。为合理评价近接既有隧道工程的施工风险,本文对经典可拓法进行改进,提出专门针对新建隧道双侧近接既有隧道工程的施工风险评价模型,并以浦梅铁路双侧近接段作为算例进行验证。研究结论:(1)在经典可拓法的基础上引入层次分析法进行权重计算,并通过距离函数确定评价指标的综合权重,可提高评估结果的合理性;(2)建立了完整的新建隧道双侧近接既有隧道施工风险评价模型,构建了对应的风险评价指标体系,通过关联函数和综合权重实现施工风险等级评定;(3)利用建立的评价模型对浦梅铁路双侧近接工程实例进行风险评价,得出其施工风险等级为3. 4级,属于"高度风险"偏向"极高风险";(4)本研究结果可为新建隧道双侧近接既有隧道风险评价提供借鉴。     

BP神经网络法预测隧道瓦斯突出的模型与实例

研究目的:目前隧道煤与瓦斯突出预测主要采用煤炭的常规接触式预测方法,如综合指标法、钻屑指标法等,但隧道与煤巷在断面大小、施工支护等方面有诸多不同,照搬煤炭预测方法并不一定能取得预期效果。本文根据煤与瓦斯突出综合作用假说,借鉴BP神经网络原理,对隧道瓦斯突出的多指标神经网络综合预测进行探讨,确定突出的评价指标,构建神经网络预测模型,通过神经网络模型的训练和回判,综合评价预测煤与瓦斯突出危险性。研究结论:(1)在综合分析突出影响因素基础上,基于瓦斯突出综合作用假说机理,提出了BP神经网络预测隧道煤与瓦斯突出危险性的方法;(2)选取瓦斯压力、地质构造、隧道埋深、煤的坚固系数、煤体结构类型及瓦斯放散初速度作为突出评价指标;(3)采集矿井突出样本进行神经网络模型的训练及回判,通过对已建成瓦斯隧道进行判别,判别结果与实际相符,验证了矿井突出样本应用到瓦斯隧道的突出预测可行性;(4)通过BP神经网络对成贵高铁7座高瓦斯隧道进行预测判别,表明玉京山隧道C5、C6煤层具有突出危险性,其他6座隧道无突出危险性;(5)本研究成果可为瓦斯隧道设计与施工提供借鉴。     

基于可变模糊集理论的铁路隧道塌方风险评价

为准确预测铁路隧道塌方风险等级,避免塌方事故的发生,建立铁路隧道塌方风险评价可变模糊集理论模型.从工程地质、勘察设计、施工技术与管理3方面分析隧道塌方的风险因素,建立共10个2级评价指标的铁路隧道塌方风险评价指标体系,分别运用改进G2法和改进CRITIC法对评价指标进行主、客观赋权,运用博弈论组合赋权法对权重分配结果进行优化,通过可变模糊评价法结合岩山隧道工程实例验证评价模型可行性.研究结果表明:岩山隧道各区段塌方风险等级均在2级与3级之间,隧道整体风险在中等风险与高等风险之间,评价结果与工程实际情况吻合,说明该模型在铁路隧道塌方风险评价具有一定适用性.     

地铁盾构法隧道贯通测量风险分析与控制

为研究盾构隧道贯通测量的风险分析方法,以苏州轨道交通4号线盾构隧道贯通测量项目工程为依托,借助风险分析理论,应用专家调查法结合灾害风险评估矩阵法(R=P×C)对调研的地铁盾构隧道可能存在的贯通测量风险进行识别、估计与评价,发现苏州轨道交通4号线盾构贯通测量项目存在隧道空间基准不统一、隧道定向测量、盾构穿越文保建筑沉降监测和隧道洞门钢环检测4个测量风险因素,评定出整个盾构隧道贯通测量的风险等级为Ⅱ级,并根据评估结果提出相应的风险控制措施,以降低和控制盾构隧道贯通测量的施工风险。研究结果有效控制了苏州轨道交通4号线盾构隧道的测量风险,可为类似工程的测量风险分析和控制提供借鉴。     

隧道洞口坡段落石灾害危险性等级评价方法

出于隧道洞口坡段落石灾害防治决策的需要,针对铁路和公路的隧道洞口及交通运营特点,从落石致灾可能性(包括危岩崩落可能性、落石达到洞口区域可能性)和致灾严重性2个方面对落石灾害危险性等级进行综合评价,据此定义隧道洞口坡段落石灾害危险性分级指标,并在量化评分各影响因子的基础上,建立隧道洞口区域落石灾害危险性等级评价方法。将该方法用于8个隧道洞口的落石灾害危险性评价,结果表明该方法能够满足落石防治决策需要,并可为落石运动路径、速度、动能等计算设定风险等级。     

隧道瓦斯灾害危险性评价初探

研究目的:随着我国基础交通的建设和发展,穿越煤系地层和赋存瓦斯的隧道越来越多,隧道施工瓦斯灾害事故也在不断地增加,因此需研究符合隧道工程特点的瓦斯灾害危险性评价体系。研究结论:本文在研究我国大量已有瓦斯隧道的基础上,通过对影响隧道瓦斯灾害危险性的地质因素、瓦斯因素和施工时人为因素等研究,初步建立了一套较为完善的隧道工程瓦斯灾害危险性评价技术方法体系。该体系包括瓦斯隧道分级评价、瓦斯隧道施工危险性评价、瓦斯隧道施工掌子面突出危险性评价3个层次,从而保证了在隧道选线、设计、施工阶段均能实现对瓦斯灾害进行快速、准确的评价,进而采取相应的工程防治措施。     

基于PCA-改进RBF神经网络模型的铁路隧道突水风险评价

为了准确预测铁路隧道突水风险等级,降低隧道施工过程中的突水灾害风险,结合相关规范,在调研分析影响隧道突水灾害的风险因素集的基础上遴选13个因素构建评价指标体系。利用主成分分析法对突水风险评价指标提取主成分并实现降维,模糊C-均值聚类算法计算RBF神经网络的中心,梯度下降法修正权值和方差,并将分析后得到的主成分作为改进RBF神经网络评价模型输入向量,建立了基于PCA-改进RBF神经网络铁路隧道突水风险评价模型。最后结合天秀山隧道对该模型预测效果进行验证,评价结果与实际情况相符。实例研究表明:该模型合理可操作,相比于其他方法准确率更高、训练更快、均方误差更小,为类似铁路隧道预防突水灾害事故提供了一种新的途径和借鉴。     

基于GAHP的铁路大雪灾害风险模糊综合评估

为了准确评估铁路大雪灾害风险,提出一种基于群决策层次分析法的铁路大雪灾害风险模糊综合评估模型。首先,详细分析铁路大雪灾害风险因子,建立铁路大雪灾害风险评估量化指标体系,采用改进的群决策层次分析法获得各指标权重;其次,引入和改进模糊综合评价模型,通过计算最大隶属度原则的有效度,综合采用级别特征值公式和置信度准则确定铁路大雪灾害风险评估级别;最后以某铁路区段为例进行风险评估。结果表明,模型合理可靠,能更准确地判定风险级别。     

复杂隧道煤层瓦斯探测与施工技术

结合沪昆客专贵州段斗磨隧道平导煤层施工工程实例,提出了隧道施工煤层瓦斯段探测及施工方法,并详细介绍了该方法操作要点,判定依据和参数,实践中该方法准确判定煤层位置,瓦斯情况,为瓦斯隧道施工提供了充分的地质依据,对确定开发支护方案起到至关重要的作用,保证瓦斯隧道安全施工,对类似工程具有一定的借鉴作用。     

基于云模型的隧道突水突泥风险评估

突水突泥灾害是隧道施工最常见的事故类型之一,构建基于云模型的突水突泥风险评估模型,以指导隧道施工组织中的灾害预防工作。从水文条件、地质条件和气候条件三个方面展开研究,建立风险评估指标体系。针对评价指标模糊性与随机性的特点,应用逆向云发生器生成风险云特征数字,应用正向云发生器生成风险云与标准云对比图,表征突水突泥和各级评价指标的风险状态。以某隧道为工程背景进行计算,该隧道突水突泥综合风险等级为高,风险不可接受,需进行管理决策,规避转移风险;夏季雨水集中,极易引起大气降雨向地下运移,造成大规模的突水突泥灾害;评估结果与工程实际基本一致,可为灾害预防工作提供理论依据。     

瓦斯突出隧道揭煤施工技术

介绍六沾铁路复线瓦斯突出隧道的超前地质预报、瓦斯突出性预测、揭煤防突工艺和关键技术,以及施工过程中对瓦斯浓度的监控和通风措施,以此保证了瓦斯突出隧道施工的安全。     

长大公路隧道运营安全综合评价研究

为提升长大公路隧道安全运营潜势,根据隧道运营环境特点,提出分段评价思想,运用Delphi法建立了隧道各区段运营安全综合评价指标体系,运用乘积标度法分别确定了各指标权重;根据模糊综合评价理论,提出了适用于长大公路隧道的主、客观相结合,定量分析为主的综合评价方法,并且建立了基于评价结果的响应机制。最后,通过某特长隧道的实践验证,表明该综合评价方法能够真实地反映出隧道运营安全态势,而建立的响应机制也能合理地评判评价结果。     

地铁盾构进出工作井的施工风险

进出工作井是盾构法施工中的一个事故多发环节.以上海轨道交通9号线1期桂林路站至宜山路站区间隧道工程为依托,采用层次分析法建立风险指标体系,基于多层次模糊综合评判模型进行风险评估,得到盾构进出工作井的主要环节的风险因素、风险等级及风险的模糊分布,结论对指导实际施工、保护周围环境、规范施工管理、减少社会及经济损失均有参考意义.     

盾构隧道人员进仓作业危险性分析与评价

为有效控制隧道施工中存在的重大危险源,预防、减少生产安全事故,以盾构隧道人员进仓作业为例,采用模糊综合评判法等方法对其主要危险性进行了分析研究和评价。结果表明,该法能较好地解决实践中难以对评价对象进行量化评价的矛盾,并具有较强的可操作性。     

铁路隧道震害评估中标度法及权重值的确定研究

基于层次分析法原理,建立了铁路隧道结构构造和常见震害形式的层次模型,通过采用1-9标度法、9/9-9/1分数标度法、10/10-18/2分数标度法、20/2~28/2指数标度法、90/8~98/8指数标度法等5种方法分别构建判断矩阵,借助Matlab软件求最大特征值λmax后,运用计算一致性指标(CI)和平均随机一致性指标(RI),得出计算一致性比例CR指标值,对5种常用权重值计算方法的适用性进行检验。研究表明:在铁路隧道地震灾害损失定量评估时,采用9/9~9/1分数标度法计算权重值较为快速、准确、合理、便捷,可作为铁路隧道灾害定量损失评估权重值的计算依据。