基于地质信息的地铁隧道施工风险预警系统研究

针对地铁隧道工程施工事故多、风险大的特点,以武汉地铁矿山法区间隧道为例,对地铁隧道施工风险预警系统进行了研究与设计。以风险评估理论为基础,以模糊数学综合评判法为手段,通过对地质信息、施工信息和监测信息的获取与分析,对地铁施工的风险进行综合预测预报,并及时反馈,以减少隧道施工过程中的盲目性,降低隧道施工的风险。     

岩溶隧道地质预报的几种主要方法及应用研究

研究目的:我国是世界上岩溶分布面积最广的国家之一,岩溶分布纵深横广,除了形成北方以山西为中心、西南以贵州为中心的两片面积瞩目的岩溶高原外,还有着更为广阔的地理环境跨度。最新统计表明,裸露于地表的碳酸盐岩面积约203万km2,加上埋藏型碳酸盐岩,总面积达365万km2,超过我国国土面积的1/3。宜万铁路、关角隧道等项目的岩溶隧道的施工实践揭示,复杂岩溶隧道施工风险极高,而超前地质预报是化解复杂岩溶隧道施工安全风险的龙头措施,但因预报目标不同,所使用的方法明显有异,因而研究岩溶地质预报的适应性方法(手段)及准确度极其必要。研究结论:(1)本文通过对宜万铁路、关角隧道、云贵铁路等多个项目的复杂岩溶隧道综合超前地质预测预报工作进行调研,对岩溶地质预测预报的几种主要方法的耗时及准确度进行了分析,论述了基于岩溶地质预报的几种主要方法的适应性及成果准确度;(2)提出了按风险评估等级的各类地质预报系统的组成要件;(3)该研究成果对今后提升岩溶地质预报技术和岩溶隧道安全施工技术具有借鉴和实用价值。     

七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用

为了降低岩溶隧道施工风险,基于地质调查法、多种物探法和超前钻探法相结合的综合超前地质预报方法,并在此基础上设计岩溶隧道“七步法”超前地质预报方案,用于探测岩溶隧道的工程、水文地质条件。在张吉怀高铁永顺隧道的实际应用表明,该方法可精准定位掌子面前方不良地质体空间范围与位置,提高预报精准度,降低施工安全风险,同时方便技术人员进行系统自检,查漏补缺。研究结果表明,“七步法”超前地质预报实现了多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合预报目标,可较好地解决岩溶超前预报难的问题,为岩溶隧道的安全施工提供技术支持。     

宜万铁路岩溶隧道地质综合超前预报技术

全面介绍宜万铁路岩溶隧道施工阶段综合超前预报的实施情况。通过对国内外隧道工程施工地质预报技术发展现状的调研,结合宜万铁路工程地质特点,确定宜万铁路岩溶隧道采用"地质—物探—钻探"的综合预报原则,选定地质素描、地震波法、地质雷达、深孔水平钻探、加深炮孔5种超前预报方法。首次系统构建了一套基于岩溶隧道风险分级和施工地质分级基础上的岩溶隧道地质超前预报模式,并把地质超前预报首次纳入工序管理,对宜万铁路岩溶风险隧道的顺利建成起到了关键性的作用,对今后岩溶隧道工程超前预报技术有较大的借鉴价值和指导意义。同时对5种预报方法在现场的实施情况及技术提高方面的问题进行了探讨。     

西成客专房家湾隧道白云岩岩溶治理研究

房家湾隧道砂质白云岩节理裂隙发育,沿节理裂隙岩溶发育且情况复杂、隐蔽,围岩稳定性差,隧道结构安全及运营安全风险较大。针对存在的较大安全风险隐患,为保证隧道施工和运营安全,通过超前地质预报、综合补充勘察技术探查岩溶发育情况。采用综合预加固措施提高围岩自承能力,在地表沟谷铺砌封堵地表水下渗,动态优化隧道衬砌结构、防排水系统和基底处理方案设计,增设泄水洞确保隧道施工及长期运营安全,为类似工况铁路隧道工程施工提供参考。     

岩溶隧道综合超前地质预报技术应用

岩溶水文地质条件复杂多变,单一预报方法难以全面预报岩溶地质信息,导致施工中突水突泥事故频发。本文提出了一套以TSP作为长期预报关键技术初判,地质雷达和红外探水作为短期预报关键技术准确预报,同时结合地质素描综合判断法和水平地质钻探辅助验证的综合超前地质预报技术方案。应用结果表明,此岩溶隧道综合超前地质预报技术能准确预报前方一定范围内岩溶发育特征和位置,能有效保证岩溶隧道施工安全,可为类似岩溶隧道工程建设提供借鉴。     

综合预报和地质补勘技术在马鹿箐隧道中的应用研究

马鹿箐隧道地质极为复杂,多次遭遇岩溶溶腔特大型突泥突水,为目前世界铁路建设史上瞬间突涌水量最大的隧道,其工程艰巨程度和安全风险之大实属罕见,受到国内外工程界的高度关注。主要针对马鹿箐隧道"1.21"溃水前后,对PDK255+978溶腔段实行的一系列超前地质预测预报技术进行了详细介绍,并对技术实施过程中的重点和难点进行了分析与研究,总结了针对高压富水隐伏岩溶隧道的综合超前预测预报技术方法和综合的地质分析方法,为今后类似岩溶隧道修建中的预测预报工作提供了借鉴与参考。     

岩溶风险隧道监理工作控制要点分析

可溶岩地区隧道施工存在突泥突水、围岩变形、塌方、沉陷等诸多风险因素。通过贵广铁路岩溶风险隧道施工现场监理工作实践,介绍了在可溶岩地区铁路隧道施工监理工作中,应重点注意的综合超前地质预报、风险评估、专项施工方案及专项应急救援预案等关键事项;对岩溶风险隧道开挖、初期支护、施工防排水、衬砌、围岩监控量测等各工序的监理工作控制要点进行了详细阐述;同时介绍了在实施现场监理的过程中,为了保证岩溶风险隧道施工安全及质量,监理单位应该采取的监控手段、监理工作方法及措施。     

高风险隧道施工安全预警管理系统研制与应用

针对高风险隧道施工安全存在的诸多难点,以中川铁路九合二号高风险隧道施工安全管理为平台,应用信息技术和隧道模型仿真技术搭建高风险隧道施工安全预警管理系统,实现隧道的"可视化建造"和"安全风险的可视化预警管理"。在实际应用中,通过地质勘探报告、超前地质预报、监控量测数据的指标化存取和量化分析,融合风险评估报告、现场异常报告、专家远程支持等资源构建风险识别的参数化模型。系统具备开放性工程项目资料管理、多媒体隧道工程知识库等相关的应用性、扩展性和推广性功能。     

岩溶隧道施工技术研究与应用

通过渝怀铁路金洞隧道和旗号岭隧道岩溶地段的施工 ,利用综合超前地质预测预报手段确定隧道岩溶处理的原则 ,岩溶危害性评估与处理对策 ,从而达到减少施工盲目性 ,确保工程施工和工程结构安全稳定的目的。     

人工地层冻结技术在我国城市地下工程中的兴起

以作者亲历的开创性的典型工程,展示了人工地层冻结近10年的发展历程。杨树浦水厂基坑冻结围护工程的独特大胆引用、北京地铁隧道水平冻结的技术攻关,上海、广州地铁隧道水平冻结技术的深化和完善,历史的机遇和从事地下工程建设的科技人员的不懈努力和艰苦奋斗,使得我国人工地层冻结技术跨越到一个新台阶。地层冷冻技术就像技术海洋中的一滴,映射出我国改革开放年代科学技术的蓬勃发展的光辉。     

壁板坡特长隧道施工通风的影响因素分析

特长隧道通风是目前隧道工程建设中的难点,为分析影响带平导特长隧道施工通风的主要因素及其规律,以沪昆客运专线壁板坡特长隧道为工程背景,分析隧道施工时的通风系统和洞内外空气质量的监测数据,并结合目前对隧道施工通风影响因素的研究成果,总结影响特长隧道施工通风洞内空气质量的主要因素及其特征,包括洞内外的温度差、通风方案、施工组织和掘进方法,以达到合理组织隧道施工与优化通风的目的,为类似特长隧道的施工通风及其优化提供参考依据。     

地铁车站施工对临近地铁隧道的保护技术

针对目前越来越多的基坑工程涉及到对既有地铁区间隧道的保护,以上海轨道交通11号线愚园路站为工程实例,介绍了为保护临近的上海轨道交通2号线区间隧道所采取的一系列设计和施工技术措施,如:将大基坑划分为小基坑进行施工,采用框架逆筑法,采用钢筋凝土支撑与钢支撑相结合的支撑体系,重视监测等.旨在提出一套系统的保护方案,从而指导以后类似工程的设计和施工.     

苏州轨道交通1号线隧道设计施工方案的分析研究

介绍了苏州1号线的沿线地质情况和盾构隧道设计施工方案.对苏州盾构隧道设计、地质参数选用、盾构机选型、建筑物和管线施工保护措施、防水设计和施工组织等作了简要介绍并提出了一些看法和建议,可供类似工程设计施工时参考.     

既有铁路下软弱地层盾构隧道施工加固方案

以上海轨道交通9号线R413项目盾构隧道下穿沪杭铁路线施工方案为背景,运用有限元数值模拟,就注浆和不注浆加固两种方案,分析了盾构法施工对地表变形造成的影响,提出合理的施工方案。     

盾构在小半径曲线下穿越建筑物的施工技术

随着盾构法施工在城市地铁隧道中的应用,使得在盾构法施工中面临到的环境也越来越复杂.以上海市12号线东兰路站～虹梅路站区间隧道为工程实例,介绍了一些在盾构施工中面临小半径曲线下穿越建筑物的施工技术,对在施工过程中遇到的难点、重点进行了分析,提出了一些解决方法,对以后类似工程有一定的借鉴作用.     

软土复杂环境下盾构法隧道防水与堵漏技术

从隧道的线形情况、软土地质情况、埋深、盾构姿态控制、管片拼装质量控制等方面分析了复杂环境下的盾构隧道渗漏的原因.并根据上海轨道交通12号线某区间盾构隧道工程实践,提出了盾构在复杂环境下渗漏的预防措施和堵漏治理措施.     

基坑开挖引起下卧地铁区间隧道上浮控制研究

基坑开挖对其下部的地铁区间隧道有明显的影响.上海轨道交通7号线浦江南浦路站--浦江耀华路站区间的中间风道基坑工程位于地铁区间隧道的上方,坑底距隧道顶的最小距离仅为9 m.基坑开挖对该地铁区间隧道上浮影响的分析与计算成为该工程的关键.为此建立了该基坑工程的数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁区间隧道上浮的影响:下行隧道上浮较上行线要大.提出了相应的控制措施:地铁区间隧道变形值超过允许值,需对隧道周围土体进行加固处理,或者采用堆载的方法.建议加载大小为160 kN/m2;若采用坑底加固的方法,加固弹性模量为30 MPa.     

双圆隧道二次注浆对结构的影响研究

上海轨道交通2号线东延伸段的川沙站到凌空路站,采用双圆盾构进行施工,运营期内持续沉降,后采用双液注浆的方式进行沉降治理。对双液注浆期间对结构会产生怎样的定量影响,及双液注浆完成后,加固体对衬砌的反作用力是否能保证衬砌结构的安全等问题,进行了详细的分析和计算,为注浆治理沉降工作提供理论依据。     

新建与既有地铁隧道正交段施工力学行为研究

研究目的:以深圳地铁3号线盾构隧道下穿1号线既有隧道为工程背景,利用FLAC3D软件进行有限元数值模拟施工三维力学行为,探讨施工过程地层应力的变化幅度及影响范围、结构内力及结构安全性,提出确保新建隧道施工和既有隧道运营安全的措施和建议。研究结论:在施工阶段既有隧道附加应力的分布均为以下洞中心线为中心对称轴成左右对称状态,下洞施工过程中会引起既有隧道的沉降和附加应力的增大,目标面盾构隧道管片衬砌最大内力值的位置都在下洞两侧拱腰管片衬砌,应对上下两洞间的地层及时注浆进行加固。当施工结束时,目标面盾构隧道管片的主应力值达到最大。