岩溶隧道安全设计、施工与管理

研究目的：渝怀线圆梁山隧道、宜万线马鹿箐隧道发生了重大工程灾害，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，如何有效地解决岩溶隧道的施工安全，已受到铁道部各级领导高度重视。本文主要介绍了岩溶隧道的安全设计、施工与管理的各环节，以期对今后岩溶隧道的安全修建提供借鉴。 研究方法：结合以往隧道施工中的经验与教训，对岩溶隧道风险等级进行划分，并对岩溶隧道的安全要素进行剖析，研究各安全要素的主要内容。 研究结论：为规避岩溶隧道风险，设计、施工和管理各环节都应进行风险辨识，制定相应的风险对策：设计阶段，应对岩溶隧道进行风险等级划分，并依此进行相应的必要设计；施工阶段，应加强安全培训，将施工原则、施工方法、风险辨识、逃生系统有效地贯穿于施工过程中；对复杂的岩溶隧道应进行超前预测预报专项化管理，对岩溶的治理应进行程序化、制度化和专项费用管理。     

大方山隧道岩溶水分带综合分析

研究目的:岩溶发育的垂直分带性已得到普遍认同,目前多数研究主要集中在分带现象的描述及如何规避岩溶风险进行选线上,而针对实际工程项目如何进行分带,采用何种方法进行分带的研究则较少。本文通过对大方山岩溶隧道采用工程地质及水文地质调绘、物理勘探、钻探等综合勘察方法,对隧道所在位置地下含水的强弱,泉点、暗河、岩溶洼地之间地下水相互关系,岩溶地下水的补给、径流、排泄条件,雨季、旱季岩溶洼地及隧道洞身地下水位测量等进行综合分析,以确定隧道所处分带。研究结论:(1)岩溶地下水分带应根据岩溶发育情况采用综合手段开展,遵循遥感、地质测绘、物探、钻探、监测、测试等各项工作的程序,循序渐进,相互配合;(2)大方山隧道岩溶段落地下水可划分为季节交替带和水平循环带;(3)根据地下水分带结果结合水文地质单元及选用相应的计算方法预测隧道涌水量,对施工时涌水、突泥风险进行预判;(4)本研究成果可对岩溶地区隧道所处地下水分带、涌水量计算方法的选定以及水量预测提供指导作用。     

齐岳山高风险隧道施工技术

研究目的:齐岳山隧道是宜万铁路8座Ⅰ级高风险隧道之一,地质条件复杂,不良地质多,施工风险大.如何有效的防范和规避施工高风险,化解不良地质灾害,保证施工安全和工程质量,是摆在施工者面前的首要课题. 研究结论:高风险隧道施工要准确科学划分地质风险级别,做好超前地质预报、围岩监控量测和防灾报警措施,紧紧围绕易发不良地质灾害风险组织施工,选择有针对性的围岩预加固、开挖、支护、二衬施工方案和技术措施,可以有效地防范和规避施工高风险.     

南宁地铁2号线岩溶风险分析和处理原则

岩溶地区城市地铁修建过程中,岩溶地质灾害问题严重威胁着地铁施工和后期运营的安全,由于受到地质条件和人类工程活动等多因素影响,需要综合分析各影响因素的作用,进而制定岩溶处理原则。以南宁地铁2号线石子塘车站和石子塘站—大沙田站区间为例,分析岩溶洞穴几何特征以及空间分布规律,针对不同岩溶塌陷风险等级的影响范围和危险程度,确定相应岩溶处理原则。石子塘车站岩溶塌陷可以划分为高风险区、中等风险区、低风险区,其岩溶处理范围分别为隧道轮廓线两侧围护结构处基岩界面以下15、10、6 m,处理措施分别为采用注浆帷幕以及钻孔灌注桩+内支撑体系的围护结构,注浆帷幕以及围护孔和中立柱桩加固,注浆以及围护孔和临时立柱桩。基于不同岩溶塌陷风险等级的岩溶处理原则考虑岩溶场地的复杂性,具有较大实际工程意义,对今后岩溶地区城市隧道的施工有一定参考价值和借鉴意义。     

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。     

深埋隧道岩溶突水灾害的地质条件研究

研究目的:明确岩溶山区深埋隧道施工突水灾害形成的地质条件,给隧道施工地质超前预报工作提供技术基础。研究方法:在现场调研的基础上,对宜万铁路岩溶地区的隧道工程进行了多方面的分析。研究结果:得出了深埋隧道施工过程中揭露的深部岩溶地质特征,岩溶洞穴、管道的形成与地层岩性、岩层构造、褶皱形态、岩层产状、断层特征等岩性构造因素的相关性,以及岩溶地貌和地下水条件与隧道突水灾害的关系。研究结论:岩溶突水地质灾害可能发生的工程位置与岩性分异界面、岩层接触界面、褶皱核部转折端、断层等地质因素有密切关系,这些部位是大型岩溶洞穴可能出现的位置,因此隧道线路上这些地质位置也是岩溶突水灾害形成的可能部位。在此基础上提出了岩溶山区隧道施工过程中岩溶灾害危险地段的判定原则。     

基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价

研究目的:基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价,是将岩溶隧道突水风险因素定量化,通过数学运算计算出各风险因素相对于突水风险评估总目标的排序权重,并比较各风险因素之间权重大小,用于评价不同水文地质条件的岩溶隧道或岩溶隧道不同地段突水的风险性。研究结论:应用层次分析法对铁路岩溶隧道突水风险进行评价,解决了因人而异、人的主观性带来的偏差。以宜万铁路齐岳山隧道为例,论证了隧道得胜场地下河槽谷段及进口山地斜坡段分别为突水风险极高、高度地段,基本符合该隧道掘进过程中突水状况。     

岩溶地区地铁隧道盾构施工风险识别与评价研究

贵阳市地铁3号线盾构施工区间岩体内存在多处溶孔、垂直溶洞和溶蚀破碎带,在这种复杂地质条件下,盾构施工工期长且施工技术复杂。采用可考虑多因素的层次分析法对岩溶地区地铁隧道盾构法施工风险进行研究：首先,根据工程现场资料及专家咨询意见建立岩溶隧道盾构法施工风险评价指标体系,包括盾构掘进风险、周边环境风险、自然及地质风险3个一级指标,盾构机选型与刀盘、刀具选型和盾构进出洞加固等13个二级指标和相应风险源;然后,利用层次分析法分别计算各个风险指标权重,并结合专家打分法对岩溶隧道盾构法施工风险进行综合风险指数计算;最后,根据计算得到的风险指数确定隧道施工风险等级,并给出相对应的风险控制措施。将该风险评价模型应用于贵阳市轨道交通3号线农学院站—花溪公园站区间盾构法施工中,得到总体风险等级为Ⅱ级,该结果与现场施工情况基本吻合,说明该模型具有较好的实用性。     

宜万铁路岩溶隧道灾害及防治对策

结合在建宜万铁路隧道设计及施工过程中遇到的岩溶地质问题,根据岩溶的形成过程划分岩溶类型,进而对岩溶隧道灾害危险等级进行评价,提出岩溶隧道设计与施工过程应遵循的一般原则和防治对策。     

基于BIM与GIS结合应用的地铁隧道安全预警预报技术

地铁隧道结构安全性评估是地铁建设的重要环节。针对南宁地铁2号线岩溶发育的工程地质条件,在GIS(地理信息系统)中展现和分析不良地质体的空间分布,进行隧道穿越区域的岩溶塌陷风险评价;针对不同岩溶地质灾害风险等级,根据施工信息和监测信息在BIM(建筑信息模型)平台上进行地铁隧道结构安全风险评估,进而采取不同防治措施,以及进行隧道安全预警预报。基于BIM与GIS结合应用的隧道结构安全风险评估,综合考虑了地铁隧道结构模型宏观地理环境,可为地铁隧道结构安全预警预报提供技术支持。     

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。     

论隧道洞口仰坡的风险评估与管理

在分析、总结风险评估理论的基础上,结合模糊数学多级综合评判理论,建立了隧道洞口仰坡施工期间破坏失稳的概率模型。同时将计算结果引入到风险评估理论中,把失稳概率和风险计算过程结合起来,并尝试建立评价隧道施工期间洞口仰坡的风险评估模型,在此基础上又提出了仰坡风险管理的几种手段,期望能够对隧道施工减灾有一定的借鉴。     

杭州市望江路过江隧道 大直径盾构施工风险控制

随着人们出行方式的提高,交通建设也在日益发展壮大,城市内的大直径盾构隧道也迎来了蓬勃的发展机遇,盾构法施工有着不影响地面交通、减少对附近居民的噪音影响、施工不受天气气候的影响等优点,能够较经济、有效的完成施工,但要穿越江河湖海和地表构筑物,盾构施工安全风险的管控十分重要。本文以杭州市望江路过江隧道项目为例,通过对施工过程中盾构选型、盾构始发、穿越钱塘江、盾构掘进、盾构姿态、盾构接收等风险的分析,提前做好相应准备工作,确保盾构顺利掘进,也为了今后的大直径盾构施工积累宝贵的经验。     

地铁隧道矿山法施工安全风险评估

采用矿山法进行地下工程的开挖被广泛应用,然而矿山法施工发生坍塌、冒顶等事故较多。因此,对矿山法施工采用科学、系统、动态的安全风险辨识与评估,对降低矿山法施工风险具有重要的意义。文章以长春地铁某工程为实例,对矿山法隧道施工准备期间的安全风险评估及施工期间的动态安全风险评估的一般流程和常用方法进行阐述,以期为矿山法隧道施工的风险管理提供参考。     

铁路隧道工程地下水风险评估探析

研究目的:隧道风险评估是一项新近开展的、多专业综合进行的工作,本文是对隧道水文地质风险评估工作意义、内容、方法、要点的分析和探索。研究结论:风险性评估是在目前勘察手段有限的条件下正确评价地下水风险的合理选择;本文提出的以概率分析为基础的地下水风险评估是以往以定量计算为重点的水文地质条件评价的重要延伸和完善;地下水涌水量及涌水方式、地下水压力、地下水变化导致产生围岩稳定问题、水质改变、地下水疏排导致的环境改变是地下水风险的主要因素;水文地质计算中常因地下水富水性不均导致局部出现较明显误差,风险性评估能够减小这种误差导致局部重大涌水未能预测出现的风险。     

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.     

建议将“风险隧道专项地质调查”列入《铁路工程地质勘察规范》

针对地质特别复杂的长大隧道存在高风险地质灾害并危及施工安全的特殊条件,通过"风险隧道专项地质调查"实践,取得规避地质风险,确保施工安全的较好效果;为今后便于有据、有序、有效地组织开展这项工作,建议列入《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001 J124-2007),将其规范化。     

某海底服务隧道施工中涌水处理及风险控制措施

详细介绍了某海底隧道施工过程中突发涌水事故的成因、发生过程和处理方案,并提出了相应的防范和控制措施,对后期海底隧道施工潜在的涌水风险进行了分析和评估。     

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。     

金温铁路泽雅隧道地质风险管理对策分析

金温线铁路泽雅隧道全长12 030 m,是金温线铁路上最长的隧道和重点控制性工程之一。隧道地处浙南地区,浙南地区山高坡陡谷深,雨量充沛,隧址地质条件复杂,岩性变化大,隧道施工中地质风险极大。结合泽雅隧道工程实例,对浙江南部地区铁路隧道施工地质风险管理进行了分析和论述,以期能指导泽雅隧道施工,并为同类隧道施工提供技术借鉴。