基于相关性准则和R-ELM模型的岩溶隧道涌水量预测研究

为实现隧道涌水量的高精度预测,以相关系数法和极限学习机为理论基础,构建隧道涌水量预测模型。首先,结合工程实例对隧道涌水的影响因素进行分析,并利用相关系数法分析各因素与涌水量之间的相关性,以筛选出重要影响因素;其次,将筛选出的重要因素作为预测模型的输入层,并利用试算法和经验公式优化极限学习机的模型参数,再利用M估计弱化预测误差,进而构建出用于隧道涌水预测的R-ELM模型。研究表明： 1）岩溶隧道涌水灾害的影响因素较多,包括5类一级因素和12类二级因素,不同因素对隧道涌水灾害的影响程度存在一定差异; 2）R-ELM模型预测结果的平均相对误差仅为1.12%,具有较高的预测精度,不仅验证了模型参数优化和M估计优化的有效性,也验证了R-ELM模型在隧道涌水量预测中的适用性。     

断层破碎带隧道突涌水灾害风险等级评价研究

为了准确评价隧道突涌水灾害风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,依托海南五指山隧道进行风险等级评价研究.通过文献调研确定断层破碎带隧道突涌水灾害影响因素及评价指标,在专家打分的基础上,采用AHP_熵权法得到指标权重,进而通过模糊综合评价方法确定灾害发生概率等级.调研归纳给出隧道最大集中涌水量与灾害后果等级的对应关系,最终根据灾害发生概率等级和灾害后果等级确定隧道突涌水灾害风险等级.将建立的风险等级评价方法应用于五指山隧道,评价结果与隧道实际突涌水情况一致,验证了该方法的合理性及可行性,为断层破碎带隧道突涌水灾害风险定量评价提供了有效途径.     

大相岭隧道涌水预测数值模拟分析

隧道作为地下建筑物,修建过程中不可避免地穿越不同水文地质体。涌水是隧道施工中常见的地质灾害,同时也是其它很多地质灾害的主要诱因之一,如突水、突泥、翻浆冒泥等等,对隧道工程的涌水量预测具有重要的实际意义。以雅安至泸沽高速公路大相岭泥巴山隧道为研究对象,以地质及水文地质分析原理为基础,建立数值模拟模型,对隧道涌水特征和涌水量进行预测。分析结果:隧道整体涌水量为41 366 m3/d,在主要断层处最大涌水量可达3 100 m3/d,在断层段施工,要提前采取措施严加防范,保证安全。     

隧道涌水预测方法的研究

论述了隧道涌水量预测的基本思路、基本原理与方法,提供了基于双孔介质模型的隧道涌水量及非均质各向异性裂隙含水围岩隧道涌水预测的基本公式,对隧道施工过程中涌水量的预测具有一定指导意义。     

灰色控制理论在隧道涌水中的应用

应用灰色系统理论GM预测模型的改进模型,对一座隧道开挖过程中一处溶腔几个月的涌水数据进行拟合,建立了GM-MM模型,最后预测了后几个时序的涌水量。经计算数据检验,拟合程度较好,模型的预测精度较高,方法适合于灰色特征数据的隧道涌水量预测。     

黔张常客运专线卧云界隧道降雨-涌水相关性研究

作为黔张常客运专线6座Ⅰ级高风险隧道之一,卧云界隧道受到涌突水严重威胁。通过对卧云界隧道汛期涌水量和降雨量进行相关分析,发现降雨不仅与隧道涌水具有高度相关性且在岩溶含水层的调节作用下存在滞后性,在此基础上建立降雨-涌水回归方程。结果表明:采用回归方程预测隧道涌水量具有简单、快速和精度高的优点,可为隧道在未来不同降雨条件下涌水量预测提供依据。     

基于GA-BP神经网络水下隧道涌水量预测及应用

根据有关水下隧道渗流涌水影响因素的研究成果及预测涌水量时选择影响因素的准则,确定了用于预测水下隧道涌水量的6个影响因子。分析了遗传算法与BP神经网络结合的可行性,并利用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,从而建立了多影响因子的 GA-BP神经网络预测模型,其收敛性能好、简单可行。通过比较GA-BP神经网络和经典BP神经网络模型的预测结果,验证了前者改良了后者的局限性并提高了预测精度。     

穿越岩浆岩高压富水断层带隧道工程预注浆设计方案分析

各种不良地质条件中,断层带涌水是隧道施工中常见的主要地质灾害之一,尤其是在高压涌水下的隧道开挖,施工安全问题尤为突出。粤东某高速公路隧道施工中,掌子面超前地质钻孔探得高压涌水,涌水量3.36万m³/d,最大水压4.8MPa。为确保高压富水断层带隧道的施工安全,通过分析对比三种设计方案,选择出最优方案。采用全断面前进式帷幕预注浆方案,成功穿越该断层。现场开挖结果表明：浆液填充充分饱满,对围岩起到固结、锁嵌的效果,使其整体性及强度得到加强,效果良好。     

火山沉积岩深埋隧道涌突水特征及机理分析——以大相岭深埋特长隧道为例

隧道涌突水是深埋特长隧道开挖中影响巨大的地质灾害,但在勘察设计阶段,对开挖阶段地下水的评价多局限于涌水量的预测,对涌水特征及涌水机理较少涉及,难于对隧道的涌突水灾害进行针对性的预防和处置。以大相岭深埋特长隧道为例,通过火山沉积岩的建造特征以及后期不同构造特征分析,总结了火山岩中深埋特长隧道可能存在的涌水模式:断层控水型集中涌水、岩脉控水型集中涌水、断层控制滞后型涌水以及凝灰岩-柱状节理岩带集中涌水。地下水属于静态储量,具有集中涌出,逐渐衰减的特性。通过工程实例总结,分析了各种涌水模式的致灾机理:对于断层控水型地下水,其受相邻断裂影响,在断裂上盘未必存在集中涌水,在断裂下盘虽然储水量有限,但由于岩体极破碎,存在集中涌泥可能;对于侵入火山岩中的辉绿岩岩脉,由于含有较多的张性裂隙,在隧道开挖过程中,存在集中涌水可能;通常地下水虽然汇集在断层的上盘,但在下盘的开挖过程中,由于应力调整影响和小型断裂影响,地下水会在距离断层一定洞径范围内涌出,形成滞后型涌水;在火山岩柱状节理发育时,当有凝灰岩构成隔水层,以及构造压碎作用,则有产生涌砂可能。     

乌鞘岭隧道F4断层涌水塌方段施工技术探讨

针对甘肃省永古高速公路乌鞘岭特长隧道F4断层破碎带施工期间突发涌水、坍塌情况,基于现场情况及涌水量观测,采取了支护加强、径向注浆加固、塌方体注浆、优化开挖方案等综合工程处治对策,现场观察及监测表明上述措施实施后,涌水及变形等均得到了有效控制,取得了较好的效果,确保了隧道的施工安全与结构安全。本文成果对穿越断层涌水破碎带地层隧道的修建具有一定的指导作用和参考价值。     

基于BP神经网络方法的岩溶隧道突涌水风险预测

为了准确预测岩溶隧道突涌水风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,在参考相关文献的基础上,统计研究及综合分析岩溶隧道水文地质条件,选取不良地质、地层岩性、地下水位、地形地貌、岩层倾角和围岩裂隙6个主要因素作为岩溶隧道突涌水风险评价指标。在不同水文地质条件下,影响因素的权重有较大差异,为避开影响因素权重分析,运用BP神经网络方法对岩溶隧道突涌水风险进行评估。在对突涌水风险评估基础上,结合超前地质预报,优化隧道施工开挖支护方案。在工程应用中,运用BP神经网络方法,对某隧道进行突涌水风险评估,结果与实际施工情况较一致,并结合超前预报提出合理的支护方案,避免了隧道突涌水事故的发生,以期为岩溶隧道突涌水风险预测提供借鉴。     

阳洞滩Ⅱ号隧道左线施工突涌水与塌方的风险评价及控制

在不良地质隧道隧道施工过程中,突水涌水、塌方是最常见、危害最大的风险事故。怀通高速公路阳洞滩II号江隧道,洞口段埋深浅,且多为强风化砂质板岩,为国内外隧道施工难度之最。建立的模糊综合层次评估模型,评价料阳洞滩II号江隧道突水涌水、塌方风险,得出了洞口段的突水涌水、塌方风险等级。在此基础上,提出了风险控制技术措施,为隧道的安全施工提供了技术保障。     

基于综合赋权-TOPSIS法隧道突涌水风险评价及应用

为解决目前隧道突涌水风险性评估结果模糊、评价指标定量化不全面的问题,改进评价指标并将TOPSIS法运用于隧道突涌水风险性评估中,将AHP法和变异系数法相结合组成同时考虑主、客观因素的综合赋权法,根据评价指标分级结果构造4个风险等级的典型样本,以典型样本与正理想解的贴进度确定隧道突涌水风险等级区间,建立TOPSIS法隧道突涌水风险评估体系。以广大铁路祥云隧道为例,应用该方法对6个洞段进行突涌水风险性评估。结果表明,综合赋权-TOPSIS法隧道突涌水风险性评估结果准确且与隧道开挖结果相符,可为隧道突涌水风险评估提供一种新的方法。     

某隧道区域地下水系统分析及涌水量预测

在碳酸盐岩广泛分布的西南地区,穿越碳酸盐岩地层的隧道,大多数都曾遭遇不同程度的岩溶突水、突泥灾害。在资料搜集与整理的基础上,通过水文地质分析方法,重点研究了某隧道水文地质条件,包括地层含水岩组的划分、岩溶水的补、径、排条件及岩溶发育规律,并划分成了两个一级地下水系统;预测了隧道在断层F5处的涌水量,施工时应备有涌水应急预案。     

白鹤隧道涌漏水处理

在白鹤隧道S3合同段掘进中.拱部及掌子面遭遇大量涌水.涌水高峰期流量达145 m3/h,平均流量均在80～100 m2/h.通过地质预报及涌水量统计综合分析,为确保隧道结构及营运安全.决定采用全断面注浆技术结合排水系统进行堵排结合综合治理,并对围岩断层裂隙进行填充加固.文中介绍了隧道渗漏水的情况、处理方案及处理结果.     

华蓥山隧道洞身结构设计

通过华蓥山隧道洞身结构有限元分析及衬砌结构设计介绍，阐述了隧道越不良地质（断层、有害气体、涌水、高地应力等）区段的处治。     

考虑水影响的关角隧道断层区围岩亚分级研究

在断裂构造发育区段围岩情况变化频繁,如何根据现场揭露的围岩情况采取相应的支护措施防止坍塌和大变形是这类区段施工的难点。以关角隧道断层区隧道施工为研究对象,对有水和无水条件下的支护结构受力进行了计算。计算结果表明围岩越差,在有水和无水时,衬砌内力相差越大,即恶化越严重。结合该工区围岩特征、受断层影响情况和地下水发育情况将关角隧道断层区围岩等级划分为Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ1、Ⅴ2级,提出了相应的现场定性判别标准。为了应对断层区围岩可能发生坍塌、大变形,同时应对的工法转换带来的设备、工序变化,加快断层破碎带区段的施工进度,结合断层区围岩亚分级提出对应的开挖方法为上下台阶和上下台阶预留核心土法。     

厦门海底隧道涌水量流固耦合数值分析

该文运用有限差分软件FLAC3D对厦门海底隧道F4风化深槽的涌水情况进行了流固耦合分析。由于隧道在穿越风化深槽段时采用双侧壁导坑法施工,因此文中对隧道施工3个阶段的涌水量分别进行了分析,并对不同注浆密度下的涌水量进行对比分析。研究表明,在隧道开始开挖阶段,涌水量较大,之后逐渐趋于稳定;左右侧导坑开挖时,涌水量逐渐增大,但隧道中间部分开挖后,涌水量有所降低;文中数值计算所得涌水量结果与规范推荐公式计算结果基本一致。     

厦深铁路大南山隧道F2-1断层突泥涌水处理技术

厦深铁路大南山隧道在开挖至F2-1断层破碎带DK262+411时出现了突泥涌水,涌水量约为60m3/h,段内围岩主要为花岗岩、石英岩、辉绿岩等组成的断层角砾岩,遇水泥化,围岩稳定性差,根据现场情况设计了止浆墙,并采用上半断面布孔的全断面注浆技术对该段进行了注浆堵水和加固处理,顺利安全地通过了该断层。     

新倮纳隧道特大涌水防治技术

文章以株六铁路复线新倮纳隧道出口段DIIK175 807处的涌水为研究对象,根据涌水的情况及其地质成因提出了相应的治理措施,介绍了具体的施工工艺,成功的解决了涌水治理的施工问题,为隧道顺利通过断层涌水段提供了技术保证。