大断面软弱围岩隧道防塌方实时监测预警标准研究

研究目的:隧道事故统计分析表明,塌方发生数量和导致的人员伤亡远高于其他隧道灾害事故。在隧道施工中实现塌方前预警,可大大减少隧道塌方危害。而合理确定隧道塌方预警标准是实现软弱围岩隧道防塌方预警的关键,目前国内外未见成功的报道。因此,需要对隧道防塌方预警标准进行研究,以指导隧道安全施工。研究结论:(1)隧道变形量与水文地质条件、施工工法、施工进度等因素有关,目前规范中的标准值不适合直接应用于隧道塌方预警;(2)软弱围岩隧道防塌方实时监测不同于常规监测,关注的重点是拱顶相对于隧道底部或边墙的相对变形,因此采用相对变形量进行防塌方预警是可行的;(3)隧道防塌方实时监测预警基准值要根据目前规范位移限值、类似工程实测位移最大值和所在隧道工程实测数据综合确定;(4)现场试验表明,本文确定的隧道塌方预警基准值能满足隧道防塌方监测预警的需要,研究成果可应用于大断面软弱围岩隧道施工中。     

引水工程隧洞施工对既有铁路隧道安全影响评估

以福建省北水南调竹岐—大樟溪引水工程可溪段隧洞对向莆铁路道德山隧道安全影响为例,建立引水隧洞与铁路隧道相对位置的三维数值模型,考虑引水隧洞施工过程,分析铁路隧道轨道板的水平位移、竖向位移特征以及隧道二次衬砌结构位移、轴力、弯矩和安全系数特征。     

GEOMOS自动监测系统在城际铁路隧道下穿既有广深铁路施工中的应用

主要研究城际铁路大断面隧道下穿既有广深铁路枢纽区域的施工过程中,如何快捷高效、无人值守的获得既有铁路设施的实时变形或位移数据,达到自动监测系统指导现场施工的目的。运用GEOMOS自动监测系统,并结合各个施工工况的前后数据进行对比分析,有效地指导开挖施工,确保既有高速铁路运营安全及城际铁路隧道开挖安全。     

桩-板结构预加固措施应用分析

采用FLAC3D有限差分法,结合宁安城际铁路马鞍山东站预留市政通道加固工程,进行双线盾构隧道下穿城际铁路引起地表位移及其控制措施。分析结果表明采用桩-板结构预加固措施,盾构隧道下穿施工产生地表位移得到有效控制并均在城际铁路安全限值范围以内,确保盾构隧道安全下穿铁路和列车的安全运营。     

矿区铁路综合预警与响应信息系统平台的研究

在分析淄博矿业集团矿区铁路信息系统概况和存在问题的基础上,提出实现机车运行安全预警、运输系统的实时预警、运输辅助设备的实时预警及企业铁路安全应急响应系统建设等应急响应综合信息系统目标。针对以上目标构建综合预警与响应信息系统平台,阐述其功能实现,最后对该平台进行了社会效益和安全效益分析。     

基于HLM-BP的高海拔隧道施工人员不安全行为预警研究

为降低高海拔隧道工程人因失误导致的安全事故率,以西成铁路甘青隧道为例,对施工人员不安全行为进行预警研究。首先,对施工人员进行深度访谈,采用扎根理论对访谈数据进行编码处理,总结出高海拔隧道施工人员不安全行为诱发因素。其次,依据人境交互理论将不安全行为诱发因素划分为自变量、中介变量和因变量,运用HLM模型探讨跨层次下变量间复杂作用关系。最后,运用Matlab中BP神经网络工具箱函数进行编程,构建高海拔隧道施工人员不安全行为“11-10-5”三级预警模型,对其进行网络训练和数据拟合,识别不安全行为趋势,发出预警信号。结果表明,训练好的BP神经网络具有良好的预警能力,甘青隧道施工人员不安全行为等级总体处于较低水平,隧道施工安全管理状态良好;对不安全行为等级高的“重警”和“巨警”,逐层分析跨层次下的不安全行为诱发因素,提出加强安全教育培训、密切关注施工人员身心状态、加强高原习服训练以及实时监测隧道环境变化等靶向干预措施。研究引入跨层次因素分析机制,系统构建基于BP神经网络的高海拔隧道施工人员不安全行为预警模型,为不安全行为研究提供了新思路,同时也为降低高海拔隧道人因失误提供了参考建议。     

长沙市旺东物流园建设对既有铁路隧道的影响评估

长沙市新建旺东物流园周边临近既有铁路,须在石门至长沙铁路北西联络线隧道上填土堆载,并临近隧道进行桥梁桩基施工,对既有铁路隧道造成较大影响。本文通过对铁路隧道的模拟分析进行强度、裂缝、位移等多项指标检算验证,同时提出一系列工程应对措施,以确保铁路隧道安全和列车运行安全。     

基于数字孪生的铁路数字编组站智能平台

根据铁路编组站生产作业特点,设计了基于数字孪生六维模型的铁路数字编组站智能平台,实现了对编组站运输生产信息的动态有形化提示、运输安全风险的实时智能研判预警、专业管理全方位智能分析预警、施工维修智能统计分析及问题研判、室外作业人员高精度定位及行为轨迹智能预警等功能。试用表明,该平台可以有效提升铁路编组站风险安全管控水平和安全管理效率。     

三管隧道开挖对周边构筑物影响分析研究

为保证三重隧道施工安全,在建立复杂三维数值模型的基础上,对地铁盾构隧道与铁路出入线隧道施工进行模拟,获取施工过程中地铁隧道所引起的轨道沉降位移曲线。通过分析施工过程中近接地下空间的位移响应趋势,判断地铁盾构隧道、铁路隧道对周边桥桩与地表铁路轨道的影响。同时,对于采用CD法与预留核心土台阶法两种工法进行对比研究,并且提出此两种方法对地表铁路股道的影响。根据计算结果得到隧道开挖施工对股道影响范围,为宽44 m、纵向36.5 m的区域。根据影响范围区域,提出监测方案。根据监测可知,沉降最大值仅为0.5 mm,采用目前的设计方案施工可以保证成花铁路的运营安全。研究所得结论对复杂地下空间中的多重隧道施工具有一定的参考价值。     

铁路隧道监控量测信息系统的设计与实现

隧道监控量测通过全站仪采集隧道开挖和支护过程中的变形数据,反映围岩和支护结构力学行为,对围岩的稳定状态和支护系统的可靠性进行判断和预测,并反馈于施工方案决策和支护系统的设计,进行论证和调整设计所确定的支护参数和施工方法。研发铁路隧道监控量测信息系统,加强隧道监控量测管理的远程化、信息化,实现变形风险数据的自动化采集及分析预警,强化安全风险源头控制,对确保隧道安全生产至关重要。     

铁路安全监督管理信息系统

在铁道部、铁路局建立统一的铁路安全监督管理信息共享平台,整合、接入既有成熟的各专业安全监测报警、人工检查和事故调查分析等信息,实现铁道部、铁路局和站段的铁路安全监督管理三级联网和安全信息的共享,提供安全信息的综合管理、分析决策和信息服务;通过监测报警信息处置、安全检查信息处置、事故调查分析处置和综合分析处置4个环节,掌握全路安全动态,切实提高铁路安全监督管理的实时性、针对性和有效性,形成系统化、网络化、信息化程度较高的铁路安全检查监测保障体系.开发铁路安全监督管理信息系统的关键技术包括优化核心业务流程、信息共享平台技术、数据资源优化组织、相关专业安全监测系统数据接口方案及接口标准、安全预警分析和辅助决策技术等.     

遥感技术在高铁隧道外部环境监管中的应用

为解决长大隧道外部环境巡护难、范围小、效率低等问题,基于卫星遥感技术,并结合应用实例,分析卫星遥感技术在高铁长大隧道外部环境监管中的应用,论证卫星遥感技术在高铁长大隧道外部环境安全监测、灾害预防与排查整治等方面的优势。结果表明:卫星遥感技术在高铁长大隧道外部环境安全监测中具有明显优势,有助于铁路管理部门更全面地把控高铁隧道外部环境总体情况,可作为铁路监管部门对影响高铁外部环境问题依法处置、行政处罚和安全预警的手段。     

复杂艰险地区铁路隧道钻爆法施工安全风险评估

针对复杂艰险地区铁路隧道钻爆法施工安全风险问题,综合考虑复杂艰险地区地质结构、气候条件和施工方法等,利用Python对隧道施工安全风险文献资料和安全风险评估报告进行文本挖掘,并基于事故致因理论、风险识别理论和风险因素核对表等对隧道钻爆法施工安全风险因素进行辨识。针对安全风险因素从施工环境、施工技术、材料设备、施工管理、施工人员5个方面构建较为完善的复杂艰险地区铁路隧道钻爆法施工安全风险评估指标体系,并利用博弈论对层次分析法和熵权法进行组合,确定安全风险评估指标权重。采用二维云模型从安全风险发生概率和安全风险损失程度2个方面构建复杂艰险地区铁路隧道钻爆法施工安全风险评估模型,提出采用主、客观概率相结合的方法确定安全风险发生概率,采用雷达图法从人员伤亡、经济损失、工期延误、环境影响和社会影响等方面综合确定安全风险损失程度。结合MATLAB实现定性评估和定量评估的相互转换,并引入贴近度的概念定量确定复杂艰险地区铁路隧道钻爆法施工安全风险评估等级。对Z隧道钻爆法施工安全风险进行评估,确定其施工安全风险等级为IV级,施工安全风险程度为高度,验证了该模型的可行性和有效性,为复杂艰险地区铁路隧道钻爆...     

高压富水岩溶隧道注浆帷幕技术应用研究

帷幕注浆技术是岩溶隧道止水的有效方法,以宜万铁路马鹿箐隧道为依托,建立了隧道帷幕注浆数值模型,计算分析了不同帷幕注浆加固圈厚度、止浆岩盘厚度等参数对隧道围岩的位移、应力影响规律,确定了安全、经济、合理的帷幕注浆方案。结合工程实践,对注浆方式、注浆材料及参数、注浆结束标准及效果检查评定等设计要点以及帷幕注浆施工工艺进行了研究。该研究成果对高压富水岩溶隧道建设具有借鉴意义。     

铁路工务安全状态预警决策支持系统构建研究

构建以"工务安全"为主题的预警决策支持系统是目前铁路安全管理发展的一个趋势,总结广深铁路工务安全状态预警决策支持系统建设经验,基于"以监测数据客观反映生产安全,以风险分析和安全评价方法指导安全管理,实现铁路工务安全状态预警决策支持目标"建设思想,通过基于数据仓库的工务安全信息集成、决策报表分析、数据挖掘分析和专家知识库预警等技术,提出构建铁路工务安全状态预警决策支持系统新方法.     

旅游铁路消防系统智能运营维护技术研究与实践

旅游铁路对消防安全管理提出了更高要求,传统消防安全管理模式已无法适应旅游铁路的快速发展。文章研究将视频监控、蓝牙定位、物联网等技术应用于旅游铁路消防安全管理;结合都江堰—四姑娘山旅游铁路（都四线）示范工程,建设了消防系统智能运营维护平台平台,重点实现人员自动检测、定位和跟踪,消防设备设施状态实时监测和预警,以及灾情现场火灾参数动态监测与预警,能够极大地增强旅游铁路消防系统运营维护能力,并在火灾发生时提供准确可靠救援指挥参考信息,为旅游铁路安全运营提供了强有力的技术保障。     

风险量化模型在铁路安全风险预警中的应用

结合铁路安全风险特点和安全信息特征,提出两种风险量化评价模型,即基于改进风险矩阵的风险量化预警模型和基于铁路风险事件“损失值”的风险量化预警模型。两种模型运用于铁路安全风险预警信息系统,在实现铁路安全风险动态评价和风险预警功能方面,取得了良好的应用效果,为提高铁路安全风险预控能力提供了有效的技术手段。     

露天矿边坡开挖对邻近铁路隧道的影响分析

结合露天煤矿矿区与邻近既有铁路隧道的地质情况,运用FLAC 3D数值模拟方法,建立露天矿开采过程中岩土体开挖和回填对隧道结构影响的三维模型,分析露天矿边坡开挖及回填对隧道结构应力场和应变场的影响规律。分析结果表明:高边坡开挖所引起的隧道总位移最大值为3.61 mm,及时回填至原地貌后总位移下降至2.87 mm,高边坡在开挖后及时回填对既有铁路隧道衬砌结构影响较大,高边坡的地表限采边界线与既有铁路隧道应增加一定的安全距离,开挖后应及时回填;矮边坡开挖所引起的隧道总位移最大值为24.60μm,及时回填至原地貌后总位移下降至4.16μm以内,矮边坡在开挖后及时回填对既有铁路隧道衬砌结构影响较小。因此,露天矿可按现有地表限采边界线进行开采,开采过程中在对应边坡的隧道区段衬砌表面布置应力和应变监测系统,必要时采取限采和衬砌锚固措施。     

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。     

京张高铁八达岭长城站结构安全智能监测技术

京张高铁八达岭长城站规模大、结构复杂、施工难度大。为实现车站及大跨过渡段的安全建设,八达岭长城站建立了结合人工智能技术的隧道围岩及结构安全智能监测系统,通过在围岩和结构中预埋传感器,监测地下车站和大跨过渡段的围岩,以及锚杆、锚索等支护结构的受力和变形,并进行自动化采集、实时传输和处理,实现隧道围岩及结构力学状态的可视化实时显示与预警。超大跨隧道结构安全智能监测系统确保了复杂围岩条件下长、大隧道及隧道群的施工期和运营期安全,体现了现场监测信息对施工与设计的指导意义,为类似工程的施工和监测提供了参考与借鉴。