城市轨道交通灾害链演化网络模型及其风险分析——以地铁水灾为例

灾害链式演变是重大灾害形成的主要诱因,探明城市轨道交通典型灾害间的链式衍生发展规律对保障地铁运营安全意义重大。基于灾变链式理论和复杂网络理论,对城市轨道交通灾害事件的致灾因子、孕灾环境、承灾体特征及灾情链式传递规律展开研究;并以地铁水灾为例,构建灾害链演化网络模型;而后采用出入度、子网节点数、所含支链数和介数中心度分析法,对该过程进行风险分析。结论为:在城市轨道交通灾害演化系统中,各类灾害连接紧密、链生性强,传递性高;在地铁水灾演化网络中,车站用电设备故障、隧道结构性能劣化和地下承压水上升是风险控制的关键节点。研究成果为构建地铁运营风险预控与断链减灾体系提供理论支持。     

北京铁路局辖内既有铁路水害及其防治对策

北京铁路局辖内既有铁路建设跨度百余年,地形复杂,设防标准差异大,防洪能力整体偏低,汛期极端降雨易诱发崩塌落石泥石流、路基下沉塌陷、水漫线路等灾害。中国雨带旋回周期变化,21世纪以来雨带北抬,北京铁路局辖内降雨明显增多,保定西、唐山形成降雨中心,极端天气频发,水害频次增多。通过对北京铁路局辖内汛期降水特征、不良地质类型分布特征及水害类型进行分析,总结其时空规律,提出切实可行的防范策略,为科学防洪提供理论支撑,为铁路安全运营提供保障。     

基于线路风险的铁路救援资源优化配置

分析铁路线路致灾因素,构建铁路线路灾害风险评估指标体系.采用基于风险概率的风险评估方法对铁路线路灾害风险进行评估,得到铁路线路风险发生概率和风险等级,以此为依据抽象得到事故预测点及其风险程度.以救援资源储备点覆盖所有事故预测点为约束条件,以救援资源储备点的建设及运营成本最小和救援资源配送时间最短为目标函数,建立铁路救援资源优化配置模型.采用蚁群算法对模型求解,设计模型求解算法流程.以某铁路局线路和救援资源现状为例,采用上述方法进行线路风险评估和求解救援资源优化配置方案.结果表明,救援资源配置方案与现有资源配置情况相比,节约了救援资源储备点的建设及运营成本,缩短了平均救援资源配送时间.     

基于复杂网络的艰险山区铁路崩滑流灾害链全过程风险评估

艰险山区铁路沿线崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害频发,为保障山区铁路安全建设和安全运营,对山区铁路典型灾害链进行全过程风险评估意义重大。基于复杂网络理论,对山区铁路灾害事件的孕灾环境、致灾因子、承灾体特征及链式演化规律展开研究,分析山区铁路典型崩塌滑坡泥石流灾害链成灾机理,构建山区铁路崩滑流灾害链网络模型,利用网络节点出入度、子网数、支链数、介数中心度、边介数、连通度和平均路径长度7个评价指标,综合评估灾害网络节点的重要度和边的脆弱性。结果表明:在山区铁路崩滑流灾害演化网络中,淤埋线路、车站、桥涵和隧道,行车中断或瘫痪是风险控制的关键点。研究成果为艰险山区铁路崩滑流灾害链预防、断链减灾工作做出决策支持。     

综合测井技术在太行山隧道勘察中的应用

研究目的:根据石太客运专线27.87 km长的太行山隧道洞身岩性以石灰岩、白云岩为主夹薄层角砾状泥灰岩、石膏岩及其次生的膏溶角砾岩,通过地区全部处于地下水的补给区,隧道区内断裂构造较发育,地下水较丰富的情况,在地质勘察阶段查明洞身岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。研究方法:布置23个地质钻探孔,选择声波波速、视电阻率、自然电位、井温、井斜五个测试参数,同时以井中全景式彩色电视检测为补充,开展综合测井工作,采用概率统计方法对测试参数进行统计分析。研究结果:不同的岩性具有不同的概率曲线特征,灰岩、断层角砾岩、膏溶角砾岩离散度大,岩石破碎可能性大,对施工影响大。而鲕状灰岩、花岗片麻岩离散度小,岩石发生破碎的几率小。井中电视观测是对地下水出水情况进行判断最直接的方式。研究结论:采用上述方法可以准确判断岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。     

基于CBR的地铁工程事故应急决策方法研究

研究目的:地铁工程安全事故涉及因素多,关联关系复杂,一般很难直接获取事故因果关系规则,给事故应急处置决策带来困难。本文针对地铁工程安全事故应急决策的困境,在对地铁工程安全事故机理进行剖析的基础上,借鉴CBR理论构建面向地铁工程事故的案例表示模型,提出案例检索策略和案例相似度计算方法。研究结论:(1)基于灾害系统理论对地铁工程事故发生机理进行分析,地铁工程事故是由孕灾环境、致灾因子和承灾体三要素共同作用的结果;(2)在对地铁工程事故案例特征要素剖析基础上提出的多层次案例结构化表示模型,可为案例检索提供基础;(3)地铁工程事故案例具有特征属性多、类型多样等特点,两级检索策略可提高案例的检索效率和有效性;(4)该研究成果可为地铁工程突发安全事故的应急决策提供支持和参考。     

隧道围岩大变形灾害特点与主动控制方法

隧道围岩大变形灾害控制一直是困扰工程界和学术界的关键难题。简要总结隧道围岩大变形控制领域取得的主要研究成果，包括大变形分级与评价、围岩控制理念与技术等。研究提出，大变形灾害本质上是对围岩稳定性控制不当所致，主要包括围岩失稳、结构失效及持续缓慢变形等3种模式，而灾害分级应从自然因素和工程因素等多维度出发，结合致灾机理及孕育条件，实现致灾可能性→灾害时效性→灾害危险性的科学预测。阐述了隧道围岩大变形灾害控制原理，提出大变形灾害控制应以关键结构层稳定性控制为核心，以刚度设计为手段，强调超前预支护与预加固的防坍塌与控变形作用，并通过协同锚固体系控制围岩急剧变形量，实行精细化全过程控制，形成围岩大变形灾害的协同控制关键技术。     

黔张常铁路高山隧道巨型溶洞发育特征及工程评价

黔张常铁路高山隧道施工至DK53+678揭示一巨型溶洞,溶洞形态、分布规律极其复杂,施工难度及安全风险极高。为查明溶洞的发育特征及对工程的影响,通过采用地质调查、钻探、物探、三维激光扫描等技术手段,查明溶洞形态、堆积体特征、成因等溶洞发育特征及岩溶地表和地下水补给及排泄特征,对洞顶、洞壁稳定性等进行评价,为施工处理方案的制定提供重要的地质依据。     

广州市地面塌陷特征与防治对策的研究

研究目的:本文在对广州市地质灾害调查与区划成果研究的基础上,进一步分析和探讨地面塌陷形成类型、分布特征、诱发原因,并提出预防措施与对策。其目的为采取主动防治措施,避免和减轻致灾地质作用给人民生命财产造成的损失,维护社会稳定,保障生态环境安全,为国民经济可持续发展提供科学决策依据。研究结论:近30年来广州市地面塌陷呈波浪式上升态势,有较明显的时空分布规律性。人为因素和强降雨是地面塌陷的主要诱发因素,每年集中发生在汛期4～10月份;岩溶塌陷主要分布在广花盆地内的花都区、白云区和从化市等隐伏岩溶区,工程地面塌陷主要分布在广州市主城区;地下工程的挖土和抽排地下水都直接引起地面塌陷,一般与工程量和工程强度成正比。统筹规划、科学选址,结构调整、合理布局是地面塌陷的防治措施与对策。     

铁路雷电灾害风险评估技术的研究

以基本理论为研究主线,从理论上分析了形成雷电灾害的原因;从雷电带来的灾害性入手,对雷电危害的形式及可能造成的后果进行分类论述;针对不同种类建筑所造成的损害做出了分析及总结;建立雷电灾害风险评估的模型,设计评估系统,根据建筑物所受损害的不同程度进行评估值的计算;采取一定的技术手段来避免再次发生雷灾损害,并检验其技术效果的好坏。     

基于灾害风险评估模型的铁路灾害监测预警系统研究

通过分析铁路事故统计数据,采用回归分析和灰色关联分析方法建立降雨量、风速和能见度等气象因素与事故发生概率的关系式;选取岩土类型、松散物质储量、流域面积、平均坡度和植被覆盖程度5个地质因素作为评价指标,建立基于层次分析法和多维标度法的铁路地质状况风险评估体系;借鉴风险矩阵表达方式,整合地质因素和气象因素,给出事故概率—危险度矩阵,建立铁路灾害风险评估模型。以铁路灾害风险评估模型为核心,构建由网络层、系统硬件层、数据资源层、信息处理层、应用层、业务层和访问层组成的铁路灾害监测预警系统,并接入铁路安全监控信息系统和中国气象科学数据共享服务网以及铁路局的相关信息系统,以很高、高、中和低4级风险强度表示方式将灾害风险评估的结果显示于铁路GIS地图上,能够提供直观、形象的铁路灾害预警信息。     

铁路隧道防灾救援监控系统方案研究

通过分析国内外铁路隧道防灾救援监控系统方案,针对山区铁路隧道长且成群密集分布、隧线比高的特点,结合新颁布的规范和铁路现有管理体制,提出满足我国铁路实际需要的隧道防灾救援监控系统方案。该隧道防灾救援监控系统方案具有较强的针对性和实用性,可为今后铁路隧道防灾救援监控系统设计提供参考和借鉴,值得加以推广应用。     

一种应用于城市轨道交通火灾模式指令传输的软件处理技术

城市轨道交通工程环境的特殊性决定了其消防救灾系统的重要性。为避免遗漏与误发消防救灾指令而影响轨道交通的安全运营,需要对火灾模式指令传送与接收技术进行认真详细的研究。介绍了一种应用于轨道交通的火灾模式指令传送与接收确认的软件处理技术,对火灾自动报警系统发送给机电设备监控系统的火灾模式指令的传输与检测过程的实现进行了详细设计与讨论。     

济源市济渎泉水流量衰减原因分析及复流措施研究

为了解决济源市济渎泉流量衰减及断流问题,从济源市工业布局、地下水的开采、济源盆地降水及地表水资源利用等方面剖析济渎泉水衰减原因.衰减结果归纳为:(1)工业布局影响地下水的补给;(2)在补给区和补给径流区大量开采地下水;(3)降水量及引沁水量减少.根据衰减原因分析,从济渎泉泉域的水文地质条件、水资源的分布及水利工程建设情...     

铁路长大隧道消防设计探讨

以武广高速铁路浏阳河隧道、蒙西至华中煤运铁路崤山隧道两个工程的消防设计为案例,探讨解决铁路长大隧道消防设计的关键技术。铁路长大隧道火灾具有不确定性、产生的热量不易散发、容易复燃、温度上升快且烟雾大、救援设备和人员难以接近、间接损失大等特点,通过分析高压细水雾消防系统及超细干粉自动灭火装置的灭火机理及组成,提出了铁路长大隧道防灾救援站、设备洞室分别采用高压细水雾灭火系统及超细干粉自动灭火装置的设计参数,可供类似工程借鉴,并对《铁路工程设计防火规范》修编提供参考。     

青藏铁路多年冻土区水害类型及防治措施

研究目的：针对青藏铁路多年冻土区的主要水害类型，结合青藏铁路（二期）工程设计实例和施工现场情况，提出了病害处理原则和防治措施。 研究方法：首先从理论上对冻土及多年冻土进行了阐述，然后联系青藏铁路（二期）工程，从路基工程、涵洞工程、桥梁工程3个方面出现的各种水害类型分析入手，得出结果。 研究结果：路基工程、涵洞工程、桥梁工程3个方面出现的各种水害类型各有不同，但对青藏铁路今后的运营都将产生不同程度的影响，因此必须采取相应的防治措施。 研究结论：多年冻土地区铁路工程设计施工的原则应针对多年冻土各种不同的地质特征，进行科学的分析，做出具体的处理措施，保证青藏铁路建设工程的经济合理性、安全性和可靠性。运营期对路基、涵洞、隧道和桥梁等铁路工程建筑物采取合理防护，从而确保青藏铁路建设工程的质量及正常运营，从根本上抑制变形、裂缝等水害的发生和发展。     

锦州港至白音华铁路天河梁越岭段线路方案研究

越岭段的铁路选线是线路选线中的重点、关键,涉及到线路走向、投资节省、运营安全、减灾防灾等;越岭段的选线应因地制宜、因线制宜,综合考虑铁路建设及运营期间的各方面需求。针对锦州港至白音华铁路由赤峰越天河梁进入锡林浩特界,线路方案综合了灾害防治、绿色环保、运营通风、运输实践、投资节省等因素,经过系统的研究、比选后确定。天河梁越岭段线路选线是减灾选线理念在山区越岭选线的工程实践,对严寒多雪的山区铁路越岭选线具有一定指导意义。     

浅谈远程灾备系统的搭建与实现

通过对建立远程灾备系统重要性的分析,以具体实例论述了灾备系统的搭建及实现过程,提出了成功建立实施远程灾备系统的原则及方法。     

浅层地下水开采对高速铁路工程的影响及对策

研究目的：研究掌握浅层地下水开采引起的地面沉降特征及其对高速铁路工程的影响,提出针对性的防治对策与工程措施,供高速铁路勘测、设计及施工参考。研究方法：结合华北平原地面沉降情况,建立浅层地下水开采引起地面沉降的固结沉降模型。研制离心场中地基抽水的模拟和测量系统,进行了离心模型试验,测量抽水过程中粉土地基孔隙水压力和沉降的变化及分布规律,并对比分析了对不同型式桥梁的影响。研究结果：对浅层地下水开采引起的地面沉降机理进行初步分析,基于离心模型试验结果探讨了浅层抽水引起地基沉降的过程和特征,评价了地基不均匀沉降对特殊桥梁形式的影响,并提出了针对性的防治措施和对策。研究结论：浅层地下水开采造成的不均匀沉降对高速铁路工程的影响较大,需通过控制线路附近地下水开采、采取适宜的工程结构措施加以防治。