结合邻近结构物变形控制的隧道施工风险评估研究

发布时间：2017-04-19 19:19

  本文关键词：结合邻近结构物变形控制的隧道施工风险评估研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 中国隧道及地下工程建设规模大、发展快的客观事实与地下工程严峻的安全形势决定了隧道风险管理的必要性和紧迫性。本文以湖南省研究生创新基金项目(3340-74236000004)和铁道部研究开发课题(2005K002-D-3)子课题为依托,以武广客运专线重点控制工程浏阳河隧道为背景,开展隧道施工阶段变形控制标准、风险评估及邻近结构物的安全评价研究。主要研究内容和研究成果如下: (1)融合专家法、熵度法和层次分析法,建立了隧道风险的人—机—环境系统评价模型,构建开放式评价指标体系,确立评估流程,根据评估结果提出了改善措施。 (2)探讨了隧道无邻近结构物、下穿管线、下穿公路和近桥施工时的变形控制标准,分析其影响因素和提高变形控制标准的措施;建立了基于变形的风险监测与预警体系,通过正交设计试验和敏感性原理研究变形对围岩参数敏感性和影响性态。 (3)基于施工单位现有的组织机构和管理制度,建立了操作性较强的隧道施工阶段风险管理具体流程,构建了项目指挥部、施工分队和施工一线人员的三个不同风险管理层次,基于Dephi语言研制了隧道变形风险预警系统。 (4)应用指数法和模糊数学评估隧道邻近结构物的施工安全风险;针对隧道上软下硬地层提出了新的动态分部台阶工法;通过数值仿真研究了隧道邻近结构物下风险应对措施的安全性;进一步结合现场监测数据修正了变形控制标准。 (5)在探明了风化槽地质情况和围岩性质基础上,应用统计理论和隧道力学分析了隧道坍方突发性事件的规律、原因,基于范例推理、可拓学和强度折减法对该地段坍方风险进行多角度评估,根据评估结果提出了坍方风险应对措施。
【关键词】：隧道风险评估 人机环境系统 变形控制标准 邻近结构物 隧道坍方 施工技术安全
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U455.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 研究背景与研究意义10-14
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 依托工程背景概况12-13
• 1.1.3 研究意义13-14
• 1.2 研究现状及存在的问题14-25
• 1.2.1 隧道施工对地层变形的影响研究现状14-19
• 1.2.2 隧道施工对邻近结构物影响的研究现状19-22
• 1.2.3 隧道施工风险管理研究现状22-24
• 1.2.4 存在问题24-25
• 1.3 研究内容和研究思路25-28
• 1.3.1 主要研究内容25-27
• 1.3.2 研究思路27-28
• 第2章 隧道施工风险突变机理及人机环境系统分析28-56
• 2.1 风险管理相关概念28-30
• 2.1.1 风险基本概念28-29
• 2.1.2 与风险相关的几个概念29
• 2.1.3 风险评价主要方法29-30
• 2.2 隧道施工风险本质解析30-38
• 2.2.1 风险事故统计分析30-32
• 2.2.2 风险发生原因32-34
• 2.2.3 风险发生机制34-37
• 2.2.4 风险分类与分级37-38
• 2.3 隧道施工风险突变分析38-40
• 2.3.1 突变基本理论概述39
• 2.3.2 风险事故突变机理分析39-40
• 2.4 隧道施工风险人—机—环境系统综合评估40-54
• 2.4.1 人子系统41-42
• 2.4.2 机子系统42
• 2.4.3 环境子系统42-43
• 2.4.4 人—机—环境评价指标体系及流程43-45
• 2.4.5 人—机—环境系统评价实例45-52
• 2.4.6 基于人—机—环境系统的隧道安全改善措施52-54
• 2.5 本章小结54-56
• 第3章 隧道施工时邻近结构物变形控制标准探讨56-102
• 3.1 变形控制基准确定原则56-57
• 3.2 隧道无近邻结构物段变形控制标准研讨57-64
• 3.2.1 从围岩稳定角度推导变形标准57-59
• 3.2.2 根据经验公式推算变形标准59-61
• 3.2.3 根据相关规范确定变形标准61-64
• 3.3 隧道下穿公路时变形控制标准探讨64-73
• 3.3.1 公路路面性能要求65
• 3.3.2 公路沉降下变形模型分析65-66
• 3.3.3 选取地基模型66-67
• 3.3.4 推算基床系数67-68
• 3.3.5 等效处理多层路面结构68-69
• 3.3.6 无限柔性路面变形标准推导69-71
• 3.3.7 柔性路面变形标准推导71-72
• 3.3.8 无限刚性路面变形标准推导72-73
• 3.4 隧道下穿管线时地表变形控制标准分析73-82
• 3.4.1 接头允许转动无限柔性管线变形标准研究73-80
• 3.4.2 接头不允许转动无限柔性管线变形标准分析80-81
• 3.4.3 柔性管线变形标准研究81-82
• 3.4.4 无限刚性管线变形标准分析82
• 3.5 隧道邻近立交桥施工时变形控制标准探讨82-85
• 3.5.1 隧道施工变形对立交桥影响分析82-83
• 3.5.2 由相关规范确定墩台沉降标准83-84
• 3.5.3 由墩台沉降标准推求地表沉降标准84-85
• 3.6 等代圆法等效非圆形隧道85-86
• 3.7 浏阳河隧道邻近结构物变形控制标准拟定86-94
• 3.7.1 无邻近结构物段变形控制标准拟定86-88
• 3.7.2 下穿京珠高速公路的变形控制标准拟定88-89
• 3.7.3 过排水箱涵段变形控制标准拟定89-90
• 3.7.4 近桥梁段变形控制标准拟定90-94
• 3.8 隧道邻近结构物变形风险预警体系94-97
• 3.8.1 变形管理基准拟定和监测流程95-96
• 3.8.2 变形监测小组职责96-97
• 3.9 变形对围岩参数敏感性及影响态势97-100
• 3.9.1 变形对围岩参数的敏感性分析97-99
• 3.9.2 围岩参数对变形的影响态势分析99-100
• 3.10 本章小结100-102
• 第4章 隧道施工风险管理体系与变形预警系统研究102-118
• 4.1 风险管理相关法规文件102
• 4.2 风险管理目标和流程102-105
• 4.3 风险管理组织机构与职责105-107
• 4.4 风险管理制度措施107-110
• 4.5 风险预警与风险干预应急措施110
• 4.6 变形风险预警系统110-117
• 4.6.1 系统总体模块110-112
• 4.6.2 各子模块112-117
• 4.7 本章小结117-118
• 第5章 隧道过邻近结构物段重大风险源专项评估118-169
• 5.1 肯特指数法评估隧道邻近结构物安全风险原理118-122
• 5.2 考虑风险损失和风险概率的模糊数学风险评估原理122-125
• 5.2.1 模糊隶属度函数的选取122-123
• 5.2.2 风险估计123-124
• 5.2.3 风险评价等级124-125
• 5.3 隧道斜下穿排水箱涵段风险评估与应对125-147
• 5.3.1 现场概况125-126
• 5.3.2 风险评估126-127
• 5.3.3 动态分部台阶法风险应对措施127-128
• 5.3.4 风险应对措施力学机理128-133
• 5.3.5 风险应对措施安全性分析133-143
• 5.3.6 风险监控143-147
• 5.3.7 风险应急预案147
• 5.4 隧道邻近牛角冲互通立交桥风险评估与应对147-160
• 5.4.1 现场概况147-148
• 5.4.2 风险评估148-149
• 5.4.3 风险应对措施安全性分析149-157
• 5.4.4 风险监控157-160
• 5.4.5 施工阶段风险应急预案160
• 5.5 隧道斜下穿京珠高速公路风险评估与应对160-167
• 5.5.1 现场概况160
• 5.5.2 风险评估160-161
• 5.5.3 风险应对措施安全性分析161-165
• 5.5.4 风险监控165-167
• 5.5.5 风险应急预案167
• 5.6 修正变形监测标准167
• 5.7 本章小结167-169
• 第6章 隧道过风化槽施工坍方突发性事件风险评估169-197
• 6.1 隧道坍方和掌子面崩塌形态统计分析169-174
• 6.1.1 隧道坍方统计及原因分析169-172
• 6.1.2 隧道掌子面崩塌形态统计分析172-174
• 6.2 隧道过风化槽段地质情况探测174-176
• 6.3 范例推理评估隧道坍方风险176-179
• 6.3.1 范例推理评估思路176-177
• 6.3.2 范例推理评估隧道坍方风险177-179
• 6.4 可拓法评估隧道坍方风险179-185
• 6.4.1 可拓法坍方风险评估思路179-181
• 6.4.2 可拓法坍方风险评估实例181-185
• 6.5 强度折减法评估隧道坍方风险185-192
• 6.5.1 强度折减法评估思路185-186
• 6.5.2 隧道坍方失稳评估判剧186-187
• 6.5.3 隧道坍方稳定评估187-192
• 6.6 过风化槽段风险应对措施192-193
• 6.7 隧道施工坍方预防措施和应急预案193-195
• 6.7.1 隧道坍方风险段施工预防措施193-194
• 6.7.2 隧道坍方风险段应急预案194-195
• 6.8 过风化槽段的施工效果分析195
• 6.9 本章小结195-197
• 第7章 研究结论与展望197-200
• 7.1 研究结论197-199
• 7.2 主要创新点199
• 7.3 进一步研究建议199-200
• 参考文献200-213
• 致谢——回首求学路 感恩他人情213-216
• 攻读学位期间发表论文及科研情况216-219
• 一、在读期间发表的论文216-218
• 二、参加的科研项目218-219
• 三、参加的学术会议219
• 四、参加的隧道设计与监测项目219
• 五、在读期间荣获的奖励219

【引证文献】

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本文编号：316978