山岭隧道钻爆法施工坍塌风险及围岩稳定性评价研究
发布时间：2021-08-02 20:55
对隧道进行风险评价和管理可以减少施工过程中事故的发生和避免工期延误。目前对隧道风险管理中风险因素的辨识和风险评价主要集中在利用专家经验进行总体的、静态的风险评价。在有经验可循的工程中能够起到借鉴作用,但对于经验较少的情况,该方法可能会造成判断失误,因此需要提出一种更加客观、符合实际的动态评价方法。目前我国隧道等地下工程建设已经积累了大量的工程施工案例,这些案例是当前和今后风险管理、技术改进的重要资源,如何充分挖掘这些数据以更加切合实际的进行风险辨识与风险评价,有待于研究。其次,随着大数据理论和技术的进步,数据挖掘方法在各行各业中得到了广泛的应用,因此利用隧道建设所积累的数据和施工过程中的监测数据,不仅可以为工期预测和投资费用预估提供有效的方法,也可以为隧道建设过程中的风险辨识、风险预测以及风险评价等问题提供新的思路。因此本文是在已有事故案例基础上,结合现场监测数据提出一种动态的风险评价方法。在案例分析的基础上结合专家调查法,首先提出一种模糊多态贝叶斯网络风险评价方法,对渔寮隧道进行坍塌风险总体评价;对于经评价认为坍塌风险较高的区段,首先利用所提出的优化Verhulst-MC模型（灰色模...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?２００１？２０１６年隧道事故类型发生次数及占比??Ｆｉｇ．?２－１?Ａｃｃｏｕｎｔ?ａｎｄ?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ａｃｃｉｄｅｎｔ?ｂｅｔｗｅｅｎ?２００１?ｔｏ?２０１６??
?１２０．００??胃事故数量／起＊事故占比／％??图２－１?２００１？２０１６年隧道事故类型发生次数及占比??Ｆｉｇ．?２－１?Ａｃｃｏｕｎｔ?ａｎｄ?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ａｃｃｉｄｅｎｔ?ｂｅｔｗｅｅｎ?２００１?ｔｏ?２０１６??２．１隧道坍塌类型划分??虽然在隧道坍塌防治研宄上己取得了大量成果ｉ７５＇７７’１３８－１４２：１，但是其总体形势仍??然严峻。在防治隧道坍塌研究方面，不同类型的坍塌需要不同的防控手段，因此有??必要对隧道坍塌依据其不同特点进行分类［ｍ。虽然相关专家对隧道坍塌分类进行??了相关研究，但因坍塌事故的复杂性，这些研宄多以单个因素进行的综合分类，系??－?统、整体、全面的分类尚较少。本部分采用定性、定量以及其相互结合的分类方法，??基于政府相关部门公布的大量的案例和现场数据，以及系统科学理论的支撑，对隧??道坍塌事故进行分类研宄。??为了对隧道坍塌事故类型进行分类，首先需要构建其划分的依据。因此，在对??坍塌事故案例收集分析的基础上，根据案例的特征确定划分依据，即按照隧道类型、??ｉ丹塌原因、坊塌发生位置、班塌发展速度、ｉ丹塌规模、ｉ丹塌破坏形态和危害形式、??造成的经济损失与人员伤亡以及时效特征这８个依据进行分类。隧道类型是指隧??道围岩及其上覆地层的典型特征
多是因地质条件突变、超前支护不到位、爆破参数不合理突然发??生的坍塌事故；阵发性坍塌是因围岩松动导致连续的多次坍塌，在同一位置或附近??位置发生，具有一定的时间间隔，危害性较大；缓慢变形坍塌是因地质条件的变化、??地下水位的变化、岩体蠕变、施工等原因使得原岩应力稳定性破坏、重组过程中，??因围岩较差不能满足强度要求，使得围岩由弹性变形转变为塑性变形，当达到极限??时就会发生坍塌，多发生在完成支护的隧道中。??（５）依据坍塌规模分类，坍塌规模包括坍塌高度和坍塌体积，据此可分为小??型坍塌、中型坍塌和大型坍塌。??小型坍塌，指坍塌高度小于３ｍ，或坍塌体积小于３０ｍ３。中型坍塌，指坍塌??闻度３￣６ｍ，或對塌体积３０￣１００ｍ３。大型ｉ丹塌，指的是坊塌闻度大于６?ｍ，或ｉ丹??塌体积大于ｌ〇〇ｍ?３［１４９］。??（６）依据坍塌破坏形态分类，根据破坏的形态可分为贯穿型坍塌、局部坍塌、??拱形坍塌、异形坍塌，如图２－３所示。贯穿型坍塌按照形成形式可分为施工直接导??致坍塌和施工间接原因导致坍塌；其中施工间接原因主要包括施工导致不良地质??体破坏和施工导致管线破裂。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道坍塌事故类型划分及其主要特征[J]. 孙景来,刘保国,储昭飞,任大瑞,宋宇. 中国铁道科学. 2018(06)
[2]遗传算法改进及其在岩土参数反分析中的应用[J]. 季慧,金银富,尹振宇,吴则祥,沈水龙. 计算力学学报. 2018(02)
[3]基于Kriging时空统一模型的隧道动态施工位移预测[J]. 张可能,胡达,何杰,吴有平. 中南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[4]基于强度折减法的双孔大跨隧道围岩稳定性研究[J]. 李杰,司君岭,仲恒,赵瑞文. 土木工程学报. 2017(S2)
[5]优化的灰色离散Verhulst模型在基坑沉降预测中的应用[J]. 张闯,彭振斌,彭文祥. 中南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[6]强度折减最短路径在浅埋隧道极限分析的存在性研究[J]. 王薇,邹江海,张学民,张恒文. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[7]基于灰色理论的新陈代谢自适应多参数预测方法[J]. 张朝飞,罗建军,徐兵华,马卫华. 上海交通大学学报. 2017(08)
[8]复杂隧道围岩安全性及其评价方法[J]. 张顶立,台启民,房倩. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[9]隧道及地下工程的基本问题及其研究进展[J]. 张顶立. 力学学报. 2017(01)
[10]高水压富水区裂隙岩体隧道渗流场的特征[J]. 高新强,艾旭峰,孔超. 中国铁道科学. 2016(06)
博士论文
[1]高速公路隧道施工全过程风险动态分析与反馈设计方法研究[D]. 刘靖.长安大学 2013
[2]山岭隧道塌方机制及防灾方法[D]. 王迎超.浙江大学 2010
[3]软弱破碎隧道围岩渐进性破坏机理研究[D]. 汪成兵.同济大学 2007
硕士论文
[1]基于模糊动态故障树分析法的地铁隧道施工风险分析[D]. 杨玲.石家庄铁道大学 2016
[2]隧道塌方特征分析和预报预警监测系统的研究[D]. 蒋涛.北京交通大学 2016
[3]基于动态贝叶斯网络的隧道盾构施工诱发变形分析[D]. 晏祎.华中科技大学 2013
本文编号：3318261
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?２００１？２０１６年隧道事故类型发生次数及占比??Ｆｉｇ．?２－１?Ａｃｃｏｕｎｔ?ａｎｄ?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ａｃｃｉｄｅｎｔ?ｂｅｔｗｅｅｎ?２００１?ｔｏ?２０１６??
?１２０．００??胃事故数量／起＊事故占比／％??图２－１?２００１？２０１６年隧道事故类型发生次数及占比??Ｆｉｇ．?２－１?Ａｃｃｏｕｎｔ?ａｎｄ?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ａｃｃｉｄｅｎｔ?ｂｅｔｗｅｅｎ?２００１?ｔｏ?２０１６??２．１隧道坍塌类型划分??虽然在隧道坍塌防治研宄上己取得了大量成果ｉ７５＇７７’１３８－１４２：１，但是其总体形势仍??然严峻。在防治隧道坍塌研究方面，不同类型的坍塌需要不同的防控手段，因此有??必要对隧道坍塌依据其不同特点进行分类［ｍ。虽然相关专家对隧道坍塌分类进行??了相关研究，但因坍塌事故的复杂性，这些研宄多以单个因素进行的综合分类，系??－?统、整体、全面的分类尚较少。本部分采用定性、定量以及其相互结合的分类方法，??基于政府相关部门公布的大量的案例和现场数据，以及系统科学理论的支撑，对隧??道坍塌事故进行分类研宄。??为了对隧道坍塌事故类型进行分类，首先需要构建其划分的依据。因此，在对??坍塌事故案例收集分析的基础上，根据案例的特征确定划分依据，即按照隧道类型、??ｉ丹塌原因、坊塌发生位置、班塌发展速度、ｉ丹塌规模、ｉ丹塌破坏形态和危害形式、??造成的经济损失与人员伤亡以及时效特征这８个依据进行分类。隧道类型是指隧??道围岩及其上覆地层的典型特征
多是因地质条件突变、超前支护不到位、爆破参数不合理突然发??生的坍塌事故；阵发性坍塌是因围岩松动导致连续的多次坍塌，在同一位置或附近??位置发生，具有一定的时间间隔，危害性较大；缓慢变形坍塌是因地质条件的变化、??地下水位的变化、岩体蠕变、施工等原因使得原岩应力稳定性破坏、重组过程中，??因围岩较差不能满足强度要求，使得围岩由弹性变形转变为塑性变形，当达到极限??时就会发生坍塌，多发生在完成支护的隧道中。??（５）依据坍塌规模分类，坍塌规模包括坍塌高度和坍塌体积，据此可分为小??型坍塌、中型坍塌和大型坍塌。??小型坍塌，指坍塌高度小于３ｍ，或坍塌体积小于３０ｍ３。中型坍塌，指坍塌??闻度３￣６ｍ，或對塌体积３０￣１００ｍ３。大型ｉ丹塌，指的是坊塌闻度大于６?ｍ，或ｉ丹??塌体积大于ｌ〇〇ｍ?３［１４９］。??（６）依据坍塌破坏形态分类，根据破坏的形态可分为贯穿型坍塌、局部坍塌、??拱形坍塌、异形坍塌，如图２－３所示。贯穿型坍塌按照形成形式可分为施工直接导??致坍塌和施工间接原因导致坍塌；其中施工间接原因主要包括施工导致不良地质??体破坏和施工导致管线破裂。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道坍塌事故类型划分及其主要特征[J]. 孙景来,刘保国,储昭飞,任大瑞,宋宇. 中国铁道科学. 2018(06)
[2]遗传算法改进及其在岩土参数反分析中的应用[J]. 季慧,金银富,尹振宇,吴则祥,沈水龙. 计算力学学报. 2018(02)
[3]基于Kriging时空统一模型的隧道动态施工位移预测[J]. 张可能,胡达,何杰,吴有平. 中南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[4]基于强度折减法的双孔大跨隧道围岩稳定性研究[J]. 李杰,司君岭,仲恒,赵瑞文. 土木工程学报. 2017(S2)
[5]优化的灰色离散Verhulst模型在基坑沉降预测中的应用[J]. 张闯,彭振斌,彭文祥. 中南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[6]强度折减最短路径在浅埋隧道极限分析的存在性研究[J]. 王薇,邹江海,张学民,张恒文. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[7]基于灰色理论的新陈代谢自适应多参数预测方法[J]. 张朝飞,罗建军,徐兵华,马卫华. 上海交通大学学报. 2017(08)
[8]复杂隧道围岩安全性及其评价方法[J]. 张顶立,台启民,房倩. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[9]隧道及地下工程的基本问题及其研究进展[J]. 张顶立. 力学学报. 2017(01)
[10]高水压富水区裂隙岩体隧道渗流场的特征[J]. 高新强,艾旭峰,孔超. 中国铁道科学. 2016(06)
博士论文
[1]高速公路隧道施工全过程风险动态分析与反馈设计方法研究[D]. 刘靖.长安大学 2013
[2]山岭隧道塌方机制及防灾方法[D]. 王迎超.浙江大学 2010
[3]软弱破碎隧道围岩渐进性破坏机理研究[D]. 汪成兵.同济大学 2007
硕士论文
[1]基于模糊动态故障树分析法的地铁隧道施工风险分析[D]. 杨玲.石家庄铁道大学 2016
[2]隧道塌方特征分析和预报预警监测系统的研究[D]. 蒋涛.北京交通大学 2016
[3]基于动态贝叶斯网络的隧道盾构施工诱发变形分析[D]. 晏祎.华中科技大学 2013
本文编号：3318261
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