运营地铁隧道渗漏水监测与风险预警研究

发布时间：2020-10-23 07:42

　　 伴随着我国城市化进程加快、经济增长方式向注重质的提升的转型,我国基础建设中的轨道交通如雨后春笋般涌现。随着地上空间利用趋于饱和,我国逐渐转向地下空间开发与利用,其中隧道工程与日俱增。然而因地铁工程多为地下水位以下,在众多病害中,渗漏水病害在运营隧道中发生较为频繁。运营地铁隧道内发生渗漏水不但会造成隧道结构出现开裂、内部结构装修腐蚀,导致隧道内附属设备使用寿命变短、列车运行效率与安全性降低等,使得运营地铁维护困难,严重者会造成人员伤亡及财产损失。因此,如何有效地进行运营地铁渗漏水等级的评价与对渗漏水病害的治理,从根源上预防渗漏水病害的发生,是运营地铁工程领域需迫切解决的一大难题。本文通过对运营地铁隧道渗漏水影响因素进行分析的基础上,从自然条件、围岩及地下水、设计与施工因素、运营因素五个方面出发建立起运营隧道渗漏水危害等级评价指标体系。从影响因素之间相互关系的角度出发采用Copula-云模型计算运营隧道渗漏水危害所属等级,然后综合考虑渗漏水危害等级与风险发生概率两因素,计算出风险指数较高区域。采用三维激光扫描与温度传感器相结合的感知层物联网监测系统对试验区中计算的较高风险指数运营隧道进行物联网环境下的监测,该物联网监测系统可用于动态实时监控隧道渗漏水高风险指数区域症状,并通过物联网传输方式达到各端口。最后根据发出运营地铁隧道渗漏水病害的诊断,并对其中的渗漏水病害治理措施方案优化。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U231;U457.2
【部分图文】：

1.1 研究背景进入 21 世纪以来，伴随着我国城市化进程加快、我国经济增长方式转型注重质量的提升，我国基础建设中的轨道交通如雨后春笋般涌现。随着地上空间利用趋于饱和，我国逐渐转向地下空间开发与利用，其中隧道工程与日俱增，隧道工程的出现既能缩短距离、提高行车效率以节省人们出行时间和减少乘车费用，还可以从根本上有效防止道路滑坡、泥石流崩塌等危害，同时也减少对地表植物的损害，防止自然环境受到人为破坏。地铁作为人们生活、工作中一种重要的出行方式，因其运量大、速度快、准时、能耗低、绿色环保、乘坐舒适、节省城市土地而备受欢迎。地铁隧道工程的发展与城市发展息息相关，隧道工程的兴建能为城市带来经济与社会双效益。截止 2017 年 12 月底，上海、北京、广州及南京等 35 个城市开通了地铁，投入运营地铁总里程达到 5021.7 公里（见图 1-1），其中武汉市运营路线长达 251.16 公里。

2 2( ) ( )2 2i ii ix Exx y ExyPx Pyi e (3-12)二维正态云发生器算法如下：输入：二维云的数字特征( Exx, Exy; Enx, Eny; Hex, Hey; n) ；输出：n 个呈现二维正态云分布的云滴( , , ), 1,2, , )i i ix y (i n。算法步骤如下：1）产生期望值为 ( Exx, Exy )，方差为 ( Enx, Eny )的二维正态随机数 ( , )i ix y ；2）产生期望值为 ，方差为 ( Hex, Hey )的二维正态随机数 ( , )i iPx Py ；3）按式(3-12)计算云滴的隶属度i ；4）将点 ( , , )i i ix y 作为一个二维云滴；5）重复 1） 4）步，直至产生 n 个云滴。根据上述二维云滴生成的过程，可在在 Matlab 中产生服从二维正态分布N (2500, 4500,300,600)的云滴 5000 个，这些二维云滴汇集后构成如图 3-1 所示的二维云图。

图 3-2 武汉市运营地铁布局示意图图 3-3 武汉市地铁 3 号线王家湾运营隧道图la-云模型构建云无法用三维坐标体系表示，同时考虑到文章篇幅限制，本各指标用 Copula-云模型评价表示本文仅以年均降雨量、地表
【参考文献】

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本文编号：2852734