基于人工智能方法的隧道塌方风险预测研究

为了对隧道塌方风险展开研究,整理246起隧道塌方事故案例,通过建立塌方风险评估指标体系,基于人工智能预测方法,分别采用随机森林算法、径向基函数神经网络、BP神经网络模型、粒子群算法优化BP神经网络模型,对塌方风险进行预测。结果表明,随机森林算法、径向基函数神经网络、BP神经网络模型、粒子群算法优化BP神经网络模型的塌方预测准确率分别为81.67%、83.33%、86.67%、93.33%,F_(1)值分别为0.645、0.642、0.5、0.833。粒子群算法优化BP神经网络模型预测准确率和F_(1)值均大幅提高,预测效果最好,大大减少了评估结果的主观性,为隧道塌方风险研究提供了新的研究思路。

隧道施工中塌方风险耦合评估方法研究

为提高隧道施工塌方风险评估准确率,考虑评估的多指标性与耦合性特点,提出了一种基于风险耦合的隧道施工塌方风险评估方法。首先,通过事故统计分析确定14个塌方风险指标,并确定各指标风险等级阈值,建立了隧道塌方风险评价指标体系;然后,使用层次分析法与K-均值算法的组合权重计算方法确定评价指标权重,采用概率密度函数确定各指标等级隶属度;最后,通过耦合度公式计算指标间的耦合度,建立隧道施工塌方风险耦合评估模型。将建立的模型应用于某输水隧道的施工塌方风险评估,评估结果与实际情况基本吻合,验证了评估方法的合理性与可行性,为隧道施工塌方风险评估提供了新思路。

基于集对分析理论和数字化平台的山岭隧道塌方风险评价

为更准确、更科学地完成山岭隧道塌方风险评价,提出一种基于层次分析法(AHP)-熵值法(Entropy)集对分析理论的山岭隧道塌方风险评价方法。首先,选取地质因素、设计因素、施工因素、管理因素4项因素作为塌方风险评价指标体系的准则层,选取12项因素作为指标层,运用层次分析法和熵值法分别计算2级指标权重;然后,引入集对分析理论确定指标联系度,并结合置信度准则对塌方风险的等级进行判定;接着,利用Grasshopper以及Python软件,对集对分析理论进行可视化程序开发,并将其与隧道-地质BIM交互模型进行耦合,建立基于AHP-Entropy集对分析模型的隧道塌方风险数字化分析平台;最后,结合重庆某隧道实际工程,验证隧道塌方风险评价的高效化、可视化效果。研究表明:基于集对分析理论的山岭隧道塌方风险评价数字化分析平台运行时间约为2 s,与传统的隧道塌方风险评价方法相比可以大大提高风险评价效率,同时利用AHP-Entropy法确定评价指标权重,提高了评价结果的可靠性。

基于TBM掘进大数据和特征参数的引水隧洞塌方分析

针对TBM掘进过程中缺乏对围岩质量和塌方风险快捷、精准的预测预警方法,通过对TBM掘进大数据的深入挖掘,结合对实际工程塌方数据的剖析,提出潜在塌方风险的辅助判断依据。首先,对冗杂、连续的原始采集数据进行预处理,获取高质量的分析数据;然后,基于参数的相关性分析提出围岩特征参数的计算方法,并围绕特征参数的合理性和适用性,通过理论推导、室内试验和现场原位掘进试验进行论证;最后,结合实际的TBM塌方案例分析特征参数与围岩地质情况的相关性,提出塌方风险快速判断依据。结果表明:基于TBM掘进数据获取的围岩特征参数在一定程度上反映了围岩质量,其数值与围岩质量正相关,当其数值显著降低、变幅超过69.2%时,当前的掘进循环极大可能存在塌方风险。

浅埋黄土隧道塌方破坏模式及处置技术

以宁夏某浅埋黄土隧道塌方事故为依托,首先讨论分析浅埋黄土隧道的塌方破坏机理及模式,然后根据现场塌方情况,分析案例隧道塌方原因并提出处置方案,最后通过数值模拟和现场监测对其处置效果进行评价。结果表明:黄土自身的易灾性、不良地形地势、浅埋隧道施工扰动以及强降雨入渗共同导致隧道上方围岩形成一定范围的黄土软弱湿陷带,原隧道支护结构无法抵抗劣化后的围岩,围岩变形和结构受力均大幅增加,其中拱顶沉降增大了91.8%,拱肩处初支正弯矩增大了60.7%;黄土地层开挖面失稳破坏可分为掌子面到达软弱湿陷带的失稳破坏和穿越整个软弱湿陷带的失稳破坏两种模式;结合有限元模拟和现场监测验证,“临时支护系统+换拱+超前中管棚注浆加固”的综合防塌方处置技术应用效果显著。

新旗下营隧道塌方段治理措施优化设计

为了在隧道塌方地段能够保证施工安全进行,需要采取超前支护手段来保证围岩稳定。以新旗下营隧道塌方段为依托,研究不同支护措施对隧道塌方段的影响,根据现场塌方情况比选出合适的支护方式——超前小导管,采用Midas GTS NX(迈达斯)有限元软件,分别建立了无超前支护和超前小导管支护方案进行比选分析。在此基础上,对超前小导管长度和注浆加固区厚度参数进行优化比选。结果表明:超前小导管支护效果明显,能有效改善断层破碎带和地形偏压对隧道的影响,并且当超前小导管长度为4 m,注浆加固区厚度为1 m时,可有效控制围岩变形,保证围岩稳定。研究验证了参数选取的可行性,可为类似隧道塌方的预防与治理提供工程借鉴。

基于AHP-TOPSIS的深长引水隧洞穿越破碎地层塌方风险评价

深长引水隧洞穿越破碎地层时极易诱发塌方风险,地层塌方风险评价的科学准确评级对于降低施工风险和成本具有重要意义。如何简单、快速、准确地对地层塌方风险进行评价一直是一个有挑战性的研究内容,也是现场施工的迫切需求。深长引水隧洞穿越破碎地层塌方风险受多种因素的影响。从地质角度和施工角度选取隧洞开挖跨度,隧洞埋深,岩体完整性、地下水发育程度,结构面状态和施工管理水平6个指标,建立了深长隧洞塌方风险评价体系。基于AHP-TOPSIS的基本原理,建立了深长引水隧洞穿越破碎地层塌方风险评价模型。通过AHP确定其权重系数,使用TOPSIS理论确定破碎地层塌方风险等级。该模型成功对磨盘山隧洞进行评级,取得了良好的评价效果。结果显示:71+899~999段落的评价结果为V级风险,现场风险极大,开挖过程中在71+995发生小型塌方。

某水电站竖井断层带塌方支护研究

某水电站上部压力竖井在反井溜渣开挖支护过程中,受F25断层带影响围岩破碎并遇季节性地下水量增加,导致大范围塌方,通过一系列模拟计算,确定支护措施,确保了上部压力竖井顺利贯通,支护后对塌方段进行收敛监测,结果显示支护后变形微小稳定,此开挖过程中采取一系列有效安全措施进行总结,对类似工程有一定的参考价值。

多褶皱页岩环境下新型隧道防塌方开挖装置及施工技术研究

本文提出了一种多褶皱页岩环境下新型隧道防塌方开挖装置及其相应的施工技术。首先,分析了多褶皱页岩环境下隧道塌方风险的特点和原因;然后,介绍了新型开挖装置的结构、工作原理、施工技术和措施;最后,以塞尔维亚E763高速公路项目为例,验证了新型开挖装置及施工技术在实际工程中的应用效果。

引水隧洞塌方段综合支护技术研究与应用

分析了左江治旱驮英水库及灌区工程驮楼~广沙隧洞在开挖过程中出现的塌方问题,认为其主要原因为复杂地质条件下的岩层破碎带和支护不足。为确保施工安全,提出了综合支护技术方案,包括堆渣堵孔护坡、围岩变形监测、大小管棚支护、钢拱架支护、塌方清运、底板软基清理及垫层混凝土施工和回填灌浆等。通过循环进尺施工方法,有效控制了施工过程中的安全性和稳定性,确保了工程的顺利进行。

不良地质条件下山体内弧形闸门竖井塌方处理措施

轿子山水库山体内弧形闸门竖井塌方,竖井下游侧倒悬体失稳,边坡垮塌冒顶。如何有效处理塌方,加固已失稳的倒悬体,防止二次开挖时竖井倒悬体再次坍塌,确保闸门竖井建成后安全运行是关键。在塌方处理中先对井内坍塌漏斗进行回填,后用混凝土梁+锚筋桩+固结灌浆联合从井口对下部岩体进行加固,再用锚喷支护+固结灌浆对井壁进行加固的措施,有效处理了塌方冒顶,联合支护对坍塌体起到良好的加固作用。

不良地质条件下大直径竖井塌方处理技术研究

在不良地质下进行竖井开挖施工是非常困难的,尤其是在进行大直径竖井开挖过程中,更是困难重重,这就要求在施工过程中必须采取可靠的支护措施,才能保证施工安全、质量和进度。但由于地下地质条件复杂,不确定因素较多,在竖井施工时发生塌方的情况时有发生。为了安全高效地处理竖井塌方问题,文章以内蒙古引绰济辽蛟流河顶管始发井塌方为例,分析塌方处理方法,为类似工程提供借鉴。

黄土地裂缝区地铁隧道暗挖施工塌方机理及处治措施

依托西安地铁3号线近接地裂缝区域的某暗挖隧道施工塌方案例,对引起坍塌的水文地质、施工行为诱因进行了分析。通过离散元软件进一步模拟隧道坍塌过程,发现隧道上部初支结构加速了“力链”的形成。在塌方案例中,通过一系列处治措施保证了土层结构安全,未引发次生灾害。现场监测数据有效地验证了险情处治方案的有效性。研究结果表明:地表降水为塌方重要诱因,软弱地层隧道暗挖时应保证隧道结构尽快成环,并确保底部土体的稳定。

穿越碳质千枚岩破碎带隧道侵限及塌方的处治

基于316国道某穿越碳质千枚岩破碎带隧道侵限及塌方处治施工过程,根据现场侵限及塌方情况,分别对侵限段和塌方段进行处治。工程实践表明,采用“大管棚+小导管超前支护施工+空腔填充”技术进行超前支护对穿越碳质千枚岩破碎带隧道塌方进行处治较合理,施工效果良好,施工处于安全可控范围内。

某山区高速公路特长隧道特殊地质塌方涌水分析及处治

由于山区高速公路受地形条件的制约,在选线过程中常采用隧道方案穿越山岭。山区高速公路隧道地形起伏大、条件复杂,面临断层、岩溶、高地应力、瓦斯等不良地质,可能出现涌水、塌方、大变形、岩爆等地质灾害,若处治不当不仅造成安全质量事故、增大投资、影响工期、后期的运营,甚至会造成不良的社会影响。以某山区高速公路特长隧道为例,探讨复杂地质条件下公路隧道塌方涌水原因分析及处治措施。

乐昌峡水利枢纽防汛道路边坡塌方处理方案探讨

乐昌峡水利枢纽右岸防汛道路受强降雨影响,边坡多次出现塌方,导致原有村道中断、乐昌峡右岸公路通行受阻。对此,在调查并掌握水文地质状况的基础上,提出边坡开挖卸载、边坡局部卸载+支护以及利用隧道改线三种处理方案。经综合比较分析,推荐边坡局部卸载+支护作为实施方案。该设计经验可为类似工程提供参考。

安徽佛岭公路隧道某段塌方地质灾害综合分析

随着我国公路隧道建设的快速发展,隧道工程面临着各方面的地质灾害风险。隧道围岩塌方是隧道建设中的一大地质灾害,本文结合国内外发生塌方地质灾害案例,参照有关规范以及相关文献,运用统计分析的方法,提出造成围岩塌方的风险因子,分析影响塌方的各种风险因素,建立风险因子对于塌方发生概率的隶属度函数,提出了一套塌方地质灾害综合分析方法。以安徽佛岭地区为例,开展了塌方地质灾害综合评估,与施工监测结果对比,有较为一致的评估效果。

有压引水隧洞塌方原因分析及处理措施——以博瓦水电站引水隧洞为例

结合博瓦水电站引水隧洞涌水段塌方情况,分析塌方原因、处理难点,并提出塌方处理原则和措施,并对结构进行复核。通过采用积水引排、反压回填、分台阶开挖、“超前支护”“刚性支护”和“柔性支护”相结合等措施,阐述了该塌方处理的主要技术和关键思路。安全有效地完成塌方处理后,监测数据及运行效果良好,证明了该措施的合理性和有效性。

公路隧道进口段塌方处理及其效果评价

为合理评价公路隧道塌方处理措施的有效性,以隧道进口段塌方事故为工程背景,结合实际条件,分析处理措施,并结合处理后的变形监测成果,通过变形预测等手段进行处理效果评价。分析结果表明:受洞口段围岩性质影响,塌方事故频发,为确保其安全施工,先开展洞口段灾害防治,再对地表土体、塌方掌子面进行加固处理,并提出将循环掘进措施作为塌方后的后续施工手段。同时,据塌方段处理后的变形监测成果,既有变形最大值为86.25mm,明显小于120mm(变形控制值),说明现有条件下的塌方处理效果较优,且通过变形预测,得出塌方段的变形值仍在变形控制值范围内,说明预测时间内的塌方处理效果仍较优,塌方段防治处理措施合理有效。

超大跨度改扩建隧道深塌方冒顶处理技术

通过分析超大跨度改扩建隧道深塌方冒顶的原因,提出了一系列的处理方案,包括加强地质勘察、优化施工方法、加强支护措施等方面。为了验证这些处理技术方案的可行性和有效性,进行了模拟实验和工程实践。结果表明,这些处理技术方案能够有效地控制隧道深塌方冒顶的发生,提高工程的安全性和可靠性。