基于iS3平台的隧道工程数据融合分析方法与案例研究

针对目前隧道工程数字模型中地质数据、工况数据和监测数据缺失,以及数字模型与数值分析程序难以自动对接的问题,基于iS3平台提出了结合隧道工程数字模型与勘察、施工和监测全过程数据的无缝融合方法,实现隧道工程多源、异构数据的可视化高效管理,并为自动化数值分析奠定基础。基于此数据融合方法,对海口文明东越江隧道各类型的数字模型进行搭建,可实现项目工程计划的动态调整。研发与工程信息管理平台相关联的工程二维数值计算的自动建模程序,将其作为平台的工具模块并进一步扩展功能,可将计算结果数据接入平台中,并实现计算结果的自动绘制。通过将该程序部署在该工程中,完成勘察、设计、施工、力学等多源异构数据的融合,最终实现工程的自动化数值分析,提升工程的数字数值一体化水平。     

岩石隧道工程风险浅析

近年来,由于我国经济的飞速发展,岩石隧道修建突飞猛进,如何减少事故发生率,减少灾害损失是亟待解决的问题;但是事故资料的不完整性以及风险因素的不确定性都给风险分析带来了困难。借鉴了日本等国家20a来有关岩石隧道事故灾害的统计资料,对目前岩石隧道建设过程中的风险因素进行了归类,并给出了处理措施。同时还讨论了风险分析的方法在岩石隧道工程中的应用,提出了一种实用的风险分析方法。     

基于iS3的隧道智能建造系统及其应用

隧道智能建造是隧道工程建设发展的方向。隧道智能建造在围岩智能判释、支护智能设计、机械智能施工和协同管控方面存在难点问题,需要通过智能建造理论方法和各类智能技术协同解决,其中集成系统尤为关键。目前集成系统在地质体、全寿命周期、拓展性、自主执行和多层次需求敏捷响应上仍存在不足,需要进一步研究解决。基于基础设施智慧服务系统(iS3),提出以全息感知、融合建模、智能分析、闭环控制和持续优化学习为特征的隧道智能建造系统概念模型;并基于概念模型构建围绕地质体、隧道体的高拓展性、高可复用性、核心能力突出、快速自主响应的隧道智能建造系统框架。最后通过峨汉高速公路大峡谷隧道支护智能设计系统的应用实践,从工地信息提取到设计方案自动反馈至现场施工人员仅需10min,有效证明了基于iS3的隧道智能建造系统的适用性。     

寒区岩石隧道防水措施浅析

针对寒区隧道防水的重要性,分析了寒区岩石隧道渗漏的原因,从设计、材料选择、后期施工各方面对寒区岩石隧道的防水措施进行了讨论,着重对混凝土抗防冻措施进行了探讨,以促进寒区隧道防水的研究,解决隧道的冻害问题.     

岩石隧道掘进机的施工预测模型

分析了岩石隧道掘进机的破岩机理,介绍了自上世纪70年代以来发展的一系列施工预测模型,包括单因素预测模型、综合预测模型(CSM模型和NTNU模型)、岩体分类预测模型(QTBM模型)、概率模型、模糊神经网络模型。单因素预测模型中包括的主要岩石材料参数有岩石单轴抗压强度、抗拉强度及岩石的总硬度;CSM模型主要是基于线性切割试验机岩石试验数据,其初始预测模型中包括岩石单轴抗压强度及抗拉强度;NTNU模型是一套完整的预测模型,包括掘进速度、进度预测、刀具的磨损预测及经济分析,在它的施工进度预测模型中,考虑到了岩石的可钻性、孔隙度及岩体节理的密度及方向;QTBM模型源自于Q系统,加入了一些与隧道掘进机及与掘进速度相关的参数;概率模型是基于一个庞大数据库的类比模拟模型;模糊神经网络模型是一种黑箱模型,克服了输入与输出之间的不确定性关系。     

浅谈岩石隧道施工测量技术

结合工程实例，介绍了围岩情况，从洞内控制的布设、高程控制、纵横断面的施测、贯通后的竣工测量等方面对隧道的施工测量技术进行了阐述，以确保隧道的贯通精度，为创立优质工程建立基础。     

工程类比经验法确定水下隧道岩石覆盖层厚度

归纳了国内外常用确定最小岩石覆盖层厚度的方法——挪威经验法、国内顶水采煤经验法、隔水岩柱经验计算法和日本经验公式,利用上述四种方法对重庆两江隧道中的长江隧道最小岩石覆盖层厚度进行工程类比分析得到,长江隧道最小岩石覆盖层厚度取值为21m～32m。     

基于EVS的隧道工程三维地质建模应用

介绍了EVS软件三维地质建模流程,以横琴杧洲隧道工程场地为研究对象,基于勘察钻孔数据,使用EVS软件建立了地层模型和属性模型,剖切三维模型得到沿线纵剖面及横剖面,定量对比分析了两类模型的建模效果,结果显示除粗砂层和中风化砂岩层以外的其他地层体积误差均小于8%,地层模型中各地层区域内相应地层的预测概率达到60.91%～91.34%,属性模型中概率大于0.8的单元体积占总体积为65%,概率大于0.6的单元体积占总体积为85%,结果表明地层模型与属性模型具有较好的空间位置对应关系,模型具有较高的置信度。     

岩石公路隧道塌方风险事故树分析

塌方是岩石隧道施工中的常见灾害.总结了岩石公路隧道塌方发生的几大因素及发生机理.利用事故树理论(Fault Tree Analysis,FTA),结合上述因素分析,编制了岩石公路隧道塌方分析事故树,并结合西部某公路隧道工程,对该隧道中潜在塌方因素进行了定量分析,计算得出塌方事故的发生概率、各底事件的关键重要度,提出了相应的管理措施和控制建议.     

寒区岩石隧道冻害机理及防治研究

冻害是寒区隧道常见的工程病害,造成冻害的原因很多,其中冻胀力是寒区隧道冻害发生的主要原因.因此,在寒区隧道的研究中,要避免和减轻寒区隧道工程中冻害的发生,最关键的问题是研究冻胀力的发生、发展以及怎样预防或消减冻胀力,对寒区隧道的冻害机理及防治方法进行了系统的研究.提出了冻胀现象产生必须同时满足的三个条件:有能使水结成冰的足够低的温度、衬砌必须提供阻止水体结冰膨胀变形足够的刚度、有足够的水源,并由此提出防治冻害的研究方向即采取措施使三项条件有一条不满足即可有效地防止冻害.利用ANSYS有限元对寒区隧道冻胀力进行了数值模拟,通过对理论计算结果和数值模拟结果的比较分析,提出寒区隧道冻胀力的基本防治措施,对寒区岩石隧道工程的设计和施工具有指导意义.     

复杂地质条件下隧道围岩分级BQ修正法的应用

针对当前公路隧道设计规范中的BQ法的缺点,通过将复杂地质条件下的初始地应力、地下水以及主要软弱结构面影响引入围岩分级中,并以BQ法为基础建立复杂地质条件下的修正BQ围岩分级法,实践应用证明:BQ修正法分级结果吻合率比传统BQ法更好。     

地质雷达在隧道工程中的应用

以RAMAC地质雷达在二峨山公路隧道中地质超前预报的应用为例,介绍了地质雷达的工作原理与方法,并结合开挖掌子面的详细地质描述,准确预测了开挖前方围岩的节理破碎带和地下水发育区,为新奥法隧道施工提供科学、准确的信息,避免了隧道施工的盲目性,保障了施工安全及工程质量。     

地质编录在岩溶发育隧洞缺陷处理中的应用

结合山西省万家寨引黄工程南干6号隧洞工程实例,介绍了6号隧洞岩溶的发育特征,详细地阐述了无芯钻孔地质编录在古岩溶发育的水利隧洞缺陷处理工程中的具体应用。     

地质雷达在地铁隧道超前地质预报中的应用

以某地铁隧道超前地质预报为工程实例,应用地质雷达技术,在分析了地质雷达工作原理的基础上,结合前期勘察和施工现场情况,对掌子面前方的破碎带和含水层进行了准确预报,验证了地质雷达预报的准确性,并根据地质雷达的原理,对其应用的优缺点给出了建议。     

地质雷达在长坞岭隧道超前地质预报中的应用

结合长坞岭隧道超前地质预报工程实例,分析了雷达波穿越单一岩性完整岩层、富水区围岩、岩脉及裂隙破碎带、坡残积层与基岩界面时的反射特征,指出地质雷达在长坞岭隧道超前地质预报优化设计施工方案中发挥了重要作用,可为保障施工安全提供有效指导。     

地貌学及地植物学在隧道地质调绘中的应用

结合两个工程实例探讨了地貌学及地植物学观测在隧道地质调绘中的重要性,指出前者根据地貌的形态特征推断其形成原因及条件,并评价其工程地质条件,后者根据植物群落的种属、分布及形态特征推断当地的气候,土质等,均具有重要作用。     

断层带综合地质勘察方法及隧洞围岩变形模拟研究

复杂的地质条件往往给隧洞开挖造成较大困难,详细准确地查明地质条件是隧洞工程顺利开展的基础.文章以广西桂中乐滩水库引水隧洞工程为背景,通过地质测绘、物探、钻探等综合手段查明该断层附近隧洞沿线的地质条件,并采用有限元方法进行数值模拟,得到了隧洞开挖和支护前后的应力及变形状态,有针对性地对TBM施工过程中,围岩的稳定性进行了...     

TSP超前地质预报在岩溶隧道中的应用

阐述了TSP系统的探测原理,着重讲解了TSP在岩溶隧道中探测溶洞、断层等地质灾害的应用,结果表明,TSP超前地质预报技术在长大岩溶隧道建设中发挥着举足轻重的作用,对安全信息化施工具有重要意义。     

物探在环山坪隧道详勘地质工作中的应用

采用高密度电阻率成像法进行了工程物探和工程水文地质调查,通过对物探数据的处理、反演,探明了环山坪隧道区域断裂带的位置、规模及溶洞发育的规模,查明了隧道所处围岩的工程地质特征,为地质详勘和隧道施工设计提供参考依据。     

地质雷达在隧道超前预报中的实践应用

介绍了地质雷达探测技术的原理、特点,结合工程实例,从探测剖面选取、雷达参数设置、测量数据采集、图像分析等方面,阐述了地质雷达在隧道超前预报中的应用,指出地质雷达可以得到隧道掌子面前方地质的准确信息,为隧道安全施工提供了有力保障。