功效系数法和超前地质预报的隧道塌方风险预测

为了更准确地预报施工隧道中的采空区及涌水突泥等高风险问题,需要采取多种预报方法进行综合解释。以南充经大竹至梁平高速公路项目中铜锣山隧道施工中地质超前预报为例,介绍了利用将trt超前预报、地质雷达、超前钻探三种预报相结合来精确预报前方地质情况的综合解释方法,分析了综合应用解释对施工的重要性。

隧道施工前方经常遇到岩溶、断层破碎带、富水等不良地质,一旦对这些不良地质重视不够或处治不当,都将给隧道施工带来极大困难,甚至造成人民生命财产的巨大损失。根据预报手段的准确性,把预报分为3类;根据岩溶、断层破碎带及富水地层3种不良地质的规模、大小、特征及其危害程度,将其分为6级。最后,根据不同预报手段的准确性和不良地质的分级,建立基于综合超前地质预报的隧道施工不良地质预警体系,并确立相应的预警距离和处治技术预案。

文章对隧道塌方的原因进行了综合的探讨分析,提出了隧道塌方的超前地质预报的应用方法,并研究出了隧道塌方事故控制的防治对策,从而确保隧道施工的安全顺利进行。

介绍tsp、红外探测、地质雷达、超前钻孔及电磁ct探测等地质超前预报技术的工作原理,并结合圆梁山隧道应用实例,介绍了各种预报的效果。

目前我国在隧道施工中的超前地质预报有很多种方法,本文主要对红外探水、地质雷达和地质钻探这三种方法进行简单分析研究。

通过对米溪梁隧道超前地质预报过程及原理的描述,结合预报围岩情况及实际围岩对比,揭示了tsp法的准确程度。tsp方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点用小量炸药激发产生。当地震波遇到岩石波阻抗差异界面,一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进入前方介质,反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收,通过处理,了解隧道工作面前方的地质体性质。

山岭隧道塌方风险模糊层次分析——对隧道施工塌方采用模糊层次综合评判法进行风险评估，通过收集和整理隧道塌方的资料，总结影响隧道塌方的因素，再遴选出主要的因素作为模糊层次评估方法的影响因子，然后统计分析得到各个因子与塌方发生概率、塌方量之间的隶属...

岩溶地区的隧道地质复杂,极易发生突水突泥等事故,如何提高岩溶地区地质预报准确性成为迫切需要解决的难题。基于可拓理论,构建隧道围岩不良地质情况的四个等级指标体系,对定性指标予以量化,同时对各指标归一化、无量纲化预处理。在物元模型的基础上建立隧道围岩不良地质情况的评估模型,采用熵权法对各因素进行权系数分析。结合工程隧道进行了实例分析,结果表明:柿子园隧道围岩不良地质情况等级为t=4,根据隧道开挖实际结果反馈发现,该评价模型评估准确,具有良好的适用性。

以工程实例为基础,介绍了tsp和gpr的基本原理、特点及测试方法,并对2种探测方法的预报结果进行了对比分析,总结了2种方法的优劣,以及如何在实际工程中相互印证预报结果,来提高超前地质预报结果的准确性。该研究成果可为现场施工提供指导和借鉴。

目的塌方是钻爆法隧道施工中常见事故,为有效预防塌方事故的发生,运用风险分析理论对隧道塌方风险进行研究.方法以收集的103例隧道塌方案例为背景,对塌方风险因素进行辨识和统计分析,并利用事故树分析法计算各风险因素的重要度.风险分析中用事件树方法估计事故可能性;用层次分析法估计事故可能损失,并给出事故损失等级划分标准;综合事故发生可能性和可能损失运用风险矩阵法进行塌方风险综合评价.结果分析表明不良地质是事故发生的主要内在因素,人为因素是重要诱因,通过控制地质勘察、施工工序、施工中地质观察等因素可有效预防事故发生.结论给出了完整的隧道塌方风险分析流程,可为隧道建设中塌方风险评价提供有效途径.

针对隧道地质超前预报过程中,探地雷达(groundpenetratingradar,gpr)线测图解释仅依靠专家经验,且存在准确率不高的问题,通过对gpr成像原理和隧道地质特性的研究,以及对深度置信网络(deepbeliefnetworks,dbn)计算复杂度的分析,提出一种改进的基于压缩感知和dbn的gpr线测图分类解释模型.该模型首先利用压缩感知技术对原始gpr线测图进行压缩处理,通过选择图像压缩比得到合理的压缩图像;然后将压缩后的图像送入dbn模型进行分类,根据分类结果对原始gpr线测图进行解释;最后利用广西六宜(六寨—宜州)高速公路隧道实测数据对模型的有效性进行验证,试验数据共20000幅gpr图像,包括6种隧道地质类型,其中15000幅图像作为训练样本集,5000幅图像作为测试样本集.研究结果表明:当gpr线测图压缩比为256,反向微调数据为1000幅图像,dbn模型迭代次数为30时,模型对测试数据中6类探地雷达线测图的分类准确率达100％,单次训练时间降低为原dbn模型的8％左右;大量仿真试验发现gpr线测图的合理图像压缩比区间为64～1024,在此区间压缩的图像能最大限度地降低图像维度并且保留原始图像信息.该模型具有解释准确率高、训练速度快等优点,可为制定隧道施工和开挖计划提供合理依据.

针对隧道地质超前预报过程中,探地雷达（groundpenetratingradar,gpr）线测图解释仅依靠专家经验,且存在准确率不高的问题,通过对gpr成像原理和隧道地质特性的研究,以及对深度置信网络（deepbeliefnetworks,dbn）计算复杂度的分析,提出一种改进的基于压缩感知和dbn的gpr线测图分类解释模型。该模型首先利用压缩感知技术对原始gpr线测图进行压缩处理,通过选择图像压缩比得到合理的压缩图像;然后将压缩后的图像送入dbn模型进行分类,根据分类结果对原始gpr线测图进行解释;最后利用广西六宜（六寨—宜州）高速公路隧道实测数据对模型的有效性进行验证,试验数据共20000幅gpr图像,包括6种隧道地质类型,其中15000幅图像作为训练样本集,5000幅图像作为测试样本集。研究结果表明：当gpr线测图压缩比为256,反向微调数据为1000幅图像,dbn模型迭代次数为30时,模型对测试数据中6类探地雷达线测图的分类准确率达100%,单次训练时间降低为原dbn模型的8%左右;大量仿真试验发现gpr线测图的合理图像压缩比区间为64~1024,在此区间压缩的图像能最大限度地降低图像维度并且保留原始图像信息。该模型具有解释准确率高、训练速度快等优点,可为制定隧道施工和开挖计划提供合理依据。

文章在对hsp声波反射法的工作原理、仪器设备及测试分析软件介绍的基础上,结合sz隧道出口段掌子面的实际地质条件,对其出口左右线掌子面进行测试分析,并得到施工开挖验证。应用hsp声波反射法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确的预测,提前采取预防措施,避免灾害的发生,或在—定程度上减少因灾害造成的损失,减少施工过程的干扰,对隧道的安全施工具有积极的指导作用,值得在同类隧道施工地质预报中推广应用。

以沪昆线长城岭隧道为例，采用地质分析、tsp探测、红外探测、工作面编录、超前钻探相结合的综合预报方法对含水断层地段进行探测预报，预报结果与实际开挖情况吻合，预报精度满足施工要求，预报结果验证了综合预报方法的准确性与可行性。

在分析地质雷达技术的工作原理、测线布置、参数设置方法的基础上,结合重庆礼让隧道工程实例,对测量数据进行了处理和分析,得出相应的地质雷达分析图,分析了超前地质预报中的几种典型不良地质现象。同时使用地质雷达进行了隧道衬砌质量检测,结合工程实测图,对衬砌的混凝土厚度及缺陷、钢筋及钢支撑数量进行了检测。研究表明:将地质雷达应用于隧道超前地质预报和衬砌质量检测的结果较准确,可有效提高隧道施工进度,保证施工安全,确保施工质量,对于同类工程施工也有一定的借鉴价值。

阐述了超前地质预测预报仪器的组成及作用，结合具体的工程实践，介绍了超前地质预测预报在高风险隧道中的应用，指出其在施工中准确预报，为施工安全提供了保障。

六郎隧道位于云南省丘北县腻脚镇、新店乡境内,进口位于腻脚镇腻革龙村,出口位于新店乡牛场坪村。地质条件比较复杂,地下水较丰富,溶洞发育,施工中经常遇见大型溶洞。给施工带来居多不便,结合ltd-2000地质雷达和tsp203-plus的工作原理、技术特点,采用ltd-2000地质雷达和tsp203-plus预报掌子面前方的地质情况,及时修改设计和施工方案,确保隧道的安全施工。

在隧道施工过程中，对掌子面前面的岩体构造分布进行比较准确的预报，能有效地防止工程事故，加快施工进度和保证工程质量。由于不同的介质对应的电导率和介电常数差异明显，当地质雷达向目标岩体发射高频带宽短脉冲时，发射的电磁波遇到不同的介质就会发生反射和散射，根据接收到的发射信号，用配套软件分析处理后再进行地质解译，得到探测隧道前方的地质岩层预报。本研究结合梅大隧道施工过程地质超前预报的工程实践，对地质雷达超前预报的原理、测线布置方法、技术参数选择等进行了探讨，并对完整岩体、裂隙发育带、富水区等地质体的雷达图像进行了地质解译，归纳总结了一些预报成果和经验，为探地雷达在工程中的应用提供参考和建议。

超前地质预报很重要,尤其在岩溶地区,探测溶洞的存在直接关系到人身安全。超前地质预报应该也必须作为工序列入工程成本。施工单位应配属所推荐的综合预报仪器,以达到花钱少、预报准的目的。

介绍一种新型的地震波角度偏移隧道施工超前地质预报方法,利用\"角度+位置\"偏移的联合体系研制了usp系统,并结合隧道工程实例说明其应用效果。

针对tsp超前地质预报技术的不足,通过对反射波信息的精细分析,结合地质勘查资料及现场施工情况,并通过tsp反射信息获取前方岩体部分力学参数,对隧道围岩的稳定性进行靶向超前数值模拟计算,对比分析不同施工工法下的围岩位移变化特征、塑性区及孔隙水压分布情况。结果表明,相较于二台阶法,三台阶法施工的围岩拱顶下沉、净空收敛及塑性区分布等均较小,二台阶法施工的围岩变化位移亦在规范允许范围之内,围岩状况稳定,对隧道高风险段施工工法转换及围岩稳定性的超前分析有一定的参考价值。

隧道施工地质预测预报的现状及其发展