研究复杂深部环境隧道灾害评价系统
隧道工程中的隧道灾害风险评估研究
隧道工程中的隧道灾害风险评估研究隧道工程是一项复杂而具有高风险的工程，其建设过程中可能面临各种灾害风险。
为了准确评估隧道工程中的灾害风险，提前采取相应的预防措施和应对策略，对于确保工程的安全与稳定具有重要意义。
本文将探讨隧道工程中的隧道灾害风险评估研究，以及其中的方法和应用。
一、隧道灾害风险评估的意义隧道工程的建设面临众多风险，包括地质构造不稳定、水文地质条件不利、地震等自然灾害以及施工过程中的安全问题等。
在工程规划和设计阶段，进行隧道灾害风险评估能够帮助工程师们更好地了解隧道工程所面临的潜在风险，有针对性地制定风险防范措施，从而提高隧道工程的可靠性和安全性。
二、隧道灾害风险评估的方法1. 地质勘探与预测地质勘探是隧道灾害风险评估的重要依据之一。
通过采集各种地质数据，如地层岩性、断裂分布、地下水位等，预测可能存在的地质风险，如地层塌陷、地下水涌入等。
利用地震勘探技术也能够评估地震风险，根据地震活动带和历史地震数据，模拟地震对隧道工程的影响。
2. 数值模拟与仿真数值模拟与仿真技术能够对隧道工程施工和运营中的各种因素进行模拟与预测，识别潜在的灾害风险。
通过建立适当的数学模型，模拟隧道围岩变形、渗流、地应力等物理过程，定量分析灾害的可能性及其影响程度。
这种方法可以为工程师们提供科学的决策依据，以避免可能的灾害。
3. 统计分析与经验法则基于历史数据的统计分析与经验法则对于隧道灾害风险评估也非常有用。
通过对历史灾害事件的回顾和数据分析，可以识别出一些普遍存在的风险因素以及其发生的规律。
这种方法在缺乏详细数据和实验条件的情况下尤为有用，能够为设计和施工过程中的决策提供经验指导。
三、隧道灾害风险评估的应用隧道灾害风险评估广泛应用于隧道工程的规划、设计、施工和运营阶段。
在工程规划和设计阶段，利用灾害风险评估，能够评估不同方案的安全性和可行性，并选择最佳建设方案。
在隧道施工过程中，灾害风险评估可用于及时发现和预防潜在的灾害隐患，确保施工的顺利进行。
深部开采沉陷环境资源损害量化评价体系研究-new
1.3 研究方法
⑴宽厚条带开采地表及覆岩移动破坏规律、煤柱应力及应变的 变化规律和煤柱塑性区的宽度等(大型三维相似材料物理模拟 试验) ；
⑵宽厚条带煤柱应力及塑性区的分布和演化规律、塑性区宽度 及围压经验系数 (物理模拟+FLAC3D数值模拟试验)；
⑶条带开采A.H.Wilson公式改进 (试验成果+理论推导) ； ⑷建下开采方案优化设计两类模式提出及控制变形开采动态优
⑴厚煤层条带综放三维相似材料物理模拟试验； ⑵宽厚条带煤柱塑性区FLAC3D三维数值分析； ⑶条带开采A.H.Wilson公式改进； ⑷开采方案优化设计问题； ⑸建筑物下开采方案优化设计系统实现； ⑹计算成果三维数据场可视化及接口设计； ⑺开采沉陷可视化工程分析设计系统研制与开发； ⑻环境资源损害量化评价体系
19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6
应力应变传感器
走走向向ⅠⅠ线测线
5 4 32 1
走
走
倾
倾
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
地表移动观测点、开采位置布设
地表观测系统 （测点及透镜）
模型地表变形观测系统布设图
2Ⅱ 3线
2Ⅰ
线 3
4
4
16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5
化设计思想及方法系统实现 (理论研究+系统开发) ； ⑸开采沉陷可视化工程分析设计系统；
(特色：一体化、集成化、可视化、标准化) ⑹环境资源损害量化评价体系。
1 厚煤层条带综放三维相似材料物理模拟试验
第四系表土
泥岩夹薄层砂岩 泥岩、砂岩互层
细砂岩 粉砂岩、泥岩互层
中砂岩夹粉细砂岩 粉砂岩
复杂地质条件下隧道稳定性分析及信息化施工的开题报告
复杂地质条件下隧道稳定性分析及信息化施工的开题报告一、选题依据随着城市建设的发展，交通建设工程不断增加，地下交通隧道也成为现代城市建设的重要部分。
然而，在复杂地质条件下，隧道工程面临严峻的稳定性问题，如地质灾害、地下水涌流、岩体滑动等。
因此，对隧道稳定性的研究和信息化施工的实施具有极其重要的现实意义和实际应用价值。
二、研究内容本课题将以深圳地铁10号线鲤鱼门海底隧道为例，综合应用现代岩土工程学、地质学、地球物理学等学科知识，结合实际工程，开展以下研究内容：1. 隧道工程的地质条件分析，包括构造特征、岩类、地层厚度、地形地貌、水文地质条件等。
2. 隧道稳定性分析，考虑复杂地质条件下隧道的稳定性问题，包括岩体稳定性、地下水涌流、岩土应力分布等。
3. 建立信息化施工平台，开发基于BIM技术的隧道施工过程信息化系统，实现施工全过程的信息化管理与监控。
并通过虚拟仿真技术，对施工过程进行模拟与优化。
4. 采用工程案例验证信息化施工平台的可行性和实用性，并结合实际施工过程进行数据分析和结果评价，为后期隧道施工提供技术支持和实践经验。
三、研究意义本研究将有利于：1. 加深对复杂地质条件下隧道稳定性的认识，提高隧道工程设计、建设和监测水平，为隧道施工提供科学依据和技术支持。
2. 探索信息化施工平台在隧道施工中的应用，优化施工管理模式，提高施工效率，降低施工成本。
3. 增强我国岩土工程学科的研究和实践能力，推动相关领域的发展。
四、研究方法本研究将采用文献调研分析、多元化的野外勘探与采样、野外监测数据分析、数值模拟分析等方法。
五、预期成果本研究预期取得以下成果：1. 以鲤鱼门海底隧道为实例，系统分析隧道稳定性问题，总结经验和教训，为近海地区的隧道设计、建设和监测提供参考和借鉴。
2. 建立基于BIM的信息化施工平台，实现隧道施工过程的实时监控和数据分析，推动隧道施工管理的现代化和信息化。
3. 发表相关的学术论文，并申请相关的发明专利，为相关领域的发展做出贡献。
复杂岩溶隧道突水突泥防灾报警系统设计
修改稿返回日期 : 2007 - 03 - 19 作者简介 :胡子平 ,男 ,工学学士 ,高级工程师.
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复杂岩溶隧道突水突泥防灾报警系统设计
表 1 岩溶隧道风险等级划分 Table 1 R isk ca tegory of karst tunnels
风险等级
工程对象特征
评价标准
Ⅰ级风险隧道
关键词 岩溶隧道 突水突泥 防灾报警系统 设计 中图分类号 : U455. 49 文献标识码 : A
1 引 言
突水突泥灾害是目前隧道施工中风险最大的灾 害之一 。2006 年 1 月 21 日 ,宜万铁路马鹿箐隧道 出口 (采取反坡施工 )平导 PDK255 + 978掌子面突 发大规模的突水突泥 ,造成平导和正洞被淹 ,致使多 人遇难 。工程灾害发生后 ,引起了部各级领导的高 度重视 。随着我国铁路跨越式发展的推进 ,将会遇 到更多的地质条件更为复杂的岩溶隧道 ,因此 ,如何 规避岩溶隧道施工高风险 、控制工程灾害的发生 、减 少不可遇见的地质灾害所造成的经济损失和人员伤 亡 ,已成为急需研究和解决的课题 。
适用地质条件
方案主要内容
①可溶岩与非可溶岩接触带 ,断层破碎带及向斜 、背斜核部 ,施工中可能 发生极其严重突水涌泥地段 ; ②超前地质探孔单孔涌水量 : Q ≥40 m3 / h; ③实测水压 : P水 ≥2 M Pa ①可溶岩与非可溶岩接触带 ,断层破碎带及向斜 、背斜核部 ,施工中可能 发生严重突水涌泥地段 ; ②超前地质探孔单孔涌水量 : Q ≥40 m3 / h; ③实 测水压 : 1 M Pa≤P水 < 2 M Pa ①一般富水地段 ,岩体较完整 ,能保证开挖安全 ; ②物探异常地段 ,超前 地质探孔涌水量 : 2 m3 / h ≤Q ≤40 m3 / h,开挖后大面积渗水 ; ③实测水 压 : P水 < 1 M Pa ①一般富水地段 ,岩体较完整 ,能保证开挖安全 ; ②局部出水 ; ③初期支 护完成后不能满足设计的允许排水标准
隧道施工风险人机环境系统综合评估
3 隧道施工风险人 − 机 − 环境评价指 标体系
评价指标体系的选择和确定是评价研究内容的基 础和关键，不但要遵循科学性、可行性和可比性原则, 而且要具有动态性原则。隧道施工风险评价是一个动 态过程, 在不同情况下, 影响施工安全的因素会随之 变化。因此, 在建立评价指标体系时要注意该体系的 开放性、动态性[2−4] 。 根据 《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》 、 相关 文献和对隧道施工的安全风险状况调查、分析的基础 上[2−4] ，建立隧道施工风险的评价指标体系(见表 1 所 示)。 若在实际施工时发现情况发生变化或应用到别的 具体隧道工程中，可以对该指标体系的底层评价指标 进行增加或减少，从而可实现开放式指标评价体系的 建立，方便其推广应用。
是，在隧道工程领域却鲜见报道。本文主要从人−机− 环境这个大系统对隧道施工风险进行研究，建立相应 的评价指标体系，通过采用熵权技术确定各评价指标 权重，并结合专家法和层次分析法，从而实现对隧道 施工风险的客观评价。
1 隧道施工风险人机环境系统评价 流程
在隧道施工的人−机−环境系统中[11−12] ，人即是指 施工队伍，是系统的主体，是机的操作者；而人本身 是一个有意识活动极其复杂、开放的巨系统，随时随 地要与外界进行物质交换、能量交换和信息交换；机 是指爆破开挖设备、支护衬砌设备、出碴运输设备等 凡和隧道施工活动有关的机械和物质；环境是人机所 处的周围条件，包括作业空间、地质环境等硬环境和 管理背景等软环境。 评价流程(如图 1 所示)具体是先根据专家的职称、 学术背景等方面，在一定程度上定量化专家自身的权 重，然后，对评价系统的底层单因素指标进行专家打 分法风险评估，根据专家的权重则可确定单个底层指 标的风险值；其次，基于熵度原理确定底层指标的权 重，进一步可以得到相应上一层指标的风险的综合评 估值， 而在其余各层中利用 AHP 即层次分析法确定指
隧道安全风险评估体系
隧道安全风险评估体系
隧道安全风险评估体系是针对隧道的安全风险进行评估和分析的一套系统方法和指标体系。
其目的是识别和评估隧道施工、运营和维护过程中存在的可能引发事故的因素和风险，为隧道的设计、建设、管理和运营提供科学依据和决策支持。
隧道安全风险评估体系一般包括以下几个方面的内容：
1. 隧道工程的规划和设计阶段，评估隧道工程的地质条件、气候条件、地理环境、交通流量等因素对隧道安全的影响，分析各种可能引发事故的因素，如地质灾害、水灾、火灾等。
2. 隧道施工阶段，评估施工方案的可行性和合理性，分析施工过程中可能存在的风险，如岩屑坍塌、火灾、工人伤亡等。
3. 隧道运营阶段，评估隧道的管理和维护情况，分析隧道设备的使用状况、安全管理机制的有效性等，预测可能发生的事故风险，如事故频率、事故类型等。
4. 隧道事故事件的分析和评估，对已经发生的隧道事故进行原因分析和风险评估，为类似隧道的设计和管理提供借鉴和教训。
隧道安全风险评估体系的核心是建立一套科学的评估方法和指标体系，包括定性评估和定量评估两个方面，既要考虑安全风险的可能性，又要考虑其严重性。
同时，也要考虑不同隧道的特点和风险特征，进行定制化评估。
通过隧道安全风险评估，
可以找出隧道的安全隐患和风险点，及时采取措施进行改进和管理，从而提高隧道的安全性和可靠性。
研究复杂深部环境隧道灾害评价系统
研究复杂深部环境隧道灾害评价系统随着世界经济的持续发展，地下工程（城市地下空间开发与利用、矿山资源深部开采）已成为未来世界工程建设的重点和发展趋势。
在这些地下空间工程建设中，由于建设规模大、地质条件复杂，岩爆、突水、地表沉陷、冲击地压、热动力灾害（火灾与爆炸）等灾害事故频发，造成重大人员伤亡和经济损失。
地下工程重大灾害孕育演化规律与成灾机制、监测预警技术、关键控制理论与技术等已成为地下工程面临的关键科学与技术难题。
目前，国内外学者对于事故、灾难的研究大都局限于单个灾种，对多灾种共同作用导致的事故、灾难的发生机理、发展规律及其预测预报、风险评估理论等方面的研究甚少，尚缺乏系统的知识结构和完整的理论体系；单个灾种的信息数据库及其背景数据库比较完善，但多个数据库数据共享、信息融合，特别是大数据挖掘分析等方面的研究开展较少，尚缺乏数据共享机制及信息融合与分析方法等。
此外，多参数耦合作用下事故、灾难的致灾机理和发展规律等方面的研究亦需得到重视。
纵观隧道的修建历史，制约长大隧道发展的因素可以分为两大类，一类是施工技术方面的，如：掘进技术、通风技术及支护衬砌技术等;另一类则是开挖可能遭遇的施工地质灾害的超前预报及其控制技术。
施工地质灾害本质上是由水、岩、热、气等固体、准流体及流体构成的复杂地质系统对开挖扰动作出的响应或反馈，响应的方式和程度不同，灾害的类型和规模也就不同，具体灾种包括硬岩岩爆、软岩大变形、高压涌突水、高地温及瓦斯突出等(图1)。
风险概率增强系数,“风险概率增强系数”是将统计规律与实际应用结合起来而建立的一个数学关系。
即针对不同的工程项目，不同风险事故的概率增加或减小的幅度。
其采用的是通过专家调研的方式得到了相应的增强系数。
表示为:[k]=[p][p°]-1式中,[k]-风险系数的增强系数;[p]-风险事故实际发生概率;[p°]-风险事故发生统计意义上的平均概率。
在隧道工程风险事故概率的基础上根据风险值的定义，工程项目总体风险值表达为:各相互独立风险事故的风险值可按下式进行计算:受到工程实践的驱动，20世纪后半叶，特别是后20年，以来，我国深埋长大隧道地质灾害研究取得了长足进展。
复杂电磁环境监测评估系统实现
复杂电磁环境监测评估系统实现1. 引言1.1 背景介绍随着电磁场环境日益复杂和频繁的变化，电磁干扰对人类生活和电子设备的影响越来越大。
在军事、民用航空、电力通信等领域，电磁环境监测评估系统的重要性日益凸显。
当前的电磁环境监测技术和设备已经无法满足对复杂电磁环境的监测需求，因此迫切需要研究并实现更先进、更精准的电磁环境监测评估系统。
在过去的研究中，针对复杂电磁环境的监测评估系统存在着很多问题和挑战。
例如，传统的监测设备对于电磁信号的频率范围、动态范围和精度都存在一定局限性；数据采集与处理技术方面也需要不断改进和优化；评估方法和指标的选择对系统的性能和准确性起着至关重要的作用。
因此，对于复杂电磁环境监测评估系统进行深入研究和探索，对提高电磁环境监测的准确性和可靠性具有重要意义。
1.2 研究意义电磁环境是指在某一区域或空间范围内存在的所有电磁场的总和，是人类生产生活中必不可少的一部分。
随着现代社会科技的不断发展，电磁环境越来越复杂，给人类的生产生活带来了许多潜在的危害与影响。
对复杂电磁环境进行监测评估变得至关重要。
研究复杂电磁环境监测评估系统具有重要的意义。
可以帮助人们了解周围环境中电磁辐射的分布情况，及时发现潜在的电磁辐射危害源，并采取有效的措施加以控制。
可以为相关部门提供科学依据，保障公众健康和环境安全。
通过系统的监测评估，能够为电磁环境治理提供重要参考，并推动相关技术的发展和应用。
研究复杂电磁环境监测评估系统的意义不仅在于保护人类健康和环境安全，还在于推动电磁环境治理的发展，为全面建设资源节约型、环境友好型社会提供技术支撑。
1.3 研究目的研究目的部分的内容可以包括：本文旨在设计并实现一种复杂电磁环境监测评估系统，通过对电磁环境进行全面监测和评估，提高对电磁辐射等环境因素的了解和控制能力。
具体目的包括：一、建立一个全面、准确、可靠的电磁环境监测评估系统，实现对复杂电磁环境的实时监测和数据采集；二、研究开发具有高效率和高精度的数据采集与处理技术，以实现对电磁环境数据的准确分析和处理；三、探索合适的评估方法与指标，对电磁环境进行科学评估和定量分析，为环境保护和管理提供科学依据；四、对系统进行性能测试与优化，提高系统的稳定性和可靠性，确保监测评估结果的准确性和可信度。
水利工程深埋长隧洞主要地质问题的分析与评价
水利工程深埋长隧洞主要地质问题的分析与评价摘要：某深埋长隧洞是一项总工期的控制性工程，其隧道全长为62.596 km，最大埋深为1450 m，具有线路长、埋深大、勘察研究范围广、地质构造背景与岩溶水文地质条件复杂、对地下水环境影响敏感等工程特征。
在勘察期，通过大范围的线路对比以及全面的勘察试验研究，逐渐确定了隧道线路，并初步确定了隧道的工程地质与水文地质条件，并对隧道高地震烈度区的地震与穿越活动性断裂的抗断问题、涌突水（泥沙）与地下水的环境影响问题、高地应力与硬岩岩爆与软岩大变形问题、高外水压力问题以及穿越煤层与膨胀土的特殊岩土工程地质问题等进行了详细的分析，为隧道工程的设计与施工提供了可靠的技术支持，也为同类隧道的有关研究提供了借鉴。
关键词：深埋长隧道；隧道突水；硬岩爆破；软岩大变形；特种岩土工程；1、项目概况某某引水工程隧洞全长为62.596 km，最大埋深为1450 m，埋深>600 m的洞段占了隧洞全长的67.40%，是典型的深埋长隧洞。
该隧道系统位于三江-南-北向构造系统的复合区，其地貌特征明显，具有多期次、多期、高强度的新构造运动、多条活动断层、多个中强震等特点，是一种典型的区域构造-地质-地球物理-地球化学综合研究方法。
该隧道处于中-极端高应力场环境，面临着高地震作用和穿过活动断层、突水（泥浆）和地下水环境影响、高应力条件下硬岩岩爆和软岩大变形（穿过以泥质岩石为主的大型断层破碎带）、高外部水压和特殊的岩土工程地质问题等。
2、区域性构造区内主要分布有北东—北北东向构造带和北西向构造带，隧道穿越区也有与近东西向构造系统复合的现象，断裂构造极为发育；隧道两侧150 km长的大、深断层共有23条，在龙蟠-乔后断层（F10）的西侧，主要为北西走向的断层，东侧主要为北东—北北东走向的断层；大部分断层延伸较长，切割深度较深，属地区性大型断层或深部大型断层。
这些断裂带大部分具有悠久的地质学发展历史，并具有很强的继承性，对不同时期的地层和岩浆岩有很好的控制作用。
复杂地层隧道围岩垮塌与渗流灾变监测预警与控制关键技术及应用
复杂地层隧道围岩垮塌与渗流灾变是隧道施工和运营中常见的安全隐患。
为了监测、预警和控制这些问题，以下是一些关键技术及应用：1. 地质勘察：对复杂地层区域进行详细的地质勘察，通过地质钻探、地质雷达等手段获取地下岩层、构造和水文地质信息，为后续的监测和预警提供基础数据。
2. 监测技术：-岩层应力监测：使用应变计、应力计等设备实时监测岩体的应力状态，以识别应力集中和变化，指示潜在的垮塌风险。
-温度和湿度监测：通过设备监测隧道内部的温度和湿度变化，发现异常情况，如水渗漏或温度升高，及时采取措施防止灾变。
-出水量监测：安装流量计等设备监测隧道内的地下水流动情况，以及出水量的变化，及时发现并处理渗流问题。
3. 预警系统：-数据分析与预警：通过监测设备获取的数据进行实时分析，建立数学模型和预警算法，识别潜在的垮塌和渗流风险，并及时发送预警信号给相关人员。
-多参数综合预警：结合不同监测指标，如岩体应力、温度湿度和出水量等，进行多参数综合预警，提高准确性和可靠性。
4. 控制措施：-加固与支护：根据地质情况和监测预警结果，采取适当的加固和支护措施，如锚杆、喷射混凝土衬砌等，增强围岩稳定性。
-抗渗措施：对于渗流问题，可以采取降水、防水涂层和隧道排水等措施，以减少水压和渗漏风险。
5. 实时监控与管理系统：-建立实时监控与管理系统，包括传感器网络、数据采集和处理平台等，实现对各个监测点位的远程监控和数据管理，快速响应并采取必要的控制措施。
关键技术和应用的选择和实施应根据具体隧道工程的地质条件、设计要求和施工情况进行综合考虑。
同时，应密切关注相关技术的发展和进步，并结合实际运营经验不断完善和优化预警与控制系统，确保隧道的安全稳定运行。
复杂地质条件下某山区隧道病害的分析评价
本隧道正常涌水量采用大气降水渗入法、地下迳流模数法及类比法等三种方法进行了计算分析，计算结果见表1。最大涌水量采用大岛洋志半理论半经验公式进行计算，结果为38718 m3/d。
结合现场勘探结果和涌水量计算结果分析可知，在断层通过段及附近，岩体中裂隙发育，隧道开挖到这些段落时，可能遇到突涌水，甚至突泥现象。另外，在可溶岩与非可溶岩的界面附近，可能存在一定的水头差，有一定的涌水风险。
四、结论
1）岩石属软质岩石，强度与最大地应力之比小于7；
2）围岩级别低（Ⅵ～Ⅳ），塑性大，完整性差，一般岩体呈块碎状镶嵌结构～角碎状松散结构。
根据隧道纵剖面，本隧道多次穿越断层破碎带（F2、F2-2、F2-3、F2-4、F2-6、F2-7、F3-2-1）以及页岩集中段，可能发生软岩大变形情况，应支护加强超前地质预报，及时封闭支护。
三、隧道病害分析与评价
3.1隧道洞口及洞身稳定性评价
隧道进口处存在一堆积体，堆积体纵长55m，均宽40m，厚约20m，滑坡体积约44000m3，目前该堆积体后缘已变形，其稳定性较差。进洞口段围岩主要为震旦系灯影组及寒武系梅树村组白云岩，受莲峰断裂及支断裂影响，岩体破碎，拱部无支护时围岩极易坍塌，甚至冒顶，右侧壁岩体易滑塌，左侧壁岩体易垮塌或掉块。
图2地应力测试结果
3.4岩爆分析评价
结合地应力测试结果，SH= 28.871MPa，Sh=17.225MPa，θ=1.5°
则Smax=19.9 Mpa，该处Rc=62MPa，则Rc/Smax=3.12，属于极高应力情况。
3Sn-Sv==42.85Mpa，洞身段硬质岩c为62Mpa，属于硬质岩，/c=0.69，但由于区内构造发育莲峰断裂及支断裂从区内通过，据此隧道内硬质岩可能发生轻微~中等岩爆。
研发复杂深部环境隧道灾害评价系统
研发复杂深部环境隧道灾害评价系统隧道工程建设可以有效缓解我国经济发展的重要支撑，隧道是一十分复杂的系统工程，在进行深埋隧道工程施工过程中，由于洞程较长，洞深埋设较大，地质条件较复杂,遇到特殊环境和人为活动的影响，同时在施工时，如果处理措施不当会出现岩爆、高压涌水等问题。
一、隧道环境监测受特殊环境和人为活动的影响，在隧道施工过程中，容易出现粉尘、有毒有害气体，影响随道能见度和施工人员的生命安全，因此在隧道施工过程中，要加强隧道环境检测，降低施工过程给环境和人员带来的不利影响。
1、示例（隧道环境在线监控系统）隧道环境在线监测系统由洞内环境在线监测和洞外环境在线监测两部分组成:其中洞内环境在线监测系统包括CH4、CO、CO2、02、H2S、粉尘等;洞外环境在线监测系统包含风速、风压、温湿度及PM2.5等。
隧道环境在线监控系统通过仪器采集施工洞内温度、粉尘浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度等多项环境要素实时数值，并通过云平台显示环境指数，对于超过临界值的数据进行报警，且具有联动控制的功能，实时掌握隧道内的施工环境，为隧道安全施工提供有力保障。
1、1功能1.通过在隧道内安装各类检测设备对环境温度、粉尘浓度、有害气体浓度( CH4、CO、CO2、02等气体)等进行实时监测。
2.对温度、风速、PM2.5等要素监测数据进行分析，当发现检测数值异常时，自动发出报警提示;3.当发现采集的有毒有害气体超过设定的报警值时，气体检测仪会在现场发出响亮的声光报警，系统同时智能联动控制通风，装置进行通风换气;4.通过粉尘浓度检测仪对隧道环境粉尘进行实时检测，支持就地显示和远程显示，同时帮助隧道施工现场人员和远程管理人员的及时且准确的了解隧道内粉尘的实时浓度;5.系统支持对接LED大屏，通过LED大屏实时显示隧道环境温度、粉尘浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度的各项要输的实时数据，方便查看和管理。
公路隧道技术状况评价体系研究
二 隧道评价研究现状
目前，日本、美国等发达国家均建立了铁路与公路的隧道评价规范与手册，但均未提出包 含结构、设施等隧道各组成部分的评价体系和总体评价方法。其中，日本《铁道构造物等维持 管理标准·同解说（构造物编-隧道） 》[2]、 《道路隧道维护管理便览》[3]采用健全度的概念来评价 隧道。 《同解说》中隧道判定分级为 A、B、C、S 四级。 《便览》将检查阶段判定分为 A，B，S， 调查阶段根据外力、材质劣化和漏水三方面判定分为 3A、2A、A、B 四级。美国《Highway and Rail Transit Tunnel Inspection Manual》 （公路和铁路交通隧道检查手册）[4]中将隧道分为隧道结 构、设备系统、电力系统和其它系统 4 部分。隧道结构状态分为 10 个等级。0 级为最好，9 级 为最差。设备系统、电力系统、其它系统的技术状况是分为 5 个等级，即优秀、良好、一般、 差和严重。 国内，关宝树[5][6]全面地总结了国内外隧道结构变异检查、变异判定和分裂标准，给出了 解决隧道结构评价判定的思路和方向。国内针对隧道的评价内容主要集中在土建结构方面，主 要有公路的《公路隧道养护规范》 （JTG H12-2003）[7]，铁路的《铁路桥隧建筑物劣化评定标准 -隧道》 （TB/T 2820.2-1997）[8]、 《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》 （铁运函[2004]174 [9] [10] 号） 和《铁路桥隧建筑物修理规则》 （TG/GW103-2010） 等。 《养护规范》主要参考了日本
图1
隧道技术状态评层次图
四 隧道技术状况评价方法
（一）评价因素权重 通过运用 AHP 法和 Delphi 法对土建结构、机电设施、其他工程设施和运营安全管理进行 权重分析计算，建议按下表取值： 表3 评价因素 权重 Wi 0.45 隧道各部分技术状况评价的权重值 机电设施 0.35 其它工程设施 0.05 运营安全管理 0.15
隧道施工地质灾害隐患的探查、预报新技术及集成系统
隧道施工地质灾害隐患的探查、预报新技术及集成系统学习笔记（2020.02.07）隧道施工中遇到可能造成地质灾害的不良地质体，主要包括断层、破碎带及破碎岩体、某些强风化岩脉、溶洞、溶管、涌水、涌泥等，还有岩爆等。
对物探预报手段的要求➢应当基本不遗漏掌子面前方及周边至少1/2隧道跨度范围内的重大隐患，包括断层、破碎带、强风化岩脉、溶洞、溶管、暗河、溶槽溶沟、大中涌水体等;➢预报的地质体空间定位要有足够的精度，误差应< 5%;➢要能对涌水量作出定量或半定量的估算。
因为施工需对于小、中、大涌水分别制定引排或超前注浆堵水等方案，确定是否作水平钻孔及其它措施;➢要能预报岩体的破碎或完好情况。
若围岩情况将有突变，施工方要作好施工措施变更预案，设计方也要作设计的变更，地质预报应从资料方面给于必要的支援;➢要适应TBM (全断面掘进机)和钻爆法的施工，TBM长达几十米，机械占据了几十米长的全部隧道空间，预报手段要适应其工作方式。
➢要少占用开挖时间，少干扰施工。
隧道施工讲求施工速度，通常，单线铁路隧道月开挖可达200~250m,双车道公路隧道月开挖可达100~150m,过多地占用开挖时间，过多地干扰施工，将会影响施工方与预报方的配合。
对每一种物探方法的要求要有特长，在综合物探系统中要能独挡-面，例如弹性波类方法主要要探查断层、破碎带、溶洞等，并能准确定位，能对岩体破碎和完整程度给于- -定判定;电磁类方法主要探查含水层;激发极化类方法要能区分含水泥砂、淤泥或自由流动的水，并判定涌水量。
要探查一定远的距离，与开挖速度相适应。
- -般来讲，主力方法应能探查200m左右,预报100m以上;预报特定目标的方法，也应当探查50m以远。
要能较准确地作被探查地质体的空间定位。
现场采集时间短，停止掌子面施工工作不超过1小时，对边墙施工干扰不超过2小时。
复杂敏感环境下隧道施工安全自动化监测系统研发与应用
*收稿日期：2019-07-27修回日期：2019-07-29基金项目：中交第三航务工程局有限公司科技开发项目（RD08）。
第一作者简介：倪志晖（1979-），男（汉族），江苏南京人，高级技师，现从事道路、桥梁、隧道施工方面的工作。
复杂敏感环境下隧道施工安全自动化监测系统研发与应用倪志晖*1，陈富东2，彭龙1，刁伟东3，雷明锋2（1.中交第三航务工程局有限公司，上海200032；2.中南大学土木工程学院,湖南长沙410075；3.广东质安建设工程技术有限公司，广东广州510663）摘要：敏感环境下隧道施工需对重点项目进行高精度的变形监测并依此及时反馈指导施工，常规的人工监测手段往往难以满足要求。
结合京沈客专高丽营隧道超浅埋、地质条件差、下穿高压燃气管道等敏感性建构筑物的特点，开展了敏感环境下隧道施工变形自动化监测系统研究，该系统主要包括传感器感应系统、数据采集与传输、数据处理与控制、结构安全评估四个子系统，并对管线沉降、拱顶沉降、周边收敛、地表沉降、地中位移等项目开展监控量测，其数据实时分析功能可及时指导施工。
现场实践表明该自动化监测系统具有实时性、精度高、高效等优势，有效地保障了高丽营隧道的施工安全，以期为类似项目提供参考意义。
关键词：复杂敏感环境；隧道工程；施工安全；自动化监测中图分类号：U44文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2020)01-0178-05近年来，城市轨道交通迅速发展，其所面临的施工问题日趋严峻，尤其是复杂敏感环境下隧道施工变形预警方面。
所谓复杂敏感环境，是指隧道沿线周边存在脆弱敏感的构建筑物，如复杂的市政管网等[1]。
隧道施工引起的地层损失会加剧既有市政管线等的变形，严重时甚至会产生破坏[2-4]。
因此，在施工过程中应对敏感源设置安全监测系统进行实时监控，并根据监测分析及时优化施工参数[1]，做好安全预警，从而减少工程灾害造成的损失[5]。
常规的人工监测手段存在数据采集频率低、误差大等缺点[5]，在敏感复杂环境下隧道施工安全监控预警中难以取得满意效果。
铁路隧道风险评估指标体系及方法研究的开题报告
铁路隧道风险评估指标体系及方法研究的开题报告
一、选题意义
随着中国高铁建设的不断加速，隧道已经成为高速铁路建设中的重
要组成部分。
然而，高速铁路隧道的建设涉及到复杂的地质环境和施工
技术，因此存在一定的安全风险。
为了保障乘客和工人的生命财产安全，铁路隧道风险评估指标体系及方法的研究迫在眉睫。
二、研究内容
本研究将围绕铁路隧道的风险评估指标体系及方法进行深入研究。
具体内容包括：
1. 综述目前国内外高速铁路隧道建设的现状和存在的问题；
2. 分析高速铁路隧道建设风险的主要因素，包括地质情况、水文地
质条件、环境污染、施工技术和设备、安全管理等；
3. 建立铁路隧道风险评估的指标体系，包括危险源辨识、危害产生
概率、危害程度和危害承受能力等四个部分，每个部分都包含具体的评
估指标；
4. 探究铁路隧道风险评估的方法，包括定性评估和定量评估两种方法，在此基础上构建铁路隧道风险评估模型；
5. 案例分析，采用本研究得到的评估指标体系和评估方法进行铁路
隧道风险评估，并对评估结果进行分析和评价。
三、预期成果
通过本研究，可以建立一套完整的铁路隧道风险评估指标体系和评
估方法，为高速铁路隧道的建设和管理提供重要支持和指导。
同时，本
研究可以为铁路企业和政府管理部门提供科学可行的评估方法和工具，
提升中国高速铁路建设的安全性和可靠性，保障广大民众的生命财产安全。
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研究复杂深部环境隧道灾害评价系统
随着世界经济的持续发展，地下工程（城市地下空间开发与利用、矿山资源深部开采）已成为未来世界工程建设的重点和发展趋势。
在这些地下空间工程建设中，由于建设规模大、地质条件复杂，岩爆、突水、地表沉陷、冲击地压、热动力灾害（火灾与爆炸）等灾害事故频发，造成重大人员伤亡和经济损失。
地下工程重大灾害孕育演化规律与成灾机制、监测预警技术、关键控制理论与技术等已成为地下工程面临的关键科学与技术难题。
目前，国内外学者对于事故、灾难的研究大都局限于单个灾种，对多灾种共同作用导致的事故、灾难的发生机理、发展规律及其预测预报、风险评估理论等方面的研究甚少，尚缺乏系统的知识结构和完整的理论体系；单个灾种的信息数据库及其背景数据库比较完善，但多个数据库数据共享、信息融合，特别是大数据挖掘分析等方面的研究开展较少，尚缺乏数据共享机制及信息融合与分析方法等。
此外，多参数耦合作用下事故、灾难的致灾机理和发展规律等方面的研究亦需得到重视。
纵观隧道的修建历史，制约长大隧道发展的因素可以分为两大类，一类是施工技术方面的，如：掘进技术、通风技术及支护衬砌技术等;另一类则是开挖可能遭遇的施工地质灾害的超前预报及其控制技术。
施工地质灾害本质上是由水、岩、热、气等固体、准流体及流体构成的复杂地质系统对开挖扰动作出的响应或反馈，响应的方式和程度不同，灾害的类型和规模也就不同，具体灾种包括硬岩岩爆、软岩大变形、高压涌突水、高地温及瓦斯突出等(图1)。
风险概率增强系数,“风险概率增强系数”是将统计规律与实际应用结合起来而建立的一个数学关系。
即针对不同的工程项目，不同风险事故的概率增加或减小的幅度。
其采用的是通过专家调研的方式得到了相应的增强系数。
表示为: [k]=[p][p°]-1
式中,[k]-风险系数的增强系数;[p]-风险事故实际发生概率;[p°]-风险事故发生统计意义上的平均概率。
在隧道工程风险事故概率的基础上根据风险值的定义，工程项目总体风险值表达为:
各相互独立风险事故的风险值可按下式进行计算:
受到工程实践的驱动，20世纪后半叶，特别是后20年，以来，我国深埋长大隧道地质灾害研究取得了长足进展。
其中，隧道危害自动化检测也是十分重要的一环节：
（1）数据采集层。
该层级通过传感器系统获取传感器的模拟信号,并进- -步传送至数据采集系统。
（2）数据预处理及传输层。
数据预处理即将模拟信号转换成数字信号,并通过无线网络的形式传送至云端数据处理系统。
（3）数据处理与系统控制层。
数据处理与控制系统来完成,包括以下内容:①控制、管理传感器系统和数据采集系统的运行;②选择、处理、分析、显示所有来自数据采集系统的数据;③管理系统数据库。
（4）结构安全评价层。
结构安全评价系统负责对结构安全进行评价,包括以下内容:①监测数据实时分析处理,并辨别当前预警信号;②显示、存档/存储所有分析结果;③生成结构安全监测报告和评估报告。
对各风险事故和项目总体风险水平的评价，在很多情况下需要进行定性描述:也就是需要定出风险级别，由于风险指标的计算包含了决策者个人对于风险的好恶，因此，相应的标准也比较难以建立。
深埋隧道不是理想地下空间，是通过各种工程技术手段开挖出来的;施工地质灾害是复杂围岩体系对开挖过程的响应或反馈，响应程度(灾害程度)，甚至是
可能出现的响应方式(灾害种类)，都与开挖过程密切相关，因此，选择合理的掘进方法、改进施工工艺是深埋隧道施工地质灾害控制的重要途径。
根据上诉所论证的几大情况，即隧道灾害评价系统应建立如下几个方面：（1）灾害识别功能
在搜集资料和广泛调研的基础上,将盾构隧道工程中主要的风险事故和致险因子进行分类总结,储存在数据库风险信息库中供用户备选。
用户也可以自定义工程风险事故和相关的致险因子,并根据工程的实际情况进行添加或删除。
（2）灾害估计功能
风险评估方法采用黄宏伟等人的研究成果,在专家调研法的基础之上,由基于CIM模型的概率叠加拟合方法,得到各致险因子的概率和各类风险损失分布曲线。
（3）灾害评价功能
该功能模块采用基于风险指标方法的风险评价模型对风险进行评价。
对于每一项风险存在的几项损失的风险指标,用累计的方法对风险进行总体评价。
（4）灾害决策功能
该功能模块以风险数据库中常用的风险事故风险库为基础,根据用户选择的决策策略,以具体风险的风险指标、风险概率、风险等级等具体参数为基础,对风险的风险回避、风险接受、风险自留、风险分散、风险转移等进行决策。
用户也可以将决策存人数据库中,便于以后查询。
（5）查询和生成报表功能
提高工作效率并促进风险管理规范化，软件设计了查询和报表自动生成功能。
用户可以对风险辨识结果,各个单位工程、分部工程,风险事故的评估和决策结果进行查询。
用户还可以生成风险调研报表、风险辨识结果报表、风险评价决策结果报表等。
对于隧道灾害，在我国“十四五”发展阶段初期，尤其围绕建设灾害评价体系和防护措施的核心内容，确定符合我国国情的安全科学与工程学科的“十四五”发展战略，对促进我国铁路隧道开发与挖掘、更好的发展具有重要意义。