本文是一篇建筑学论文,建筑学作为建筑龙头专业,学习过程中相关专业都有所涉及,毕业后可视自身条件经自学或培训参与建筑相关的各类工作。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇建筑学论文,供大家参考。
第一章 绪论
1.1 项目依托
本文主要依托重庆沿江高速公路支线涪陵白涛隧道群工程的施工实践,该工程项目主要由回龙湾、白涛、荷香三座隧道所组成。
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1.2 研究背景与意义
我国地域广阔,地形多种多样但全国山地居多,因此在公路建设过程中难免会涉及到大批隧道工程建设项目。同时,随着我国经济建设的不断飞速发展,现有的高速铁路建成量及地下轨道交通的建设量已不能满足人们的需求,这从另一方面使得隧道工程的建设日益增加。岩溶富水区域在我国西南片区居多,随着国家经济的发展以及国家西部大开发政策的实行,我国西南部地区修建了越来越多的隧道工程。在岩溶富水段隧道施工存在着大量的岩溶灾害问题,这些问题将直接影响到人们的生命财产安全。岩溶富水区域修建的隧道项目逐渐增多,更多更复杂的隧道施工地质灾害问题需要解决。2005 年 12 月 22 日,四川都汶高速董家山隧道接连发生了塌方事故,最终导致 44 人死亡,11 人受伤;2006 年 1 月 22 日,宜万铁路马麓青隧道在平行导洞进行爆破后发生特大涌水事故,水量高达 2 米,洞外多处房屋和土地被冲毁;2007 年 8 月 5 日宜万铁路野山关隧道在施工过程中突然爆发突水突泥,涌水量约4~5 万 m3/h,造成 52 名施工人员被困,多台设备被冲毁,最终导致 10 人死亡。2010年 3 月 19 日,集包增建第二线新旗下营隧道“3.19”塌方重大事故造成 10 人死亡。2015 年 4 月 29 日,昆明市晋宁县昆阳镇安企村安企一号隧道发生塌方,11 人被困。岩溶富水隧道工程复杂多变,它的施工包含许多学问。大量的风险因素因为其复杂的特点孕育而生,工程地质条件的勘探、地质条件的复杂以及勘察资料的不完整不全面和相关设计的局限性和不完整性,开挖支护的施工做法欠缺合理科学性都将导致在隧道施工过程中产生一些意料不到的突发状况。同时,与隧道相临的周边环境、水文地质、地层和建筑物都将收的隧道施工的影响。在施工过程中隧道外围围岩的水文地质环境不得不与隧道相接触,这导致了隧道的施工不但包含了内部自身的多样复杂性还包含了外部环境的不确定性,多样性。另外,由于隧道的建设工期一般偏长,施工作业人员流动性强,使得各个施工岗位的作业人员并不固定,新手上岗情况严重。就诸多问题面前,施工风险管控缺乏系统性的形势下,对隧道的施工风险研究迫在眉睫,加强对隧道施工风险管控的研究很有必要。
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第二章 岩溶富水隧道施工灾害事故分析及风险概论
2.1 岩溶富水隧道施工灾害事故分析
2.1.1 岩溶富水隧道事故统计
岩溶富水隧道工程的建设施工对比一般地面建筑工程的施工有许多不同之处,隧道的施工更具有危险性,事故发生后果也是较其他工程更加严重。本文收集了从 1996 年到 2015 年间部分岩溶富水隧道安全事故共 55 起[41~45],其资料统计成表,并在其后对数据进行分析。事故统计表详见表 2.1 所示。对上表收集的 55 起岩溶富水隧道施工地质灾害事故进行统计分析,可以得出以下结论:(1)岩溶富水隧道开挖事故中,塌方、突水突泥、涌水、隧道大变形是常见的施工灾害事故。其中塌方、突涌水事故最为突出,说明岩溶富水隧道建设中突涌水、塌方事故发生的概率要远远高于其他事故。(2)岩溶富水隧道在施工中出现突涌水、塌方等灾害事故时往往对一线作业人员产生严重的生命财产危害。为了更好的安全施工我们必须实施合理的风险评价管控措施。
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2.2 岩溶富水隧道施工安全特点
作业空间有限、由于施工引起的围岩应力的变化导致作业不可预见性大、作业环境恶劣、作业风险大、遇事故逃生难度大等等这些都是隧道施工的显著特点。在隧道施工中的人员、机械都存在安全的危险,因此隧道的施工既有一般建筑事故多次发生的特点,又有事故发生后果严重的特点[46~47]。隧道工程是一个修建地点固定,施工复杂的建筑体。由于整个工程建设须要多个方面的人员共同参加建设,使得这个固定的庞大的单一建筑体又融入关于质量、资金、工期的因素在内,使得它变成了一个多元化的庞大个体,多重因素共同作用在其一体上,就容易产生施工安全事故。隧道的施工不像在地面建筑的施工,隧道的施工是一个封闭的环境,一旦发生围岩的失稳导致塌方,工作人员是很难从这个封闭的环境中逃脱,同时由于空间的局限性也给救援工作带来了巨大的麻烦。其次,隧道开挖可能遇到岩层中的有毒气体,开挖过程中突水突泥,隧道内温度往往比隧道外高出很多,这些都会给施工人员带来生命安全的威胁以及精神上的压抑感。
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第三章 岩溶公路隧道施工地质灾害风险管理理论基础...........12
3.1 风险管理和评价体系概述........12
3.2 岩溶隧道施工风险识别概述....13
3.3 岩溶公路隧道施工地质灾害风险评价体系指标筛选与构建原则....13
3.4 岩溶公路隧道施工地质灾害风险等级划分....15
3.5 岩溶隧道施工地质灾害风险评价方法概述....17
3.5.1 模糊层次综合分析法计算过程..............20
3.5.2 权重及隶属度的确定......21
3.6 岩溶公路隧道施工风险接受准则........28
3.7 本章小结............29
第四章 模糊层次综合分析法风险评估及其应用研究...............30
4.1 工程概况............30
4.2 白涛隧道群风险指标体系的确定........35
4.3 荷香隧道施工地质灾害风险评价分析应用....40
4.4 回龙湾隧道施工地质灾害风险评价分析应用............42
4.5 白涛隧道施工地质灾害风险评价分析应用....44
4.6 本章小结............46
第五章 数值模拟分析法及其风险评估应用.......47
5.1 概述........47
5.2 有限元分析模型............48
5.3 数值模拟计算云图汇总............50
5.4 计算结果分析....55
5.5 数值模拟分析法对溶洞的风险分级....62
5.6 回龙湾隧道施工风险地质灾害风险溶洞段分析........63
第五章 数值模拟分析法及其风险评估应用
5.1 概述
本文已就回龙湾隧道 K4+730~K4+780 段完成了工程地质灾害的整体评价,并给出了Ⅱ级风险等级的结论,根据地质雷达预报结果可知,在标段 K4+735 右侧9m、K4+740~K4+748 区域右侧 2m 范围内存在纵向发育溶洞,预报图像见图 5-1和图 5-2 所示:本章节主要是通过有限元数值模拟分析软件 Midas GTS NX,来模拟分析隧道正侧面不同直线距离的溶洞对应隧道的位移和应力,并将模拟结果与无溶洞的情况下隧道的位移和应力比较,对隧道存在溶洞地段的施工地质灾害风险进行评价。选择围岩级别Ⅳ级建立隧道的三维有限元模型,隧道净宽 11m。计算总模型边界长宽按要求不能小于 3 倍隧道净宽[69],所以以隧道为中心,横向各取 45m 作为整体模型的左右边界,竖向各取 35m 作为整体模型的上下边界。纵向进尺取 15m作为整体的纵向长度。溶洞以边长为 10m 的正方体表示。整体受自重荷载,自由边界条件,整体采用摩尔-库伦作为屈服准则。
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结论
岩溶富水公路隧道潜藏着大量的风险因素,为了预防岩溶富水公路隧道施工过程中地质灾害的出现,本文主要对依托工程的岩溶公路隧道进行了施工地质灾害和施工地质灾害风险管控两大方面研究,主要结论如下:
1、岩溶富水公路隧道施工地质灾害研究
(1)收集整理岩溶富水隧道重大施工地质灾害事故,并对施工灾害进行研究发现:突涌水、塌方等施工地质灾害为岩溶富水隧道施工多发事故灾害;(2)岩溶富水隧道工程自身有着生产固定、围岩稳定不确定等固有的特点,其次还有人为的手工操作的普遍性、一线职工素质不高等特点,使得岩溶富水隧道的施工更加具有难度和复杂性,促使隧道施工灾害频频发生,因此岩溶隧道施工地质灾害风险管控是十分必要的。
2、岩溶富水公路隧道施工地质灾害风险管控研究
(1)根据现有公路隧道风险分级标准,把岩溶隧道风险评价等级划分为低风险、中风险、高风险、极高风险 4 级;(2)根据白涛隧道群工程可知,岩溶隧道的施工地质灾害风险影响成分大多集中于地质构造、水动力带、地形地貌和地层岩性这 4 个方面。再对这 4 个发面继续细化,总结出 12 个子因素,最终构成了岩溶隧道施工地质灾害风险评价指标体系;(3)运用模糊层次综合分析法对白涛隧道群中的荷香隧道、回龙湾隧道、白涛隧道某标段运用模糊层次综合分析法进行各标段的施工地质灾害风险综合分析,得出各标段总体施工地质灾害风险等级;(4)运用数值模拟的方法研究隧道与溶洞不同位置的应力位移关系,得出结论:在其他条件相同的情况下,离隧道不同间距的溶洞对隧道围岩的影响程度各不相同,溶洞离隧道越近,对隧道的影响越大。根据这一结论再对隧道施工溶洞段的地质灾害风险等级进行更细致的划分:在运用模糊层次综合分析法判断的风险等级基础上,当溶洞与隧道的距离在 1~0.5 倍洞径时,风险等级提高一级;当溶洞与隧道的距离在 0.5 倍洞径之内时,风险等级提高两级;(5)针对岩溶富水公路隧道施工过程中可能发生的溶洞、暗河、突水突泥、塌方等重大风险,结合红外线探水法、探地雷达法和 TGP 超前地质预报方法预测结果,提出相应防治措施。#p#分页标题#e#
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参考文献(略)