偏压浅埋小净距隧道施工风险评估及工程应用

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为贯彻安全、耐久、经济、节能、利于保护生态环境的公路隧道设计理念,偏压浅埋小净距隧道成为我国高速公路常见的隧道结构形式之一。偏压浅埋小净距隧道开挖过程中存在洞身偏压受力不均衡、洞口段浅埋围岩稳定性差、双洞间小净距作业面施工干扰严重等问题,极易导致隧道产生侧向位移、洞顶沉陷、洞身失稳破坏等事故,造成人员伤亡和经济损失。鉴于此,有针对性地开展该类隧道施工风险评估研究,建立相应的安全风险评估体系和预控措施,可及时有效地应对施工过程中遇到的各类风险,确保施工安全和避免经济损失。本文以鹤岗至大连高速公路马鹿沟岭隧道工程为背景,开展偏压浅埋小净距隧道事故风险评估研究,旨在建立一套较完善的风险评价体系、评估方法、监控手段和预控措施,为该类隧道施工安全控制提供指导。本论文主要研究内容如下:(1)风险辨识与风险控制:总结归纳隧道常见风险事件及其影响因素,阐述风险评估的一般方法以及施工风险控制措施;(2)典型工程实践:通过参与典型偏压浅埋小净距隧道—马鹿沟岭隧道工程施工,分析该类隧道工程特点,开展施工现场调研并参与工程建设,获取该隧道施工中的风险控制性因素及围岩动态变形数据;(3)风险分析:采用数值模拟和现场监测相结合的方法对偏压浅埋小净距隧道进行施工风险分析。建立马鹿沟岭隧道施工力学模型,分析施工过程隧道围岩力学与变形形态;开展现场监控量测,实测隧道围岩变形数据并进行相关处理;利用综合超前预报技术(TSP与GPR相结合)探测隧道围岩状况,预测施工风险状态并进行风险分区;(4)风险评价:结合数值模拟、监控量测和综合超前地质预报,全面分析影响偏压浅埋小净距隧道围岩稳定性的各个因素;采用专家调查法和层次分析法对围岩稳定性进行风险评价,确定该风险发生的概率情况,从而得出风险可接受程度,为相关风险控制提供理论依据;(5)风险预控:针对偏压浅埋小净距隧道施工特点,提出相应预控措施。
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