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根据我国目前客运专线隧道的设计情况,通常采用了单洞双线大断面隧道,
隧道开挖断面积达到150-180 m2,是一般单线隧道的几倍,约是一般双线隧道的2
倍。其断面的跨度已接近我国一些高速公路的三车道隧道,而高度已超过一般的
高速公路隧道。在开挖如此大断面的隧道,加上实际地质条件复杂多变和施工过
程中存在的不确定性因素影响,使得隧道设计和施工存在很大风险。目前修建隧
道的施工方法,普遍采用的是新奥法,监控量测己成为反馈围岩和结构动态变化、
优化支护参数、保证施工安全的一个重要手段。通过监控量测,将采集到大量反
映围岩和支护结构力学行为的数据,然后依据规范及类似工程的经验,对围岩的
稳定性进行评价,这已成为隧道施工中的通用方法。但如何有效地分析监测数据
判断隧道的稳定性态,如何从目前的监测数据预测下一阶段隧道变形和受力的发
展,如何从数据里寻求有效指导开挖施工的决策,使其更大限度地为工程服务,
是目前隧道建设中一个急待解决的问题。
鉴于上述情况,作者以选定的长吉城际铁路盘道岭隧道为对象,围绕双线大
断面隧道施工工艺,建立适用于高速铁路隧道施工的动态可视化监控技术,可以
实现量测数据的三维可视化,智能预测下一阶段的位移与变形,并对施工的安全
性进行评价,建立应急的决策机制,实现动态反馈施工,确保了隧道施工的安全
和隧道结构的稳定。在对长吉高速铁路盘道岭隧道进行超前地质预报及施工,通
过上述研究,取得的主要认识如下:
(1)复杂地层隧道超前预报应优先选用综合预报的方法,以实现对隧道超前
岩层的地质情况的准确预报。
(2)施工方法的适应性主要表现在对掌子面稳定性、隧道周边松弛的控制效
果以及当地质变化时施工方法转化是否灵活等几个方面,确定了若干了原则。
(3)针对铁路隧道施工规范中没有给出隧道浅埋段报警值,本文提出基于模
糊聚类分析的模式识别预测方法,系统地论述了铁路隧道浅埋段开挖时围岩稳定
性的评估方法和隧道位移速率预警值的确定方法。
(4)以长吉城际铁路中的盘道岭隧道为工程背景,提出了基于神经网络动态
反馈预测方法,并与既有的时间序列预测和动态方程预测方法对比,体现了方法
的先进性。
(5)采取现场埋设测点进行随开挖同步观测的动态反馈信息化施工技术,对
于保证工程的安全和顺利施工,积累相似隧道开挖施工的经验和数据,将产生积
极的作用。
关键词:高速铁路;隧道;可视化;监测;动态反馈
原书无英文摘要