復(fù)雜地質(zhì)條件下深埋長隧洞群施工仿真理論與應(yīng)用研究

本項目按照計劃任務(wù)要求，通過努力完成了各項指標(biāo)，取得了多項研究成果。針對深埋長距離隧洞群施工中存在的具有挑戰(zhàn)性、亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下深埋長隧洞施工仿真理論與方法。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和NURBS技術(shù)，研究建立了深埋長隧洞群工程地質(zhì)三維統(tǒng)一模型；針對長距離隧洞群施工地質(zhì)條件復(fù)雜不確定性問題，提出了基于Markov鏈的巖性預(yù)測方法，解決了傳統(tǒng)地質(zhì)分析方法難以對地質(zhì)信息進(jìn)行量化的弊端；針對深埋長隧洞群結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及各洞室相互貫通而導(dǎo)致的通風(fēng)排塵困難問題，研究了深埋長隧洞群施工通風(fēng)氣固兩相流數(shù)值模擬方法；針對長距離引水隧洞群施工系統(tǒng)的特征和影響因素，開展了長距離引水隧洞群施工全過程仿真理論與方法的研究，建立了長距離引水隧洞群施工全過程仿真模型，提出了長距離引水隧洞群施工進(jìn)度控制與調(diào)整的方法，建立了施工進(jìn)度預(yù)警模型和施工進(jìn)度調(diào)整體系，為長距離引水隧洞群施工仿真與實時控制提供理論基礎(chǔ)。針對某水電站長距離引水隧洞群工程實際情況，研制開發(fā)了長距離引水隧洞群施工全過程仿真與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠較好地適應(yīng)工程實際應(yīng)用的要求，實現(xiàn)了長距離引水隧洞群施工全過程仿真與進(jìn)度的實時控制，建立了考慮巖性不確定性和工序施工歷時隨機(jī)性的隧洞開挖施工仿真模型，并結(jié)合蒙特卡羅法對工期風(fēng)險和完工概率進(jìn)行了統(tǒng)計分析，為長距離引水隧洞群施工進(jìn)度分析與控制提供了全面的決策平臺。發(fā)表學(xué)術(shù)論文6篇，其中EI收錄4篇。 2100433B

針對復(fù)雜地質(zhì)條件下深埋長隧洞群施工進(jìn)度計劃與控制中存在的具有挑戰(zhàn)性、亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題：工程地質(zhì)條件的不確定性問題、施工過程模擬建模的復(fù)雜性問題、施工進(jìn)度實時控制及風(fēng)險定量評價問題。本研究根據(jù)深埋長隧洞群施工過程的系統(tǒng)性和復(fù)雜性，建立綜合考慮地質(zhì)、通風(fēng)、施工工藝、交通運輸?shù)缺姸嘁蛩氐氖┕し抡婺Ｐ?；探討地質(zhì)巖性及不良地質(zhì)分布概率預(yù)測方法，模擬施工通風(fēng)過程，研究耦合地質(zhì)風(fēng)險預(yù)測-通風(fēng)模擬的施工仿真與實時控制及風(fēng)險評價理論與方法，并采用虛擬現(xiàn)實方法對施工過程進(jìn)行可視化分析，可為深埋長隧洞群施工洞室優(yōu)化布置、資源合理配置、施工協(xié)調(diào)組織及工期風(fēng)險決策提供多學(xué)科綜合的動態(tài)分析理論與方法。本研究彌補了目前隧洞施工仿真中只針對單一隧洞的圍巖性質(zhì)預(yù)測以及單獨分析隧洞通風(fēng)或地質(zhì)對施工進(jìn)度影響的不足，解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下深埋長隧洞群施工仿真與優(yōu)化分析中存在的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)問題，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

第一章概論

第一節(jié)深埋長隧洞進(jìn)展

第二節(jié)深埋長隧洞含義

第三節(jié)深埋長隧洞復(fù)雜性分類

第四節(jié)深埋長隧洞勘測特點與難點

第五節(jié)工程勘測技術(shù)思路

第二章深埋長隧洞主要工程地質(zhì)問題

第一節(jié)大斷層帶圍巖失穩(wěn)及涌水問題

第二節(jié)巖溶及突水突泥問題

第三節(jié)高地應(yīng)力條件下軟質(zhì)圍巖變形

第四節(jié)巖爆問題

第五節(jié)隧洞高地溫問題

第六節(jié)有害氣體問題

第七節(jié)膨脹巖問題

第八節(jié)放射性元素危害問題

第九節(jié)隧洞高外水壓力問題

第三章深埋長隧洞主要勘測經(jīng)驗

第一節(jié)各勘測設(shè)計階段主要工作內(nèi)容

第二節(jié)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與構(gòu)造穩(wěn)定性

第三節(jié)地層巖性

第四節(jié)地質(zhì)構(gòu)造

第五節(jié)巖溶勘測

第六節(jié)水文地質(zhì)勘測

第七節(jié)鉆爆法隧洞與TBM隧洞勘測

第四章工程地質(zhì)測繪

第一節(jié)概述

第二節(jié)準(zhǔn)備工作

第三節(jié)野外工作方法

第四節(jié)工程地質(zhì)測繪內(nèi)容

第五節(jié)工程地質(zhì)測繪資料整理

第五章遙感遙測技術(shù)

第一節(jié)概述

第二節(jié)原理和特點

第三節(jié)遙感影像工程地質(zhì)解譯

第四節(jié)數(shù)碼攝像地質(zhì)編錄技術(shù)

第五節(jié)三維激光掃描技術(shù)

第六節(jié)發(fā)展趨勢

第六章工程鉆探

第一節(jié)工程鉆探的特點

第二節(jié)工程鉆探的目的與任務(wù)

第三節(jié)鉆孔觀測與編錄

第四節(jié)鉆探資料整理

第七章工程坑探

第八章信息模擬技術(shù)

第一節(jié)概述

第二節(jié)模擬研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向

第九章物理勘測技術(shù)

第一節(jié)概述

第二節(jié)電磁測深法

第三節(jié)高密度電阻率法

第四節(jié)地震勘探

第五節(jié)放射性勘探

第六節(jié)綜合測井

第七節(jié)深埋長隧洞物理勘測原則

第八節(jié)物理勘測技術(shù)小結(jié)

第十章超前預(yù)測預(yù)報技術(shù)

第一節(jié)綜述

第二節(jié)隧洞施工超前預(yù)報分類

第三節(jié)超前預(yù)報方法及設(shè)備

第四節(jié)超前探測中的問題

第五節(jié)搞好TBM隧洞超前預(yù)報的措施

第六節(jié)超前預(yù)測預(yù)報技術(shù)小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

《長大深埋隧洞勘測技術(shù)研究與實踐》由黃河水利出版社出版?！堕L大深埋隧洞勘測技術(shù)研究與實踐》編輯推薦：隧洞施工超前預(yù)測預(yù)報技術(shù)是隨著隧洞工程的發(fā)展需要應(yīng)運而生的，它是地質(zhì)勘測技術(shù)在施工階段的延續(xù)和補充。它的實施應(yīng)用既可校驗前期勘察設(shè)計結(jié)論，又能促進(jìn)施工動態(tài)設(shè)計管理，且是安全施工的重要保證。

《深埋長隧洞勘測技術(shù)及超前預(yù)報》由學(xué)苑出版社出版。