隧道施工风险包括环境和技术的 16]。环境因素主要是指影响隧道的地质条件,包括围岩的年级和埋藏深度。技术因素主要指设计参数和影响隧道安全的技术措施。结合盾构隧道施工的分析,风险因素如下:围岩等级;埋藏深度;水的深度覆盖;开挖方法;同步灌浆强度;二次灌浆强度;灌浆压力; soil bin pressure.

的主要风险事件时,盾构隧道穿越河流下包括滑坡和水上涨的风险,因此滑坡和水作为综合风险指标。每个风险触发组合风险作为一个风险指标,并建立了相应的二级评价指标体系,给出了表 2。

基于研究区间的实际情况,建立了数值模型使用FLAC 3 d共有335.617区域单位,167.900壳单元,167.900衬管单位,201 336现。模型中有五个主要部分:(i)地面,(ii)河床,(3)层1,(iv)层2,(v)。整个模型的大小 X× Y× Z=长×宽×高= 200×200×60 m,如图 2。水平位移约束的集合 X和 Y模型的方向,水平和垂直位移约束的集合 Z方向在地上。隧道半径是3.1米,between-tunnel间距是10.8米。隧道通过的地层是一个含碎石粉质粘土层(第一层)和一个圆砾石层(层2)。

的具体参数值表 3。在建模过程中,以下基本假设是:(1)周围的岩石各向同性和连续弹塑性材料服从莫尔-库仑屈服准则和模拟区元素。(2)盾构隧道段的弹性材料模拟的衬管单位,而grouting-layer材料由壳单元模拟。(3)考虑流固耦合渗流模型各向同性。

疾病发生的概率是由计算风险值基于变形值的风险指标。通过对比变形值和规范的限制( 17),风险值 R _j( j= 1 - 4)获得一个风险指标: (1) R j = C j × 变形的风险指标 许用值结构变形准则 × One hundred. % , 在哪里 C _j是对应于每一个风险指标的调整因素,1使用网站监测数据的价值。倒闭的风险 R _一个然后从单一风险指标计算吗 (2) R 一个 = K 一个 × R 马克斯 × One hundred. % , 在哪里 K _一个系数和崩溃吗 R 马克斯 = 马克斯 R j 。因此,飙升的风险 R _B来自现场增加风险 R _b1和水压力的风险 R _b2: (3) R b 1 = K b 1 × 水涌 最大允许水激增的设计文档 × One hundred. % , R b 2 = K b 2 × 水压力 最大 容许水 飙升 在 设计 文档 × One hundred. % , R B = 马克斯 R b 1 , R b 2 , 在哪里 K _b1冲击系数和吗 K _b2水压力系数,通常为1。

每个风险因素的单位规模是不同的,而值分布的范围不尽相同,所以直接计算值是不可能的。因此,对于定量分析,我们量化和标准化的风险因素及指标表中给出 6。量化涉及一些非特异性表达与特定的数据和模糊因素,实现分析和比较;标准化涉及nonquantitative处理,系统中每个因素的绝对值变成一些相对价值的关系。

创建一个样本集的基础上,量化表,为风险评估提供数据支持。25个风险因素的不同组合设计来模拟不同的隧道施工条件,和变形值在相应条件下的风险指标是通过数值计算(见表 7)。

模糊综合回归模型结合回归方法与模糊数学来适应模型参数的模糊性质和定量分析评估。模糊回归模型是由风险因素和指标之间的关系( 14, 15]。样本的数据集是用来绘制风险因素和指标变形值之间的关系曲线,如图 4,可以看到如下:(1)围岩级别的影响曲线可以近似用二次函数,而其他的因素可以近似为直线。(2)的主要技术因素影响隧道和地面沉降是砂浆强度、灌浆压力、土仓压力。(3)提高砂浆强度是有效控制隧道和河床清算,灌浆压力和土仓压力的主要技术因素是影响隧道和地面沉降。(4)土壤本压力更好的控制地表沉降。

据的曲线形式因素指示器变形值图 4,相对应的模糊回归模型建立风险指标 (4) Y 我 = 一个 1 X 1 2 + 一个 2 X 2 + 一个 3 X 3 + … + 一个 8 X 8 + B 0 , 在哪里 Y _我( 我= 1 - 4)的变形值的风险指标, 一个₁- - - - - - 一个₈是模糊系数对应的风险因素,然后呢 B₀是一个常数。

解决模糊系数在上面的方程等价于求解一个线性规划问题在一定的约束条件(见方程( 5))。获得解决问题后,risk-indicator-risk-factor关系如下: (5) 最小值 = ∑ 1 25 w 0 + w 1 X 我 1 2 + w 2 X 我 2 + w 3 X 我 3 + ⋯ + w 8 X 我 8 , Y 1 ≤ c 0 + c 1 X 我 1 2 + c 2 X 我 2 + c 3 X 我 3 + ⋯ c 8 X 我 8 + 1 − h w 0 + w 1 X 我 1 2 + w 2 X 我 2 + w 3 X 我 3 + ⋯ + w 8 X 我 8 , (6) Y 1 ≥ c 0 + c 1 X 我 1 2 + c 2 X 我 2 + c 3 X 我 3 + … c 8 X 我 8 − 1 − h w 0 + w 1 X 我 1 2 + w 2 X 我 2 + w 3 X 我 3 + … + w 8 X 我 8 , Y 1 = 63.09 − 46.15 X 1 2 + 13.07 X 2 + 18.21 X 3 − 4.15 X 4 − 23.17 X 5 + 4.19 X 6 − 28.36 X 7 − 17.61 X 8 , (7) Y 2 = 49.64 − 24.64 X 1 2 − 24.58 X 2 + 22.06 X 3 − 5.97 X 4 − 7.10 X 5 + 3.14 X 6 − 16.72 X 7 − 11.13 X 8 , (8) Y 3 = 47.66 − 35.64 X 1 2 − 27.43 X 2 + 31.19 X 3 − 9.89 X 4 − 13.29 X 5 + 6.36 X 6 − 21.49 X 7 − 12.37 X 8 , (9) Y 4 = 7.59 − 4.63 X 1 2 − 0.16 X 2 + 1.69 X 3 − 1.59 X 4 − 2.99 X 5 + 1.53 X 6 − 3.15 X 7 − 2.11 X 8 。

基于方程( 6)- ( 9),可以计算每个风险指标的变形值。判断之间的拟合初始计算值和实际值的样本(即。目标价值),我们画散点图如图 5。这些计算表明,几乎所有的差异和目标的拱顶沉降值是3毫米内,只有一个错误超过3毫米;值接近,略小于目标值。几乎所有的地表沉降变形的计算值是一样的目标值;只有两个错误超过3毫米。虽然有两个错误大于3毫米,准确性仍能满足工程精度要求。riverbed-settlement变形的拟合很好,与所有错误控制在3毫米:计算值略小于目标值,但精度满足基本要求;然而,当变形值较大,所以是计算错误。

摘要在一组学习样本包含输入和输出值,反映样本的映射关系。学习过程包括向前和向后传播。向前传播通过输入值从样品到隐含层处理根据具体训练方法,然后将它们传送到输出层得到输出值和计算错误的实际值。然后向后传播修正权重根据错误和迭代学习减少网络的全局误差( 18]。

建立相应的摘要目前情况下,风险因素量化值 X₁- - - - - - X₈选择输入值和风险指标变形值吗 Y₁- - - - - - Y₄被选中作为输出值。它包含一个隐含层和一个输出层。贝叶斯正则化算法选为隐式的训练方法来正确的数据和输出层通过调整权重和拦截。网络结构如图 6。

在25个数据集,21被用来训练样本上的摘要,剩下的四人用于测试来评估学习效果。学习测试后的样品集对应的四个评价指标通过MATLAB 2016,结果如图所示 7,在那里 R是确定系数;的范围 R[0,1],接近1,模型的拟合效果越好。可以看出,训练集有一个良好的训练效果和高度的配合。拱顶沉降的学习效果是最好的(适合度= 1),和塑性区范围是最糟糕的(适合度= 0.95),整体满足要求;每个指标的测试集的预测效果基本上是相同的,所有在0.98。总的来说,摘要的学习和预测性能满足风险评估的要求。

使用模糊综合评价和计算摘要后,两种方法的结果进行了比较。错误的分析结果更直观地,这两种方法的计算值及其分布范围统计,计算和误差分布地图如图 8。总的来说,使用模糊综合评价的计算值小于目标值,而计算使用摘要大于目标值。对于地面沉降,利用模糊综合评价的计算值有两组的错误超过3毫米,而计算使用摘要只有一组错误超过3毫米。关于河床结算,使用模糊综合评价方法的计算值小,这些计算使用摘要很大,但使用每种方法的计算值控制在2毫米,这是最适合的。关于塑性范围内,误差值和模糊综合评价集中−0.1和0.1米之间(共19组)和那些摘要集中−0.1和0.3米之间(共22组);总的来说,错误是小而集中分布,以及配合更好。

大多数使用模糊综合评价的计算值小于目标值,这可能低估了潜在风险。有几个大的数值错误,虽然有一些错误时,变形大,沉降变形的总体误差可以控制在3毫米,塑性区域的分布误差也很小,满足精度要求。与摘要大部分的计算值大于目标值,和建筑设计遵循这种方法可能是保守的。误差分布更集中的范围,和有更少的情况下的大错误,所以整体性能更好。如果计算值大于目标价值,然后根据该方法施工设计可能是保守的。总之,这两种方法满足评估要求,但也有一定的缺点。网站建设设计应根据具体情况确定具体的方法。

风险评估,结合风险指标体系和有关隧道监控测量、设计、施工规范( 14),表面沉降的风险,拱顶沉降,支持压力,崩溃,和增长分为四个水平根据风险指数计算结果,如表中给出 8。

的环境和技术参数下的杭州地铁5号线隧道河引入模糊综合评价系统和摘要评价体系计算风险价值和等级(见表,并提出对策 9)。可以看出,模糊综合评价分数比摘要分数略低,但风险水平的判断是一致的;根据原设计施工,地表沉降和拱顶沉降变形很大,和山体滑坡和渗水的风险很高。

评价结果表明,应该调整设计参数如下: (1)

调整开挖间距双线隧道开挖期间。左线隧道挖掘后30 m,直线隧道的开挖开始。总是确保双线隧道的开挖时间间隔超过30 m减少造成的干扰同时双线隧道的施工。

由监测数据在图如图所示 10后,沉降变形控制有效地采取上述措施。如图 11,没有漏水的隧道在开挖段。