【摘 要】
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随着城市土地资源紧缺和交通拥堵加重等问题的出现,我国修建的隧道数量和长度正逐年增加。隧道工程具有地质条件复杂、建设规模大和信息获取困难等特点,导致隧道在施工过程中出现安全事故的可能性较高。因此,研究隧道风险的预判和风险信息的管理,对于增强隧道施工安全的管理、减少生命财产损失具有重要的工程应用价值。本文从Web技术、隧道参数化建模、隧道围岩变形预测和隧道塌方风险评价等角度出发,自主开发了隧道施工安全
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随着城市土地资源紧缺和交通拥堵加重等问题的出现,我国修建的隧道数量和长度正逐年增加。隧道工程具有地质条件复杂、建设规模大和信息获取困难等特点,导致隧道在施工过程中出现安全事故的可能性较高。因此,研究隧道风险的预判和风险信息的管理,对于增强隧道施工安全的管理、减少生命财产损失具有重要的工程应用价值。本文从Web技术、隧道参数化建模、隧道围岩变形预测和隧道塌方风险评价等角度出发,自主开发了隧道施工安全管理系统。同时,将该系统运用在实际隧道建设项目中,实现了隧道围岩变形和隧道塌方风险在隧道模型上的可视化显示。主要研究工作如下:（1）基于Browser/Server架构模式,自主设计和开发了隧道施工安全管理系统。系统功能包括用户管理、监测数据管理、隧道围岩变形预测、隧道塌方风险管理和隧道BIM管理。系统开发采用的前端技术为Vue.js、Three.js和Echart等;后端技术为Node.js和Express框架等;数据库技术为My SQL和SQLyog Ultimate等。（2）利用Civil 3D、Revit和Dynamo等软件,建立了隧道的参数化建模方法。Civil 3D用于精确地绘制出隧道的三维中心线,Revit用于创建隧道构件族,Dynamo用于将隧道构件族参数化布置在隧道三维中心线上。（3）根据改进灰狼算法优化的支持向量机（IGWO-SVR）和隧道施工现场数据,建立了隧道围岩变形预测模型。该模型在灰狼算法（GWO）算法的基础上增加了Circle混沌映射初始化种群、非线性收敛因子和柯西变异等改进措施。并通过对比IGWO-SVR、GWO-SVR和SVR模型的预测结果,证明了本文提出的IGWO-SVR模型能够提高隧道拱顶沉降的预测精度。（4）通过120例隧道塌方事故统计分析、云模型和D-S证据理论,提出了隧道塌方风险评价方法。该方法不依赖于专家评分,减少了风险评价的主观性。同时,制定了一套证据构造方法、证据冲突检测流程和冲突证据修正规则。最终,将该方法计算得到的隧道塌方风险评价结果与模糊综合评价法、施工现场实际情况对比,验证了本文提出的隧道塌方风险评价方法的有效性。（5）将隧道施工安全管理系统初步运用在重庆轨道交通十号线南坪站至南滨路站区间隧道工程中。实现了隧道围岩变形和隧道塌方风险在隧道模型上的可视化显示,提高了隧道的信息化安全管理能力。
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