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风险评估系统实现电缆隧道 施工扰动快速精准预测

国家电网报发布时间:2021-10-28 09:17:48  作者:贺雷 朱照清

  10月18日,中国电力科学研究院输变电工程研究所研究人员马山青应用电缆隧道施工扰动风险评估系统预测评估了浙江涌潮—花木220千伏电缆隧道穿越杭州市萧山区五联村老年活动中心的工程施工扰动风险,预测结果与现场监测结果吻合度较高。风险评估系统预测结果达到预期,可用于指导后续电缆隧道工程的设计优化,降低工程施工扰动风险。

  电缆隧道建设时可能会对周边地层、建构筑物和地下管线形成扰动,使之发生位移、变形。电缆隧道施工扰动控制不当可能引发地面沉降、管线破坏等事故,影响建设安全。解决电缆隧道施工扰动问题最重要的是准确预测评估扰动风险,在风险评估的基础上制订扰动防治措施。目前,研究人员普遍先采用数值模拟方法预测分析扰动,再由专家根据经验预判扰动风险。这种方法存在技术门槛高、准确性不稳定等问题。扰动风险预测受工程复杂程度等因素影响,需要几天甚至数月的时间。

  2018年1月,中国电科院与国网浙江省电力有限公司联合组建攻关团队展开攻关。攻关团队成员结合电缆隧道施工特点以及被穿越建筑物和地下管线的结构特点,开展大量数值模拟和物理模型试验,逐步掌握了电缆隧道施工扰动机理和被穿越对象的扰动变形规律。2018年10月,攻关团队构建出了适用于电缆隧道施工扰动风险评估的模型。

  为了验证模型的准确性,攻关团队在浙江涌潮—兴南π入祝桥变220千伏电缆隧道工程等工程中应用该模型分析预测施工扰动情况,并根据监测结果对评估模型不断修正完善。最终证实应用该模型预测电缆隧道施工扰动风险结果准确、适用性广泛。

  2021年2月,攻关团队在模型的基础上完成了电缆隧道施工扰动风险评估系统的研发。应用该系统,设计、施工人员只需要输入地层、电缆隧道和被穿越对象的基础特征参数,就能实现对被穿越对象扰动位移或应力的自动计算和施工安全性评估。该系统可以利用监测数据对内嵌模型反向分析修正,以适应不同地层和施工环境变化的预测需要,让预测结果更加准确。设计人员还能根据分析计算结果,进行工程选线和设计参数优化。3月份,该系统通过了国家信息中心软件评测中心的测试,取得了软件著作权。

  目前,电缆隧道施工扰动风险评估系统已在浙江涌潮—花木220千伏电缆隧道工程、福建滨海快线福州火车站—东门站区间220千伏电缆迁改工程等多个工程中应用,效果良好。经过进一步完善验证后,该系统将在电缆隧道工程建设中推广应用,降低工程施工扰动风险,提高预测工作效率。

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