Skip to main content
search

Проект тоннеля Караванке, ELEA IC (Словения)

Проект

Тоннель Караванке, построенный в 1980-х годах, проходит через Альпы между Словенией и Австрией и представляет собой критически важную точку в Общеевропейском транспортном коридоре «X». Потребность в улучшении транспортного потока и повышении безопасности дорожного движения привела в 2013 году к проектированию второй трубы тоннеля.

Конструкция второй трубы тоннеля представляет собой двухполосный тоннель длиной 7820 м с мощностью покрывающей породы до 1000 м. Геологическое строение очень сложно ввиду кулисной веерной структуры, которая сформировалась как массив перекрывающихся складок распространения разломов. Первоначальный тоннель столкнулся с трудными геологическими условиями с частым сильным притоком воды, прорывами и обнаружением метана. В результате серии геологических, инженерно-геологических и гидрогеологических исследований, проведенных с 1970-х годов, набран большой объем проектной документации.

Междисциплинарная консалтинговая компания Elea iC, ведущий партнер совместного предприятия «Караванке», использовала Leapfrog Works для моделирования геологического строения в рамках проекта Idea Phase для словенской части второй трубы тоннеля.

Исходные условия

Традиционно трехмерное геологическое моделирование в гражданской промышленности ограничивалось двумерной интерпретацией в трехмерной среде. Этот процесс занимает много времени, с потерей информации между секциями и субъективной интерпретацией геологических условий и оценкой потенциальных рисков. Созданные вручную двумерные интерпретации также сложно обновлять, что увеличивает риск. Проект тоннеля Караванке и обширный набор данных предоставили Elea iC возможность протестировать новые технологии и вывести инженерную геологию, геотехнику и тоннелестроение на новый уровень.

Ответ

Определение геологической структуры вдоль маршрута тоннеля
Трехмерная модель построена на основе обширных геологических данных предыдущих этапов исследования и строительства и дополнена новыми данными. В единой модели использованы все доступные записи, поверхности карты и измерения.

По словам Тины Живец, «обширный межотраслевой опыт команды разработчиков и поддержки Seequent позволил им быстро понять проблему, с которой мы столкнулись при построении модели в самых сложных дисциплинах».

Вследствие отсутствия скважинных данных модель построена путем определения системы разломов. Основные разломы заданы как полилинии ГИС и выровнены по топографии. Затем смоделированные разломы и структурные данные выходов пластов на поверхность скорректированы до геологических разрезов вдоль трассы тоннеля.
Структурные данные из подробных геологических профилей, основанные на геологическом каротажном исследовании на этапе выемки грунта, использовались для ориентирования плоскостей разломов на уровне тоннеля.

Созданная система разломов разрезала трехмерную модель на многочисленные ограниченные разломами блоки. Каждому блоку присвоены соответствующие литостратиграфические комплексы. Из полученной трехмерной модели извлечены литологические и структурные свойства для создания подробных геологических профилей, а также структурная модель для экстраполяции структурных свойств на проектируемую трубу тоннеля в виде дискретной сети трещин (DFN).

Трехмерная модель позволила пользователям прогнозировать местоположение и ориентацию основных систем разломов, общие грунтовые условия и поведение массива пород, а также помогла проектировать типы опор для строительства новой трубы тоннеля.

Управление информацией

В дополнение к значительной помощи в проектировании новой трубы тоннеля Leapfrog Works также обеспечила синергию с процессами информационного моделирования объектов (BIM). Модель Leapfrog Works — это, по сути, информационная модель, построенная в соответствии с различными стандартами.

Leapfrog Works представляет собой быстрое, мощное и удобное программное обеспечение с хорошей графикой, быстрыми вычислениями и междисциплинарными возможностями для включения различных структур.

Тина Живец (Tina Zivec), геолог, Elea

После утверждения проекта изготовлена полная предварительная BIM-модель тоннеля. Так как в основе информационного моделирования объектов (BIM) и модели Leapfrog лежали различные технологии, модели нельзя было интегрировать в общую среду без потери некоторой информации. Тем не менее, преобразованная геометрия тоннеля в Leapfrog Works позволила извлечь несколько различных комбинированных моделей для точного прогнозирования объемов выемки, распределения и количества каждого типа грунта и выявления критических пересекающихся структурных нарушений сплошности. Визуализация помогла определить программу исследований и многое другое. Информация и графика, извлеченные из модели Leapfrog Works, использованы для определения распределения опор вдоль тоннеля. Это послужило основой для создания дискретизированной каркасной сетки для расчетов при помощи метода конечных элементов.

Результат

Использование Leapfrog Works для проекта проходки тоннеля позволило визуализировать грунтовые условия на основе однозначных вводных данных. Эти данные могут быть использованы для дальнейших расчетов, анализа устойчивости и деформационного потенциала. Преимущества использования программного обеспечения:

  • Быстрое и легкое комбинирование различных типов данных — Leapfrog Works позволила разработчикам моделей использовать сложные и разнообразные типы данных, собранные как в результате кабинетных исследований, так и исследований на месте.
  • Быстрая визуализация и понимание — оценка осуществимости, выявление противоречий между различными моделями, одновременная проверка спецификаций, планирования и калькуляции в разных представлениях обеспечивают гораздо больший контроль над проектом, чем проверка чертежей PDF, расписаний, спецификаций и ведомостей объемов работ. Эти преимущества возрастут во время строительства, когда изменения можно будет оценивать почти в реальном времени и легко регистрировать вместе с информацией об утверждении.
  • Доступ к современному геологическому моделированию — Leapfrog Works представляет собой современный специализированный инструмент геологического моделирования, специально разработанный для моделирования разломов, интрузий и месторождений.
  • Облегчение процесса уточнения моделей — разработчики моделей могут легко включать в них новую информацию. Сложность геологического строения контролировалась во время выемки грунта из существующей трубы тоннеля, так как геологические условия менялись на небольших расстояниях. В модель включены ежедневный геологический каротаж, инженерно-геологические и изыскательские работы. Этот процесс может продолжаться во время строительства второй трубы тоннеля.
Close Menu