正习高速公路浅埋偏压隧道施工风险评估与控制研究

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由于隧道工程的施工周期长、不确定性因素多、施工技术复杂且投资大等特性,故在公路隧道施工建设过程中安全事故频发。特别是浅埋偏压公路隧道,深受地形地质、开挖方法及支护衬砌情况等因素的影响,在施工过程中极易出现掌子面围岩掉落、洞口坍塌、地表开裂和支护结构变形等问题。通过对山岭公路浅埋偏压隧道施工风险进行风险评估与控制研究,有助于降低施工风险水平,减少风险损失,使项目决策更加科学化、合理化。本文以正习高速公路天鹅穴隧道施工项目为研究背景,通过查阅大量相关文献及书籍,对山岭公路浅埋偏压隧道施工风险进行辨识、分析、评价和控制研究,主要内容如下:(1)通过对风险辨识方法和风险评价方法进行总结、对比和分析,结合山岭公路隧道施工的特点,明确了天鹅穴隧道施工风险辨识方法:将工作结构-风险分解法与改进的专家调查法相结合的方式。分别运用模糊层次分析法和改进的蒙特卡罗模拟法建立风险评估模型,得出施工风险水平等级。(2)针对天鹅穴隧道施工开挖特点,建立工作结构分解树(WBS);从“人-机-环-材”的角度对施工过程中潜在的风险进行分解,建立风险结构分解树(RBS),将二者进行组合创建WBS-RBS矩阵。在构建的矩阵基础上,结合工程实际情况和评审小组讨论等方式对风险因素进行筛选,建立天鹅穴隧道施工风险指标体系。通过改进专家调查法,利用“信心指数法”对专家调查结果进行打分优化。(3)采用模糊层次分析法对天鹅穴隧道施工风险进行评估,在运用层次分析法确定风险因素的权重时,通过MATLAB软件和层次分析法相结合的方式建立起基于层次分析判断矩阵的风险评估模型,这样可以大大简化计算量;运用改进的层次分析法对判断矩阵的判断标度及一致性判定进行优化,得出隧道施工过程中各风险因素之间的权重排序。通过收集、整理得到的各风险指标的发生概率和后果损失值,运用蒙特卡罗模拟法做计算机仿真模拟,建立风险后果模型。将二者进行组合,建立改进的蒙特卡罗评估模型。(4)分别运用模糊层次分析法和改进的蒙特卡罗模拟法对天鹅穴隧道的施工风险进行分析、评价,得出的天鹅穴隧道整体施工风险等级为三级,需采取必要风险处理措施来降低风险水平等级。针对得到的孕险等级较高的风险提出有效的规避措施与应对方案,将风险损失后果控制在可接受的范围内。
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