地鐵隧道施工風險機理研究.pdf

1、隨著地鐵隧道工程的迅速發(fā)展，地鐵隧道與地面工程相比，存在地質條件復雜、工藝多樣化、作業(yè)空間受限等特點，給施工風險管理帶來較大難度;另外風險管理的理論還不夠完善，導致隧道施工過程中的事故（災害）頻發(fā)，故風險成為地下工程領域的研究熱點問題;為了達到控制風險的目的，首先需要對風險理論進行研究，而風險機理是風險理論的重要內(nèi)容;只有在掌握風險機理的前提下，才能掌握風險規(guī)律，從而有針對性地控制風險;所以，地鐵隧道施工風險機理的研究對風險的控制起到關

2、鍵作用。
　　為了研究機理，掌握風險規(guī)律，首先利用系統(tǒng)動力學理論、方法對地鐵隧道進行系統(tǒng)分析，進而認識系統(tǒng)內(nèi)元素在工作方式及各元素在一定環(huán)境條件下相互聯(lián)系、相互作用的關系，分別從力學和能量角度建立系統(tǒng)動力學模型，分別給出因果關系圖和流圖;根據(jù)建立的系統(tǒng)動力學模型，將運用FLAC3D軟件模擬的結果嵌入到系統(tǒng)動力學模型中，運用Vensim軟件分別從力學和能量角度進行仿真模擬，提高系統(tǒng)動力學模型的精度，進一步拓寬系統(tǒng)動力學的應用范圍;為

3、了度量系統(tǒng)風險，運用PHA方法對地鐵隧道施工風險評估進行研究，針對PHA方法中風險等級不能定量化確定的缺陷，將模糊集理論和粗糙集理論雜合，建立基于變精度粗糙模糊集的風險評估模型，對PHA中風險等級確定方法進行改進，從而降低風險評估過程的主觀性，實現(xiàn)PHA方法的定量化;并利用實例對本文的研究成果的適用性進行驗證。
　　全文具體框架如下:
　　(1)對隧道施工風險理論、系統(tǒng)動力學理論與應用、風險模擬、風險評估等國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行

4、整理、歸納，并找出研究現(xiàn)狀中存在的問題。
　　(2)針對地鐵隧道系統(tǒng)提出問題，并確定系統(tǒng)分析的目的，運用系統(tǒng)動力學的理論、方法對地鐵隧道系統(tǒng)進行分析，分析系統(tǒng)的功能、組成及結構;以圍巖子系統(tǒng)為重點研究對象，分別從力學和能量角度建立其系統(tǒng)動力學模型，分析其因果關系，給出因果關系圖，根據(jù)因果關系圖畫出流圖，分別找出圍巖子系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響因素和各種變量。
　　(3)將力學數(shù)值模擬結果（FLAC3D軟件）嵌入到所建立的基于力學的系統(tǒng)

5、動力學模型中進行仿真模擬(Vensim軟件)。運用FLAC3D軟件進行力學數(shù)值模擬，主要研究不同影響因素（圍巖條件、埋深、斷面形狀及尺寸、支護方式、施工工法等）對拱頂沉降量的影響規(guī)律，在此基礎上建立基于力學的系統(tǒng)動力學模型方程，并檢驗模型的有效性，再運用Vensim軟件進行模型仿真。
　　(4)將能量數(shù)值模擬結果（FLAC3D軟件）嵌入到所建立的基于能量的系統(tǒng)動力學模型中進行仿真模擬(Vensim軟件)。
　　首先對能量風險

6、理論進行分析，主要包括風險與能量的基礎理論、能量傳遞、釋放、控制機理等;風險與能量的基礎理論分析主要包括風險與能量的關系，地鐵隧道施工風險的內(nèi)涵，風險構成及其要素間的關系，能量意外釋放理論的優(yōu)缺點及應用范圍介紹，能量意外釋放理論引用的可行性，基于能量原理的風險機制;能量傳遞機理研究主要包括應變能傳遞過程的描述，能量的傳遞機理及傳遞的可能性分析;能量釋放機理研究主要包括應變能的釋放條件、釋放機理及釋放可能性分析;結合應力-應變曲線分析系統(tǒng)

7、能量控制機制。
　　運用FLAC3D軟件進行能量數(shù)值模擬，主要研究不同影響因素（不同圍巖條件、埋深、跨度等）對應變能積聚和釋放的影響規(guī)律，在此基礎上，建立基于能量的系統(tǒng)動力學模型方程，并檢驗模型的有效性，再運用Vensim軟件進行模型仿真。
　　(5)運用PHA方法對地鐵隧道施工風險評估進行研究，在PHA風險等級劃分的基礎上，將模糊集理論和粗糙集理論雜合，采用文中所建立的基于變精度粗糙模糊集的風險評估模型確定系統(tǒng)風險等級。在

8、基于變精度粗糙模糊集的風險評估模型中，將風險分為固有風險和附加風險分別進行研究;運用標準規(guī)范確定固有風險指標的等級劃分標準，運用力學風險模擬分析的結果確定附加風險指標等級劃分標準，運用基于變精度粗糙模糊集的風險評估模型對樣本進行風險評估研究，確定風險等級，其中根據(jù)實測值運用粗糙集理論確定指標權重，降低了主觀因素對評價結果的影響，使評估結果更具客觀、準確。
　　(6)以成都地鐵2號線一期工程通惠門停車線暗挖區(qū)間隧道為例，運用PHA方