地鐵隧道施工風(fēng)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(zhì)條件復(fù)雜、工藝多樣化、作業(yè)空間受限等特點，給施工風(fēng)險管理帶來較大難度;另外風(fēng)險管理的理論還不夠完善，導(dǎo)致隧道施工過程中的事故（災(zāi)害）頻發(fā)，故風(fēng)險成為地下工程領(lǐng)域的研究熱點問題;為了達(dá)到控制風(fēng)險的目的，首先需要對風(fēng)險理論進行研究，而風(fēng)險機理是風(fēng)險理論的重要內(nèi)容;只有在掌握風(fēng)險機理的前提下，才能掌握風(fēng)險規(guī)律，從而有針對性地控制風(fēng)險;所以，地鐵隧道施工風(fēng)險機理的研究對風(fēng)險的控制起到關(guān)

2、鍵作用。
　　為了研究機理，掌握風(fēng)險規(guī)律，首先利用系統(tǒng)動力學(xué)理論、方法對地鐵隧道進行系統(tǒng)分析，進而認(rèn)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(guān)系，分別從力學(xué)和能量角度建立系統(tǒng)動力學(xué)模型，分別給出因果關(guān)系圖和流圖;根據(jù)建立的系統(tǒng)動力學(xué)模型，將運用FLAC3D軟件模擬的結(jié)果嵌入到系統(tǒng)動力學(xué)模型中，運用Vensim軟件分別從力學(xué)和能量角度進行仿真模擬，提高系統(tǒng)動力學(xué)模型的精度，進一步拓寬系統(tǒng)動力學(xué)的應(yīng)用范圍;為

3、了度量系統(tǒng)風(fēng)險，運用PHA方法對地鐵隧道施工風(fēng)險評估進行研究，針對PHA方法中風(fēng)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(fēng)險評估模型，對PHA中風(fēng)險等級確定方法進行改進，從而降低風(fēng)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(fēng)險理論、系統(tǒng)動力學(xué)理論與應(yīng)用、風(fēng)險模擬、風(fēng)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(xué)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(jié)構(gòu);以圍巖子系統(tǒng)為重點研究對象，分別從力學(xué)和能量角度建立其系統(tǒng)動力學(xué)模型，分析其因果關(guān)系，給出因果關(guān)系圖，根據(jù)因果關(guān)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(xué)數(shù)值模擬結(jié)果（FLAC3D軟件）嵌入到所建立的基于力學(xué)的系統(tǒng)

5、動力學(xué)模型中進行仿真模擬(Vensim軟件)。運用FLAC3D軟件進行力學(xué)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(chǔ)上建立基于力學(xué)的系統(tǒng)動力學(xué)模型方程，并檢驗?zāi)Ｐ偷挠行?，再運用Vensim軟件進行模型仿真。
　　(4)將能量數(shù)值模擬結(jié)果（FLAC3D軟件）嵌入到所建立的基于能量的系統(tǒng)動力學(xué)模型中進行仿真模擬(Vensim軟件)。
　　首先對能量風(fēng)險

6、理論進行分析，主要包括風(fēng)險與能量的基礎(chǔ)理論、能量傳遞、釋放、控制機理等;風(fēng)險與能量的基礎(chǔ)理論分析主要包括風(fēng)險與能量的關(guān)系，地鐵隧道施工風(fēng)險的內(nèi)涵，風(fēng)險構(gòu)成及其要素間的關(guān)系，能量意外釋放理論的優(yōu)缺點及應(yīng)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(fēng)險機制;能量傳遞機理研究主要包括應(yīng)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(yīng)變能的釋放條件、釋放機理及釋放可能性分析;結(jié)合應(yīng)力-應(yīng)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(yīng)變能積聚和釋放的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，建立基于能量的系統(tǒng)動力學(xué)模型方程，并檢驗?zāi)Ｐ偷挠行?，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(fēng)險評估進行研究，在PHA風(fēng)險等級劃分的基礎(chǔ)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(fēng)險評估模型確定系統(tǒng)風(fēng)險等級。在

8、基于變精度粗糙模糊集的風(fēng)險評估模型中，將風(fēng)險分為固有風(fēng)險和附加風(fēng)險分別進行研究;運用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范確定固有風(fēng)險指標(biāo)的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，運用力學(xué)風(fēng)險模擬分析的結(jié)果確定附加風(fēng)險指標(biāo)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，運用基于變精度粗糙模糊集的風(fēng)險評估模型對樣本進行風(fēng)險評估研究，確定風(fēng)險等級，其中根據(jù)實測值運用粗糙集理論確定指標(biāo)權(quán)重，降低了主觀因素對評價結(jié)果的影響，使評估結(jié)果更具客觀、準(zhǔn)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