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随着我国基础设施建设的不断投入和西部大开发战略的实施,公路隧道、铁路隧道、水工隧道等各种隧道工程项目大量增多。隧道施工安全也成为了受到社会各界广泛关注的问题,更是引起工程领域的高度重视。本文以武神公路上的椿树垭隧道为实例,结合公路隧道施工的特点,以隧道施工地质预报为基础,重点研究了椿树垭隧道的工程地质风险和施工工艺风险。
本文主要对以下内容进行了研究:
(1)参考工程风险管理的理论,对公路隧道施工安全风险进行定义。
(2)分析比较风险辨识的各种方法,同时结合椿树垭隧道的特点,对椿树垭隧道施工安全风险进行了辨识和分析。
(3)将公路隧道施工地质预报作为隧道施工风险预测的手段,通过现场试验,并将试验结果与隧道实际开挖情况进行对比,分析各种预测方法的优缺点,对预测方法的现场实施进行优化,提高预测精度,使风险预测系统化。
(4)隧道施工风险因素中,影响最大、最难控制的因素是工程地质条件的不确定性,同时与隧道的支护衬砌结构设计和施工工艺方法也密切相关,分析公路隧道施工风险应对工程地质条件、施工工艺方法进行综合考虑。本文将分析二者对隧道施工风险的具体影响程度,以及各个方面是如何影响隧道施工风险的,结合风险评价的基础理论,建立一套包括工程地质条件和施工工艺方法的公路隧道施工风险评价指标体系。
(5)通过公路隧道施工风险预测与评价的现场实施,包括隧道施工地质预报的现场实施和结果分析、对支护衬砌结构的设计和施工工艺方法的计算分析,结合所建立的指标体系,总结形成一个完整的风险预测和分析流程,建立一个公路隧道施工风险预测与评估体系,可分析计算隧道施工风险概率。
根据上述研究内容,本文以椿树垭隧道为工程实例进行研究,验证了所建立的公路隧道施工风险预测与评估体系的准确性和可行性,主要得到以下结论:
(1)在参考工程风险评价理论的基础上,结合公路隧道施工的特点,将公路隧道施工安全风险定义为:公路隧道施工安全风险是指在公路隧道工程正常施工的过程中,由于各种不确定性的因素的影响,某项活动或客观存在对隧道施工目标的实现产生干扰的不利影响,或导致隧道施工中遭受安全事故产生直接或间接损失或损害的可能性。
(2)椿树垭隧道施工过程中,不确定性最强的,也是最为重要的风险是工程地质条件风险。为了对椿树垭隧道的地质条件风险及其影响因素有更加全面深入的了解,为风险评价提供可靠的依据,本文的研究中采用隧道施工地质预报对地质风险及其影响因素进行分析预测。并根据各种地质预报手段的特点,提出综合预测方法,采用模糊数学理论建立了综合预测方案的优选方法,使得各种预测手段在应用的过程中能扬长避短,提高了预测的准确性。为风险的评价提供了可靠的资料依据。
(3)通过对工程风险辨识的理论和方法的比较和研究,对椿树垭隧道施工安全风险进行了辨识,分析认为椿树垭隧道施工中主要的风险是工程地质风险和施工工艺风险,并对其主要风险进行了分析,掌握了椿树垭隧道施工安全主要风险的影响因素。
(4)针对地质风险因素和施工工艺风险因素难以量化的特点,选用德尔菲法及层次分析法建立了椿树垭隧道施工安全风险评价的指标体系。
(5)采用多层次模糊评价方法对椿树垭隧道施工安全风险概率进行了估计,引入当量方法对风险后果进行了估计,并使用R=P×C对椿树垭隧道施工安全风险水平等级进行了评估,得出了椿树垭隧道施工中各种风险的等级水平,为椿树垭隧道施工安全管理和施工措施的制定提供了依据,大大降低了椿树垭隧道施工风险。确保了椿树垭隧道的顺利贯通。
本文通过对椿树垭隧道施工安全风险的研究,取得的研究成果很好指导了椿树垭隧道施工的安全风险管理工作,为椿树垭隧道施工安全风险控制提供了依据,使得施工应对措施的制定更具有针对性。施工安全风险控制取得了很好的效果,使得椿树垭隧道在穿越岩溶和遇到大量地下水的情况下提前两个月顺利贯通。本文的研究成果可为其它类似工程项目提供有意义参考。