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软岩隧道施工阶段风险评估与控制技术研究
| 论文题名： | 软岩隧道施工阶段风险评估与控制技术研究 |
| 关键词： | 软岩隧道;施工阶段;施工风险评估;模糊层次分析法;蒙特卡罗法;风险评估模型 |
| 摘要： | 我国现代化交通路网建设快速发展，隧道建设项目质量要求不断提高，施工难度也有所增加。在西部地区修建隧道，经常要穿越软弱围岩地层，围岩强度低、稳定性差，施工过程中容易发生安全事故，影响施工进度，甚至造成人员伤亡。因此，软岩隧道属于高风险或者较高风险隧道。通过研究软岩隧道施工阶段风险评估方法及控制技术，能够降低施工风险发生概率，保障施工安全。 本文采用WBS-RBS方法识别软岩隧道施工阶段风险影响因素，将模糊层次分析法和蒙特卡罗法相结合，建立软岩隧道施工阶段风险评估模型，并以安岚高速中河隧道为工程依托，验证模型的科学合理性。制定风险控制措施，并采用数值模拟与现场监控量测对比分析的方法验证风险控制措施的有效性。主要研究成果为： 1）总结了隧道工程风险评估基本原理和过程，在对软岩隧道施工阶段和施工风险深入研究的基础上，将三台阶施工过程细化分解，针对工作、风险分别建立分解结构，选择WBS-RBS法完成风险识别工作，共确定塌方冒顶、大变形灾害、工作面滑移失稳、支护结构失稳4类风险事件以及17个风险影响因素。 2）针对软岩隧道施工过程中风险影响因素的不确定性、模糊性，将模糊层次分析法和蒙特卡罗法相结合，引入M-H算法对蒙特卡罗法的随机抽样过程进行改进，建立了FAHP-MonteCarlo软岩隧道施工阶段风险评估模型。在软岩隧道施工阶段风险评估过程中运用该模型，既能够反映风险影响因素的重要程度，还能够实现对风险事件发生概率及综合风险等级的定量计算。 3）以安岚高速中河隧道为工程依托，运用FAHP-MonteCarlo软岩隧道施工阶段风险评估模型完成风险评估工作，得出中河隧道施工过程中综合风险等级为3级，且发生大变形灾害的概率最大。综合考虑工程实际情况及风险评估结果，中河隧道施工过程中应在原设计方案的基础上及时施作仰拱，增加锚杆长度，加强对围岩的加固作用，防止施工过程中围岩发生过大变形。运用FLAC3D软件对设计方案优化前后的中河隧道施工过程进行数值模拟计算，结果表明优化锚杆参数能够有效控制围岩大变形。同时结合现场动态监控量测工作，对隧道拱顶沉降、周边收敛进行测量，结果表明隧道变形均未超过允许值，施工可安全进行。 |
| 作者： | 孙晨科 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 韩永强;姚军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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