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富水砂层盾构始发安全风险耦合作用研究
| 论文题名： | 富水砂层盾构始发安全风险耦合作用研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构始发;安全风险;富水砂层 |
| 摘要： | 盾构始发是采用盾构法施工地铁隧道的第一阶段，也是风险事故频发阶段，存在着洞门涌水涌砂、洞门坍塌、磕头、姿态失控、地表沉降、建构筑变形、反力架失稳等安全风险。特别是在富水砂性土层中，土体自稳定性差、地下水丰富，洞门涌水涌砂、破除洞门时坍塌风险以及引起周边地表沉降、建构筑物变形风险发生的概率更高；同时风险发生很多情况下是多种因素耦合作用产生，因此本文选取富水砂层盾构始发安全风险耦合作用为研究对象，研究始发过程中风险耦合作用程度与关键影响因子，通过对风险耦合作用进行模拟，旨在揭示耦合作用发生大小规律及风险因素对风险事件发生影响的敏感性，提出解耦原则与方法，从而对重要的与风险发生高的风险因素进行管控，达到降低富水砂层盾构始发安全风险的目的。 首先，介绍了盾构法施工始发的基本流程，结合富水砂性土层的特性，采用专家调查评估法对富水砂层盾构始发施工进行风险识别与风险分类。并按照人、机、环、管、法五大类对风险因素进行归类并对其耦合作用进行定性分析，得到了26组风险因素耦合作用路径图。 其次，结合盾构始发工程特点及风险因素特征，分析了基于耦合度模型与系统动力学模型的富水砂层盾构始发风险耦合作用的定量研究方法的适应性。对其模型的构建与关键模拟步骤进行了详细介绍。在此基础上，按照减少或降低风险耦合间的关联程度的解耦原则，提出了从时间或空间上减少风险耦合作用机会、降低风险因素间耦合速度、破坏风险因素耦合作用的依托载体的解耦基本路径，并结合盾构始发风险因素特征提出了解耦措施。 最后，本文结合某地铁隧道富水砂层盾构始发工程展开应用分析。通过耦合度模型计算，得到了实际工程26种不同风险因素组合的耦合度值。本文仅选取耦合度值最大的“人-环”风险耦合作为系统动力学的仿真对象。通过仿真模拟与敏感性分析，得到“人-环”风险耦合系统的关键影响因子为人员的专业技术能力与水文地质条件。结合风险解耦原则与路径，提出了针对“人-环”风险耦合系统的重点解耦措施，并结合第二章对“机-管-法”风险耦合定性分析，提出了相应的管控措施。实际施工效果验证了研究方法与解耦措施的可行性。 |
| 作者： | 孟文辉 |
| 专业： | 土木工程建造与管理 |
| 导师： | 余群舟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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