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基于层次分析法的盾构法隧道施工风险辨识和评估方法研究与应用

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第一章绪论

1.1盾构法隧道施工技术

1.1.1盾构机

1.1.2盾构法隧道施工的内容

1.1.3盾构法隧道施工的难点

1.2隧道施工中存在的风险及总结

1.2.1国外隧道主要施工事故

1.2.2国内隧道主要施工事故

1.2.3国内外隧道施工风险事故总结

1.3国内外对于隧道施工风险辨识与评估研究综述

1.3.1国外隧道施工风险辨识与评估研究现状

1.3.2国内隧道施工风险辨识与评估研究现状

1.3.3国内外研究现状总结

1.4本文的主要工作

第二章隧道施工的主要风险辨识与评估技术分析

2.1定性分析方法

2.1.1专家会议法

2.1.2德尔菲法

2.1.3故障类型和影响分析

2.2定量分析方法

2.2.1统计与概率分析法

2.2.2蒙特卡洛模拟法

2.2.3贝叶斯推断法

2.2.4马尔可夫过程

2.3定性和定量相结合的方法

2.3.1决策树/事件树分析法

2.3.2故障树分析法

2.3.3模糊综合评价法

2.3.4层次分析法

2.4小结

第三章自适应权重模糊层次分析法

3.1模糊层次分析法原理

3.2.1基本定义

3.2.2模糊层次分析法进行指标评价的计算步骤

3.2隶属度函数的选择

3.3自适应权重设定

3.3.1权重修正计算

3.3.2权重调整

3.4使用标准数据进行方法的检验

3.4.1房地产投资风险评价模型

3.4.2基于AWS的权重调整

3.4.3结果比较

第四章盾构法隧道风险分析与辨识和评估模型

4.1盾构法施工风险的基本定义

4.2盾构法工序工艺的划分

4.3风险指标的筛选与模型的建立

4.4底层指标的模糊化计算

4.5模型指标模糊化调查和权重设定

第五章盾构法隧道风险辨识与评估实例检验与应用

5.1历史工程案例检验

5.1.1权重修正

5.1.2上海轨道交通8号线复兴路站~淮海路站区间隧道工程

5.1.3上海轨道交通4号线南浦大桥~西藏南路区间隧道工程

5.2风险辨识与评估模型在长江隧道中的应用

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致 谢

附 录

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摘要

随着我国地铁建设的高速发展,盾构法隧道工程施工得到广泛应用。施工难度不断增大,施工事故也同益增多;然而地铁施工区域又在繁华都市,一旦发生事故,其损失和影响是巨大的。因此,盾构隧道施工风险辨识与评估成为国内外关注的焦点。 综观目前的隧道施工风险辨识与评估研究,主要是集中在设计和施工方案论证阶段,根据实际施工数据进行风险辨识的研究相对很少,很少能在实际施工过程中使用。本文从分析盾构法施工动态信息入手,改进了原有的层次分析法,建立了具有自适应能力的盾构法隧道施工风险辨识与评估模型,在施工进程进行风险动态评估。全文共分六章。 第一章首先简单介绍了盾构法施工的基本原理,然后回顾了目前国内外风险事故,并总结了风险事故的特点,同时在对国内外研究情况进行整理和分析的基础上,确立了论文的研究内容和基本思路。 第二章在对目前隧道风险辨识与评估中常用的方法进行了详细分析的基础上,根据它们的优缺点、适用范围和应用情况,确定了层次分析法结合模糊综合评价作为盾构法施工风险辨识与评估的主要方法。 第三章在简单介绍了目前国内外层次分析法常用改进手段以后,提出了自适应模糊层次分析法,详细介绍了权重修正的公式推导和权重调整的全过程,并通过标准数据检验了此方法的有效性。 第四章在研究了不同工序工艺下施工指标对风险的影响情况的基础上,对施工指标进行筛选和分类,从而分工序工艺建立“表层风险-项目层-指标组-底层指标”的四层风险辨识与评估模型,最后通过专家调查确定模型的权重。 第五章在采用十五个工程案例的历史数据对专家调查的权重进行调整后,选取两个工程检验了调整前后模型对风险辨识与评估情况,然后将该模型应用于上海长江隧道的施工风险辨识与评估中。 与原有的盾构法隧道施工风险辨识与评估方法相比,本文的研究具有以下两个方面的创新: 1.风险模型充分考虑了实际施工数据作为评判指标,进行施工过程中动态风险辨识,有利于根据实际情况不断调整对施工风险状态的判断,及时发现施工隐患,从而尽可能地将施工风险程度降低。 2.提出了具有自适应能力的模糊层次分析法,在传统层次分析法充分利用专家经验知识的基础上,有效地运用历史案例进行模型修正,提高了模型的辨识能力。 根据多次的专家调查和多个历史案例修正得到的盾构法隧道施工风险辨识与评估模糊层次分析模型在长江隧道工程应用中有效地预警了上行线进洞过程中存在的风险,使技术人员有充足的时间,采取有效措施,确保了施工的顺利完成。实践证明,本文提出的盾构法隧道风险评估的方法具有实际应用和推广价值。

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