引水隧洞TBM施工是一个复杂的系统工程,受众多不确定性因素的影响和制约,尤其是在复杂地质条件下进行TBM施工,将给施工进度与结构安全带来更大风险。因此充分、系统地辨识TBM施工风险,定量地分析各种不确定因素对工程施工的影响,对于合理制定进度计划,以及采取合理的施工风险防范措施具有十分重要的意义。本文运用系统分析方法、综合评价理论、随机有限元法和系统仿真技术等,以实际工程为例,开展TBM施工风险分析的理论方法与应用研究。本文主要研究内容和取得成果如下:(1)建立了隧洞TBM施工进度风险的指标体系,提出了基于熵权的TBM施工进度风险评价方法;考虑到不同岩性条件下,某类地质风险发生的概率不同,提出了基于Markov过程岩性预测下的隧洞沿程地质风险发生概率估计方法;以新疆某引水隧洞工程为例,进行实例应用,得到了影响工程施工进度的主要风险因素,并探讨了主要地质风险的应对措施。(2)提出了地质不确定性下的施工期管片结构失事风险的估计方法,首先,由隧洞沿程岩性分布概率确定设计管片型式,进而在考虑岩性不确定性下,确定管片选型错误的概率;然后,建立管片结构的随机有限元模型,分析计算不同管片在不同围岩下的失事概率;接着,将其与管片选型错误的概率相结合,分析隧洞沿程管片结构失事的概率。通过实例分析,得到了该隧洞沿程管片结构失事的发生概率,为定量分析管片失事风险对工程进度(工期)的影响提供了基础。(3)针对TBM施工过程中地质风险应对措施下,网络计划中工序顺序调整和工序增删的情况,提出了柔性作业网络的表达方法,建立了TBM施工过程的柔性循环网络模型,克服了传统PERT与现有相关研究只考虑工序持续时间不确定性的局限性,更全面地反映了风险应对措施下的TBM施工过程的柔性。给出了柔性循环网络的仿真分析方法及流程,并进行实例研究,得到了膨胀岩、突水风险和管片结构失事风险影响下的工期与完工概率,以及这三类地质风险对工期的定量影响,从而为工程风险防范方案与进度计划的制定提供了科学依据。