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随着城市空间的立体化拓展,城市地下工程施工环境的复杂化以及国家、社会安全施工意识的提高,城市隧道地下工程施工风险分析与控制受到普遍关注和重视。研究城市隧道施工风险,尤其是对通过破碎岩层、穿越密集建筑区、超浅埋、大跨度隧道施工风险进行识别,构建适应于此类复杂工程的风险评估与风险控制模型,进而建立动态风险预警系统,是该研究领域的重点和难点问题。 论文以《城市破碎岩层快速施工与安全控制技术研究》和国家自然科学基金《弱胶结软岩锚喷结构加固机理及其损伤演化研究》课题为依托,在广泛查阅国内外相关领域研究成果,大量总结类似工程资料基础上,结合现代工程项目管理理论、现代岩土工程防灾减灾理论、岩土工程数值分析技术等相关知识,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法对城市隧道施工风险识别、风险评估、风险处置以及动态风险预警等问题等进行了深入、系统的研究,主要成果有: (1)针对城市隧道风险研究缺乏基础性统计数据及风险繁多而复杂的特点,在借鉴国内外类似工程风险研究成果并参照国家相应规范的基础上精心设计合理可行的专家调查问卷,并对专家反馈信息综合处理,识别城市隧道施工主要风险,采用主成分分析法对专家识别清单进行对比,获取城市隧道施工风险清单; (2)深层次挖掘城市隧道施工风险源,采用多种方法汇集该行业以及所研究工程领域“关键”参与人员的智慧经验,综合运用专家访谈、问卷调研、头脑风暴等方法,有效甄别专家库,建立城市隧道施工风险因素库; (3)依据风险ALARP原则,并结合国家相关规范,考虑胶州湾隧道接线工程的复杂性,建立以经济模式、工期模式、人员伤亡模式、安全模式为基准的风险接受准则,并对城市隧道施工风险变形控制标准进行了分析; (4)将改进的层次分析法与模糊综合评判法相结合,以专家调查问卷为基本信息,部分因素采用数值模拟分析进行权重比较,部分风险因素采用层次分析法确定其权重值,建立城市隧道施工风险评估模型,并以四川路主隧道和云南路主隧道为依托进行了实例分析; (5)分别从组织层面、技术层面、管理层面和经济层面对城市隧道施工常用风险处置措施进行了分析,并建立相关模型对胶州湾隧道青岛端接线工程进行了风险处置实证研究; (6)模糊动态预警考虑了城市隧道施工地下岩土环境复杂、地上建筑形式多样、地面荷载多变、施工风险具有很强的动态变化性等特点,通过建立模糊预警区间和模糊预警机制等,根据变化着的施工环境监测风险态势,并提出合理的应对措施; 论文研究取得的成果为科学有效地进行城市隧道等复杂地下工程风险分析提供了思路,为类似工程的风险控制提供了可以借鉴的经验。研究成果既具有特定工程的针对性,又具有其他工程的通用性,论文构建的地下工程风险管理体系具有重要的理论价值和实际应用价值。