土压平衡盾构法隧道施工风险辨识和研究

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1、土压平衡盾构法隧道施工风险辨识和研究　　摘要本文以杭州地铁1号线盾构穿越钱塘江隧道工程为背景进行工程施工风险辨识和分析。首先，通过专家调查法确定了施工中各类风险基本事件的风险等级，识别出风险等级最高的四类风险，然后通过层次分析法对识别出的风险事件的影响因素进行分析，并提出相应的风险控制对策。关键词土压平衡盾构法风险分析层次分析法Abstractinthispaper,theshieldconstructionofHangzhouMetroLine1crossingtheQianTangrivertunnelprojectasbackgroundforengineerin

2、gconstructionriskidentificationandanalysis.Firstofall,therisklevelofbasiceventsofallkindsofrisksinconstructionisdeterminedbytheexpertinvestigationmethod,andidentifytheriskratingofthetopfourcategoriesofrisk,andthenanalyzedbyhierarchicalanalysisofinfluencefactorsofriskeventsareidentified,a

3、ndproposedthecorrespondingriskcontrolcountermeasure.PressurebalanceshieldlawriskanalysisAHPsoil中图分类号：U4558文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1前言盾构法隧道施工在我国地铁建设中得到了广泛的应用。杭州地铁1号线盾构穿越钱塘江工程位于低山丘陵与平原交接处，钱塘江的水动力条件较复杂而且其水位变化也较大，易导致钱塘江杭州段河槽极不稳定，另外过江段隧道埋深及覆土厚度变化也较大，地质条件极其复杂，盾构机在含承压水的粉细砂层，卵石层中施工时，若处理不好，易引起

4、盾构刀具磨损快、开挖面控制不稳定、螺旋输送机喷涌、盾尾密封失效等严重后果。对工程中风险事件进行识别，明确其风险等级，提出相应的控制措施，对可能出现的风险或事故予以最大限度的防范，对于确保工程的顺利实施具有重大的意义。8隧道工程风险的识别和评估方法可分为定性分析、定量分析以及定性和定量相结合三类。在定性分析方面，主要有主观评估法、专家会议法、德尔菲法（Delphi）以及故障类型和影响分析（FMEA）等，例如同济大学的丁士昭对我国广州地铁首期工程、上海地铁一号线工程等地铁建设中的风险和保险模式进行的研究。在定量分析方面，主要有统计与概率分析法、蒙特-卡罗模拟法、贝叶斯推断法

5、和马尔科夫过程等，例如杨林德、黄慷以上海崇明越江隧道为例，采用蒙特-卡洛法计算了结构耐久性的失效风险，并讨论了各主要因素对耐久性失效风险的影响程度。近年来，更多的采用定性和定量相结合的方法。本文即根据杭州地铁1号线盾构越江隧道工程的具体情况，将盾构越江隧道施工中风险分为15类，对每类风险造成的后果进行分析，在此基础上分析导致每类风险的基本事件，制成专家调查表，采用专家调查法确定每类风险中基本事件的风险等级及每类风险事件的等级，识别出风险等级最高的四类风险。然后采用定性分析和定量分析相结合的层次分析法，对高风险事件的影响因素进行评价，根据风险因素的相对权重关系，提出不同的

6、控制措施。2风险评估2.1确定风险评价标准风险概率、事件造成灾害损失C采用5级制，见表1和表2，风险评价矩阵见表3。其中，各风险等级说明见表5。表1风险概率分级表2事件造成灾害损失的大小C表3风险评价矩阵C表4各风险等级定性说明2.2专家调查法风险等级确定8根据杭州地铁1号线盾构越江隧道工程的具体情况，将盾构越江隧道施工中风险分为15类，并首先对每类风险所造成的后果进行简要分析，在15类风险的基础上，分析导致每类风险的基本事件，针对各类风险制成专家调查表。为了提高对项目风险判别的准确程度，根据专家分级不同，在结果统计时进行0.7、0.8、0.9、1.0四个级别的专家计权

7、。对专家调查表进行统计分析，确定了15类风险的等级，表5所示。表515类风险等级及分值从表5可知，盾构进出洞施工、江底掘进时开挖面土体失稳、江底联络通道施工、江底气压换刀施工和沼气爆炸式风险等级为R4的重度基本事件，需对其进行风险分析，提出相应的控制措施。3层次分析法进行基本事件的风险分析3.1盾构进出洞施工风险分析盾构进出洞施工属于等级为R4的重度风险，并且杭州1号线越江隧道左、右线将经历6次出洞和6次进洞，整个施工风险高，若处理不当会导致洞口土体坍塌、流失、涌土、涌水、盾构机座变形盾构机被埋等事故。3.1.1盾构进出洞施工风险因素识别