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兰州市轨道交通区间联络通道冻结法施工风险管理研究

日期:2022年04月04日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:756
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202101211512119229 论文字数:33230 所属栏目:建筑工程管理论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇建筑工程管理论文,我国地铁联络通道施工风险管理缺乏相关的规范研究和完善的理论体系,本文在已有研究的基础上进行了初步探索,存在一定的局限性,希望为兰州轨道施工安全提供一些参考。在今后,希望加强地铁联络通道风险管理信息化,并适时录入施工动态监测数据,为风险管理工作提供理论数据支持,达到提前预测风险,加强风险管理,实现风险管控的目的,这将极大地促进地铁工程的建设。


1 绪论


1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

伴随着我国经济体量不断攀高,城市化进程的不断加快,地上工程已不能满足交通需求,因此,地下工程特别是城市轨道设施建设成为解决交通堵塞,缓解城市化发展矛盾的主要办法。并且世界许多发达国家地铁已成为了城市主要的交通工具。在我国北京、上海、广州、深圳等城市已经大规模修建了地铁。近几年地铁由一线城市向二线城市大面积扩展开来,一些三线城市也在新建地铁。进入 21 世纪以来,中国抓住城市轨道交通发展的关键期,致力于促进经济的快速发展,扩大城市综合规模,轨道交通在其中的作用越发突出。2018 年国务院已经批准建设轨道交通的城市数字为 43,预计在 2020 年将达到 50 个。“十三五”结束时,我国城市轨道交通总里程将达到 6000 公里。关于地铁的公共预算门槛已由原来大于等于 100 亿元,变为大于等于 300 亿元,这将成为城市地铁发展有利的经济保障。

作为甘肃省省会的兰州,也是省内第一经济城市,由于黄河从兰山和白塔山中间穿过,形成了狭窄的地形地貌,这种带状格局严重阻塞交通的发展,又由于受到经济和技术水平的制约,兰州多年交通状况发展停滞不前。同时兰州地形处于河谷地带,是一个冬季无风的负压城市,冬季大气流动困难,机动车的尾气排放严重影响市民的身体健康。而轨道交通运能大、占地少、节能环保的优点特别适合兰州城市特征和可持续发展。兰州地铁(Lanzhou Metro)是服务于中国甘肃省兰州市的城市轨道交通,其首条线路——兰州地铁 1 号线于 2019 年 6 月 23 日开通试运营。目前,兰州地铁开通运营线路仅有 1条,在建的地铁为轨道 2 号线。根据国家发改委批准的《兰州城市轨道交通近期建设规划》,兰州市远景规划城市轨道交通线网由 6 条线路组成,总长约 207 千米,核心区线网密度 0.83 千米/平方千米,中心城区线网密度 0.34 千米/平方千米。

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1.2 国内外研究现状

1.2.1 冻结法施工国内外研究现状

(1)冻结法施工国外现状

1862 英国南威尔士的矿井施工中首次成功采用人工地层盐水冻结法,率先用冻结法成功地进行了深基坑开挖围护。1880 德国工程师 F.H.Poetsch 首先提出人工冻结法原理并于 1883 年获德国专利、1884 年获美国专利;1883 德国阿尔巴里煤矿成功地采用冻结法建造井筒;1928 苏联在 Cоликам 钾矿首次成功使用人工地层冻结法凿井;1933 莫斯科地铁 1 号线成功采用人工地层盐水冻结法修建三个地铁车站的扶梯隧道;1966 英国首次采用液氮冻结,竖井中穿越了 3.7m 含水砾石层;1974 年苏联,列宁格勒地铁 1 号线穿越地下河修复工程采用液氮冻结法施工; 1872 年德国人利用冻结技术完成 600 米的煤矿深井施工。1886 年、1906 年瑞典和法国用冻结法施工人行隧道,穿越河底地铁工程。前苏联、日本也在 20 世纪 70 年代用冻结法施工地铁隧道、排水管等。直到现在,冻结法施工已经广泛地应用于盾构隧道的联络通道施工中。它能适用于复杂的地质条件和混合地质[9-10],特别对于高含水率的软土地区。这种方法既可以对土体进行加固,又可以防水密封。然而冷冻法施工也会对隧道周围的建筑结构造成损伤。

关于冷冻法施工的机理直到 20 世纪才有相关的理论研究,有关学者研究挡土墙和支承结构在冷冻挖掘过程中的冻胀压力,才做出了正确的理论论证[11-14]。Song 和 Rhee[15]于 2005 年研究了在寒冷地区地下管道相互作用下的冻胀作用,仍很少有文献研究盾构隧道冷冻法施工的冻胀作用。许多学者构建了模型研究冻胀作用每个阶段的力学改变和分析其的传热性质[16-19]。

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2 风险评价理论


2.1 风险的定义

目前,无论在日常生活中还是社会活动中,我们会常常听见“风险”这样的字眼,简单理解,风险可以被认为是人们预期里不想出现的事情并且存在着不确定性[37-39]。当然,各行各业对于风险的理解与研究也各不相同。尤其在保险学、统计学、金融学、决策学等领域对于风险的界定对学科的发展起着至关重要的作用。而在工程学方面,风险的界定直接为风险识别、风险等级划分、风险损失判定提供着依据。

表 3.2 风险识别方法分析对比表

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2.2 风险识别及其方法研究

风险识别是进行风险管理的第一步,是一种预测导致未来可能发生风险事件的风险因素的一种手段,只有充分的了解风险因素的基础上,才能做好风险事件预测和防范措施。风险识别简而言之,其实就是找出可能导致风险事件发生的潜在原因。常用的风险识别方法有专家调查法、事故树分析法、头脑风暴法、SWOT 法、暮景分析法、安全检查法。

(1)Delphi 法

德尔菲法(Delphi Method)是专家调查法中的一种,其本质是一种匿名信函调查法,其实就是对要识别的风险因素请求专家的意见反馈,然后整理、归纳、统计,也可以进行多次征求意见。德尔菲法广泛的应用于健康医疗领域和质量指标领域[40-41],比传统的小组会议更加有效果[42]。德尔菲过程旨在改进一个小组对某一讨论主题的多种解释和观点,同时可以抑制某些个人专断的意见[43]。

(2)事故树分析法

事故树分析法(Fault Tree Analysis Method)是一个自上而下的组织分析法,它被用于去构建风险事件和它们的致因事件之间的关系图,这种方法应用起来比较的耗时。但是由于这种方法对于结构不是十分繁杂的系统,它能以一种逻辑关系,系统地定量地分析出致因风险因素。顶事件的出现也能被定量地评估基于底事件出现的概率。它能通过AND 和 OR 逻辑门清楚地说明顶事件、中间事件和底事件之间的关系。目前这个方法广泛的应用于各个领域,包括航空学、核工程、安全管理等。

(3)头脑风暴法

头脑风暴法(Brain Storming Method)也是专家调查中的一种,主要是将众多专家集中更大的创造性思维能力,并且其他人不能发生质疑和批判。头脑风暴法和德尔菲法同样受限于专家的知识水平和经验,并且容易陷入“群体思维”。

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3 地铁联络通道冻结法施工现场调查分析...................... 14

3.1 工程设计.......................... 14

3.1.1 工程概况............................. 14

3.1.2 联络通道及结构概况..................... 14

4 兰州轨道交通联络通道冷冻法事故树分析及评价指标.......................... 24

4.1 事故树简介...................... 24

4.1.1 事故树分析步骤............................. 24

4.1.2 事故树常用符号和定义........................ 24

5 基于 AHP 和贝叶斯网络方法联络通道冻结法施工风险评价...................... 32

5.1 层次分析法................................ 32

5.1.1 AHP 计算步骤....................... 32

5.1.2 风险影响度分析......................... 34










6 兰州轨道交通 1 号线联络通道冻结法施工风险评价


6.1 确定络通道冻结法施工风险评价指标的影响度等级

本文用 AHP 解决的即是风险评价指标的权重问题,进而转换成影响度分数。但由于 AHP 计算权重和一致性检验较为复杂麻烦。针对 AHP 计算问题,yaaph 的出现不仅解决了计算问题,而且和模糊综合评价方法做了高度的拟合。

6.1.1 yaaph 软件介绍

yaaph 是一款高度集成层次分析法和模糊综合评价的软件,可以直接用此软件构造层次结构模型、输入判断矩阵数据并且可以智能判断判断矩阵的一致性;另外根据数据可以进行目标排序权重计算;最重要的是 yaahp 提供了问卷调查生成功能,该功能可以根据层次模型和设定文本自动生成一份问卷调查,不做修改或稍作修改就能够向专家发放;提供群决策功能,可以借助群决策功能轻松地将所有专家的数据导入,以此节约大量的人力物力;可以是对专家数据进行检查,并可以进行针对性修改;本文选择用 yaaph软件辅助计算,计算结果可能与手工计算存在出入,但误差很小。

6.1.2 建立层次结构模型

根据第四章确定的联络通道冻结法施工风险评价指标体系,和问卷调查所确定的判断矩阵,建立兰州轨道交通 1 号线联络通道冻结法施工风险 AHP 模型如图 6.1 所示。

图 6.1 兰州轨道 1 号线联络通道冻结法施工软件 AHP 结构模型

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结论与展望

(1)在联络通道冻结法施工风险识别过程中,从联络通道冻结法四个施工阶段的角度出发,基于大量的文献综述案例研究,整体了风险统计表;然后基于本工程的施工特点,施工特点筛选出适合本工程的风险事件,然后基于事故树的因果构建规则,构建出冻结法施工四阶段的事故树模型。最后对照事故树,进行归纳总结,最终确定了 17个二