本文是一篇建筑施工与管理论文，本文以引洮供水一期工程 4#引水隧洞为例，以调水工程引水隧洞施工阶段风险分析与评价为主要研究内容，对引水隧洞的施工风险管理做出理论论述与结果探讨研究。最终得到如下结论：（1）本文通过对隧洞风险事故的收集与统计，对事故发生时间、事故原因及类型、事故后果、风险源指向等多方面进行分析研究，得到事故发生的原因和内在规律及引水隧洞施工事故风险特征，对隧洞施工风险事故进行了数据分析，结合国内外隧洞研究的相关理论基础，使得结果更加可信。（2）论文结合引洮供水一期工程 4#引水隧洞工程实际情况，选用 WBS-RBS 法对引水隧洞施工阶段风险进行识别。首先通过对引水隧洞施工阶段风险因素的基本分析，运用 WBS 法将施工阶段分解为 9 个分解结构，再对各个分解结构运用 RBS 法从自然风险、技术风险、组织管理风险 3 方面进行详细分解，最终得到洪水、地震、气象异常、水文变化、地质复杂、围岩变形、施工方案不合理、施工人员违规操作、施工机具故障、施工设备油品泄漏、施工误差、勘测不足、施工组织管理制度不健全、施工组织管理方案不合理、合同变更共 15 个引水隧洞施工风险因素，构成了引水隧洞施工阶段风险评价指标体系。
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
我国河流湖泊众多，水资源总量较为充沛，空间分布不均衡，在地域上呈现“南多北少”的特点，如图 1.1 所示。伴随着城市建设规模的不断扩大，以及社会经济的快速增长，水资源短缺问题日益严重。以黄河流域为例[1]，黄河流域多年平均年径流量为5.44×1011m3，仅占全国年径流量总量的 2%，却需要为全国 15%的耕地面积和 12%的人口长期持续供水。为了更加合理地运用黄河水资源，改善水资源空间分布不均的问题，我国先后兴建了引黄济青工程、引黄入晋工程、引大入秦工程等跨流域调水工程。通过建设多项长距离跨流域调水工程，解决我国区域供水短缺的问题，缓解供水区域生态环境的恶化，推动南北方经济的共同发展，如图 1.2 为我国南水北调输水路线图。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外隧洞风险研究现状
20 世纪 70 年代，隧洞风险管理方向的研究大多采用定性与定量相结合的研究方法，由美国学者 H.H.Einstein 教授撰写的大量关于隧洞工程风险分析与评估的论文[2-3]，首次较为系统地对隧洞风险管理及风险应对措施进行了阐述，并提出了相应的地质模型用于评估水下隧洞建设费用。
在 1996 年，Sturk R 等考虑到隧洞施工过程中存在着各种不确定性因素，且这些因素具有随机性，因此他将随机决策理论应用到隧洞风险评价研究中，形成了一套相对完整的隧洞风险评价体系[4]。2004 年，国际隧道协会 ITA 发表的《隧道工程风险管理指南》中，提出了隧道的风险应该贯穿整个隧道建设过程，各个阶段都要注重风险评估[5]。泰国学者 Likhitruangsilp Veerasak 提出利用计算机进行隧洞风险分析，在综合考虑隧洞工程所有重要风险的前提下，将风险进行量化以作出最佳决策，形成了包括概率地质预测模型、概率隧洞造价估算模型以及动态决策模型的决策支持系统[6]。2006 年由英国隧道协会 Mellor 等联合 ITA 发布的《隧道及地下工程风险管理作业规范》中，对隧道工程的风险管理及保险等进行了详细阐述[7]。2007 年，Richards D P 提出了隧洞设计阶段至施工阶段可能存在的的主要风险，并分别对软岩和硬岩隧洞的规划和建设进行了研究[8]。2013 年，马来西亚学者 Abdullah Mustafa Hasan 提出在隧洞开挖过程中，由于周围土体的应力和变形，对其相邻的结构及基础将造成不良影响，可通过实验监测开挖过程中的位移和应力关系，建立硬化土模型，求出数值解[9]。2014 年，荷兰屯特大学 CrdenasIbsenChivat 教授认为隧洞风险是工程项目特定因素之间相互作用的结果，地面上的巨大变化和不确定性条件会使得隧洞工程产生具有特定影响的风险，可通过风险因素的识别从而做出具体补救措施[10]。伊朗学者 Mohammad Reza Moradi 利用风险矩阵预测了岩石隧洞风险，建立了风险分析和风险推进速度预测模型[11]。2016 年，法国学者 Qiujing Pan 通过 FLAC 3D 数值计算获得的孔隙水压力分布以及相应的标准化图表，提出了快速评估隧道面稳定性的方法[12]。2018 年，雅典国立技术大学的 Panagiotis Ntzeremes 提出一种名为 SIREN 的风险评估方法，并成功对某公路隧道安全风险进行了分析与评估[13]。
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2 引水隧洞施工风险基本理论
2.1 引水隧洞的特征
引水隧洞属岩层或土体中开凿成的地下水工建筑物，主要承担长距离输水、取水、灌概等任务，按洞内水流状态可分为有压洞与无压洞，水流充满整个隧洞断面为有压隧洞，洞内水流存在自由表面时为无压隧洞。引水隧洞在力学、水流及施工方面具有以下特征，熟悉相应工程特征可以帮助我们对其施工阶段风险进行科学分析、有效评估、合理控制。
（1）力学特征
引水隧洞多建设于岩层中，其受力与围岩状态、水压力密切相关，岩层内部应力在开挖隧洞断面后发生改变并出现应力重分布现象，进而产生新应力应变，当应力应变超过岩层极限承担能力就会发生隧洞崩塌；同时地下水压力过大，也会在引水隧洞施工过程中出现渗漏或涌水。因此引水隧洞选线及施工，对地质构造特征和勘测方法都有极高要求，要尽可能避开岩层软弱带、断层、岩溶发育以及其他不良地质构造，降低地质构造对施工带来的危害及可能存在的风险。
（2）水流特征
引水隧洞由进水口、出水口、洞身段及闸门组成，由于作用于进出水口上的水头高、流速大，所以在隧洞进水口处水流流速快、流量大。如果引水隧洞出现弯道、渐变段或洞身不平整，在高速水流的作用下这些位置很可能会出现冲刷、气蚀现象，进而导致洞壁破坏，所以要求隧洞具有合理设计及良好的施工质量。
（3）施工特征
引水隧洞洞身断面小、施工作业面狭窄、洞线长又属于隐蔽工程，施工作业工序繁多，干扰大，施工进度慢，工期较长。因此影响施工质量、造成工程事故的风险因素存在于施工阶段开展的各个环节，有效识别、评估风险，避免风险发生及制定合理决策尤为重要。
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2.2 引水隧洞施工阶段风险定义及特点
2.2.1 风险的定义及本质
风险一词具有广泛而深刻的含义，目前还没有一个标准化的定义。风险的定义可分为广义风险和狭义风险，广义风险主要强调风险发生的不确定性，不考虑其影响后果有无利弊，而狭义风险主要强调风险可能带来的不利影响。由于人们在考虑风险时常常倾向于风险所带来的损失，因此，风险常常被理解为发生损失事件的概率。
工程项目在建设过程当中，由于其工程投资大、周期长、施工环境恶劣，因此会产生众多的不确定性因素，造成实际结果与预期相差较大，这种差异性及其发生的可能性即构成了工程项目建设风险[33]。
风险的本质是由风险要素、风险事件、风险损失三者共同作用的，风险要素是指能够增加或降低损失的要素，包括实质性风险以及人为风险，是风险发生的必要条件。风险事件是风险管理中直接或间接造成的风险后果，风险损失是违背风险管理者意愿的经济价值的减少。三者共同作用形成风险的过程，具体可用图 2.1 表示。
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3 引水隧洞施工阶段风险评价指标体系........................ 14
3.1 隧洞施工事故致灾性分析....................... 14
3.1.1 按隧洞施工事故分类特征分析...............15
3.1.2 按隧洞施工事故潜在规律分析................. 17
4 引洮供水一期工程 4#引水隧洞施工阶段风险评价.................... 27
4.1 基于层次分析法的引水隧洞施工阶段风险因素权重的确定................27
4.1.1 层次分析法原理................... 27
4.1.2 层次分析法的步骤..................... 28
5 风险评价结果分析及风险应对措施.....................................44
5.1 引洮供水一期工程 4#引水隧洞施工阶段风险评价结果分析.................. 44
5.1.1 对风险评价指标体系的分析........................44
5.1.2 对风险因素权重分配的分析................ 44
5 风险评价结果分析及风险应对措施
5.1 引洮供水一期工程 4#引水隧洞施工阶段风险评价结果分析
对引水隧洞施工阶段风险评价过程进行分析，可以帮助我们更好地了解施工中的各类风险因素发生的原因，分析各类风险因素风险等级，为工程施工过程中的风险管理提供理论依据。
5.1.1 对风险评价指标体系的分析
本文采用 WBS-RBS 法对引水隧洞施工阶段风险因素进行识别，根据引水隧洞施工阶段风险特点，结合引洮供水一期工程 4#引水隧洞工程概况，首先采用工作结构分解将引水隧洞施工阶段风险分为施工道路、施工用风水电及通讯系统建设、施工材料机械准备、钻孔爆破、隧洞开挖、运输出碴、引渗及清洗、衬砌支护、底板浇筑、机电金属结构安装等九个分解结构。然后采用风险分解结构法，从自然风险、技术风险、组织管理风险这三个方面将其进一步分解为洪水、地震、气象异常、水文变
