隧道与地下工程建设中风险分析与评价方法研究

隧道与地下工程项目建设过程是一个包含多阶段、多因素且充满风险的复杂系统工程，项目建设过程持续时间长、技术复杂、参加主体众多，从规划立项、勘察设计到工程施工，均受到自然、经济、社会、技术及地质环境的影响，且存在高度不确定性。本项目拟对隧道与地下工程建设全过程进行深入剖析，采用工作分解结构建立隧道与地下工程项目的层次结构模型，通过多种手段有效识别各类风险和并进行估计，研究全过程中风险动态变化特征、风险因素之间复杂的影响关系、风险的累积效应，采用风险分解结构建立隧道与地下工程风险网络结构模型，构建隧道与地下工程项目建设全过程的风险评加体系；探讨适宜于隧道与地下工程风险特点、运用定性与定量相结合、集德尔菲法、模糊综合评判理论和网络分析法于一体的模糊网络分析评价方法；开发隧道与地下工程风险分析与评价决策支持系统；最后以兰渝客运专线胡麻岭隧道项目为案例，进行典型实证研究。

隧道与地下工程具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，隧道与地下工程建设是一项高风险建设工程。基于上述特点，在隧道与地下工程施工过程中存在着许多不确定的因素，这些不确定因素是导致隧道与地下工程施工过程出现风险的重要原因。其隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境等的不确定性更为突出，这大大增加了施工技术的难度和建设的风险性。因而，为了确保隧道与地下工程施工建设目标，对其实施风险管理研究十分重要，因此需要对隧道与地下工程进行风险分析与风险评价研究。. 本课题全面系统地了解与分析国内外工程项目风险分析和评价研究现状和进展，结合隧道与地下工程施工的特点，改进了模糊网络分析法，完善风险分析和评价的理论研究，同时通过有关理论与实践的比较分析，构建隧道与地下工程施工中的风险评价指标体系和施工风险评价模型，研发编制了计算机辅助决策系统，并通过胡麻岭隧道的工程实例研究加以应用，提出风险控制的有关方法。. 通过研究给出了隧道与地下工程施工风险的定义，并揭示了隧道与地下工程施工风险的发生机理；为确保实施隧道与地下工程施工风险评价的可行性和合理性，建立了构造了包括一级风险因子13个，二级风险因子68个的隧道与地下工程施工风险因素两级指标体系；提出了经过改进的模糊网络分析法，在原有基础上，基于风险多维特性的描述对各个风险因素分别从概率、损失、可控性三个维度进行单因素的评价，从而建立模糊关系矩阵RP、RL、RC三者经数学平均合成的模糊关系矩阵R，通过引入三角模糊数和指数标度，得到了两两比较判断矩阵的模糊指数标度，给出了改进的模糊网络分析法的具体步骤；研发编制了计算机辅助决策系统软件，采用JAVA语言和ACCESS数据库作为主体，实现了工程项目信息储存、风险识别、风险评价、风险决策与控制、结果查询与报表生成的一体化全自动过程；结合胡麻岭隧道的实际情况，运用计算机辅助决策系统进行风险分析得到其总体评价结果最大值为0.249和0.224，对应风险评价评语集整体风险等级为中等至较高风险，整个工程处于较高风险水平，且注浆堵水不力和抽排水不力为首要风险；根据工程风险控制的原则和方法，结合隧道与地下工程风险特点，提出了隧道工程和地下水封洞库施工常见风险应对措施，为相似工程项目的风险管理提供了借鉴。