Оценка риска безопасности при строительстве лессовых туннелей в сложных условиях на основе теории игр

Aug 15, 2023

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12249 (2023) Цитировать эту статью

257 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Из-за воздействия окружающей среды факторы воздействия на безопасность, возникающие при строительстве лессовых туннелей, сложны и многочисленны, что приводит к частым авариям, а также отсутствуют методы оценки риска безопасности, применимые к строительству лессовых туннелей в сложных условиях. . На основе проекта туннеля Луочуань высокоскоростной железной дороги Сиань-Яньань в данной статье анализируются факторы воздействия рисков строительства лессовых туннелей, а также выбираются 15 основных факторов воздействия, включающих субъективные и объективные факторы, для установления оценки риска безопасности. система строительства лессовых туннелей в сложных условиях. Для определения веса импакт-факторов в данной статье впервые представлен метод комбинированного взвешивания, основанный на теории игр. Затем создается модель оценки риска безопасности строительства лессовых туннелей с использованием традиционной теории облачной модели. Наконец, модель применяется к вспомогательному проекту для проверки. Результаты показывают, что наибольшее влияние на безопасность строительства туннеля оказывают опора и обделка, за которыми следуют управление строительством, уровень окружающих горных пород, вредные инженерные грунты, контрольные измерения, форполирование и метод строительства. Результат оценки соответствует фактической степени риска строительства, что доказывает, что результат оценки модели является точным и надежным, а модель имеет руководящее значение для оценки риска безопасности при строительстве лессовых туннелей в сложных условиях.

Лёсс широко распространен в центральных и западных регионах Китая, его площадь достигает 631 000 км2, что составляет около 6,6% от общей площади страны1. Лёсс, как четвертичный отстой, имеет характеристики вертикального развития трещин, рыхлую структуру и водоумягчение2. Особые инженерные характеристики также создают большие трудности для инженерного строительства в западном регионе, особенно для проектов туннелей, пересекающих пласт лёсса, которые часто сталкиваются с такими бедствиями, как оползни, выступы илистого грунта и хлынувшие воды, а также большие деформации во время строительства, и эти стихийные бедствия, вызывающие большие риски для безопасности и экономические потери3. В прошлом многие ученые изучали характеристики окружающих горных пород и структурную устойчивость лессовых туннелей4,5,6 с целью минимизировать строительные риски в производственной практике. Поэтому ключевой проблемой, которую необходимо решить в срочном порядке, является тщательный анализ рисков строительства лессовых тоннелей и предложение эффективных методов оценки.

В последние годы многочисленные ученые активно изучали оценку рисков в туннелях. В книге «Руководство по управлению рисками при прокладке туннелей», написанной Эскесеном и др., обсуждаются модели оценки рисков и индексы оценки, и впервые предлагается полный набор эталонных стандартов для оценки и управления рисками при прокладке туннелей. На основе обзорного исследования и систематического обзора более чем 50 туннелей МакФит-Смит и Харман8 разработали систему оценки рисков IMS, которая включает множество различных типов рисков. Хюн и др.9 исследовали и проанализировали потенциальные факторы риска для безопасности ТБМ в процессе строительства туннеля с помощью тематического исследования и консультаций с экспертами, построили дерево неисправностей, основанное на трех аспектах геологии, проектирования и строительства, и эффективно спрогнозировали вероятность возникновения риска. и его влияние на этапы проектирования и строительства туннелей TBM с использованием FTA и AHP. Анализируя механизм 76 крупных и средних аварий обрушений туннелей, Гао и др.10 предложили семь основных факторов риска в качестве оценочных индексов и реализовали оценку риска обрушения туннелей на основе теории взвешенных по энтропии серых систем. Лю и др.11 обсудили взаимосвязь между деформацией туннелей и деятельностью человека и применили процесс нечеткой аналитической иерархии для оценки риска обрушения лессовых туннелей под жилыми районами. Балта и др.12 разработали программное обеспечение для идентификации рисков при строительстве туннелей на основе байесовской теории и успешно применили его в инженерной практике. Основываясь на инженерных примерах и исследованиях, Лин и др.13 обобщили и проанализировали четыре фактора, тесно связанных с помехами TBM. Используя теорию ISM, была создана динамическая модель BN для получения геологических условий перед забоем туннеля и динамического прогнозирования геологических катастроф и заклинивания TBM во время строительства туннеля.