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基于改進事故樹法的盾構隧道施工風險分析

文檔作者：曹靖		點擊數：	更新時間： 2023年01月29日
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分類號 學號M201173169
學校代碼 10487 密級
碩士學位論文
基于改進事故樹法的盾構隧道施工風險分析
學位申請人 ： 曹靖
學科專業 ： 工程管理
指導教師 ： 吳賢國 教授
答辯日期 ： 2014 年1 月17 日
I
摘要
我國地鐵隧道工程建設隨著經濟跨越式的發展也取得了長足的進步，但隨著全
國各地大中型城市地鐵項目遍地鋪開，地鐵隧道工程施工風險管理問題逐漸凸顯。
地鐵隧道工程歷時長、隨機變動大、管理難度大、風險因素錯綜復雜等因素促發了
地鐵隧道建設過程人員傷亡和財產損失，對國家經濟建設與可持續發展和人民生命
財產安全構成了嚴重的威脅，地鐵隧道工程風險評價與預警亟需提上日程。
本文結合模糊事故樹法、云模型理論、T-S 事故樹法，對地鐵隧道盾構施工引發
地表沉降和盾構刀盤失效風險展開了系統的分析和研究。首先從適用范圍等維度對
比分析了現有的風險評價方法，針對在地鐵盾構施工過程中存在工程情況的不確定
性特點，提出采用模糊事故樹和T-S 事故樹分別評價盾構施工地表沉降和盾構刀盤
失效風險。研究基于模糊事故樹盾構施工地表沉降風險，分析了傳統模糊化方法的
局限以及基于云模型模糊化的可行性，以盾構施工引發地表沉降為案例，將云模型
方法引入事故樹分析，處理專家在劃分風險因素概率分布范圍過程中定性語言和定
量值之間的轉換，通過對云圖凝聚性的修正，確定各風險因素的概率分布范圍和基
本事件的概率值，進一步得到基本事件模糊重要度，由此明確影響大的基本事件，
便于實際施工時制定防范措施。引入T-S 模糊事故樹模型，以盾構刀盤失效為案例，
用模糊可能性表示刀盤失效事故樹基本事件的故障發生概率，解決刀盤事故樹基本
事件概率信息不足的問題；用T-S 門來表示刀盤事故樹基本事件之間的關系，取代
傳統的“和”門與“或”門，解決刀盤事故樹基本事件關系復雜難以表示的問題，
得到影響盾構刀盤失效的主要影響因素，進一步為地鐵隧道盾構刀盤失效提供故障
排查建議，從而進一步為工程風險管理提供參考。
關鍵詞：地鐵盾構；地表沉降；模糊事故樹；云模型；T-S 模糊事故樹；刀盤失效
 III
目 錄
摘要 ........................................................................................................... （I）
ABSTRACT ............................................................................................ （II）
1 緒論 .......................................................................................................（1）
1.1 選題背景與研究意義 ........................................................................ （1）
1.2 國內外研究現狀 ................................................................................ （4）
1.3 主要研究內容與技術路線圖 .......................................................... （12）
2 盾構隧道施工安全風險分析 ............................................................（15）
2.1 風險管理基礎 .................................................................................. （15）
2.2 風險評價方法比較分析 .................................................................. （17）
2.3 事故樹分析法及其優化改進 .......................................................... （20）
2.4 事故樹在盾構隧道施工安全風險分析中的運用 .......................... （26）
3 基于云模型的地鐵盾構施工地表變形風險分析 ............................（29）
3.1 模糊事故樹分析 .............................................................................. （30）
3.2 傳統模糊化方法的局限及云模型的優勢 ...................................... （33）
3.3 基于云模型的模糊推理機制 .......................................................... （36）
3.4 案例研究 .......................................................................................... （38）
3.5 本章小結 .......................................................................................... （48）
4 基于 T-S 模糊事故樹的盾構刀盤失效分析 ...................................（49）
4.1 概述 .................................................................................................. （49）
4.2 T-S 模糊事故樹分析的原理 .......................................................... （50）
IV
4.3 T-S 模糊事故樹算法 ...................................................................... （52）
4.4 T-S 模糊事故樹重要度分析 .......................................................... （54）
4.5 案例研究 .......................................................................................... （56）
4.6 小結 .................................................................................................. （70）
5 結論與展望 ..........................................................................................（72）
5.1 結論 .................................................................................................. （72）
5.2 展望 .................................................................................................. （73）
致謝 .........................................................................................................（75）
參考文獻 .................................................................................................（75）
附錄 作者攻讀碩士學位期間發表的學術論文目錄 ........................（81）

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