基于SNA的地铁隧道盾构法施工安全风险识别研究

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盾构法以其施工速度快、影响小和约束少等特点,被广泛运用于地铁工程隧道施工中,但盾构施工过程中面临着技术难度大、施工环境恶劣和周边环境复杂等因素,以致发生地表坍塌、隧道漏水等一系列安全事故,因此急需运用科学合理的风险识别方法确定关键风险因素,以减少盾构施工安全事故发生。传统的风险识别方法易忽略风险间相互影响作用,使风险识别结果不够完善,不利于制定有效的风险措施。本文拟从风险关联性角度入手,构建地铁隧道盾构法施工安全风险识别模型,以期有效识别盾构法施工安全风险因素,为地铁施工盾构安全管理提供理论基础。
  为科学、有效地识别地铁隧道盾构法施工安全风险,本文依托成都地铁11号线工程项目的隧道盾构施工安全风险管理实践,综合运用决策试验评价实验室方法和社会网络分析法,展开一定深度的理论和案例研究。
  首先,根据我国盾构法施工规范及相关研究文献,介绍了地铁隧道盾构法概念、施工流程及盾构施工安全风险特点,并从安全事故发生机理角度分析了风险间关联性问题。通过整理近年来有关风险识别的文献,指出现有的研究方法无法考虑风险关联性,导致关键风险识别结果有所偏差。而社会学领域的社会网络分析法可全面考虑关联性特点在网络结构中的传递影响,使关键风险识别结果更加科学客观,且目前尚未应用于盾构施工安全风险识别研究中,并结合盾构法施工安全风险特点进行方法适应性分析。
  然后,运用社会网络分析法构建地铁隧道盾构施工安全风险识别模型。以事故统计方法确定盾构施工安全风险清单,以专家打分确定风险间的直接影响矩阵,运用决策实验室分析将直接影响矩阵转化整体影响矩阵,利用阈值过滤得到盾构施工安全风险可达矩阵,以确定最终风险间相互影响关系。采用社会网络分析法将0-1风险影响关系转变为盾构法施工安全风险网络结构,以风险节点在网络中的重要“地理位置”判断风险在网络传递过程中重要性为依据,通过个体网络分析得到网络节点中间中心度值和线中心度值排序表,根据二八定律选择排序前20%作为关键风险因素和关键风险关系。
  最后,将该模型运用于成都地铁11号线进行实例分析,结果表明,施工人员安全意识不足R2、通风或照明设备故障R6、隧道支撑体系失稳R16、地表沉降过大或坍塌R27和雨季施工准备不足R31为关键风险,地下作业环境恶劣R30→施工人员安全意识不足R2是关键风险关系,结果分析与实际相符。并根据风险识别结果分析提出相应的风险管理措施,结合网络整体密度值论证了通过控制关键风险可有效降低风险传递作用。
  本文综合运用现代安全风险管理理论和社会网络分析法,分析盾构施工安全风险特点,构建了基于社会网络分析法的地铁隧道盾构法施工安全风险识别模型,并以成都地铁11号线项目展开实例分析,结果表明该模型可有效识别关键风险因素并控制关键风险,从而有效降低地铁盾构法施工安全风险因素在网络中的传递。本文相关研究成果完善了我国地铁隧道盾构法施工安全识别的理论研究,提出的风险管理措施有利于成都地铁11号线盾构法施工。
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