[发明专利]一种基于监控量测的隧道施工动态风险评估方法

说明书

本发明属于地下空间工程的安全控制领域，涉及一种基于监控量测的隧道施工动态风险评估方法，根据隧道监控量测规范对各风险评估指标施工状态进行定量化分析，建立各风险评估指标施工状态等级评判标准，根据《公路隧道设计规范》对各风险评估指标施工状态等级采用百分制赋分模式，建立隧道施工安全动态风险评估指标施工状态赋分区间，将各指标处理后的数据分别同各风险评估指标施工状态等级评判标准与隧道施工安全动态风险评估指标施工状态赋分区间对比得到各风险评估指标的施工状态值，将各评估指标的施工状态值代入状态变权公式确定各指标的状态权重值，对隧道施工安全风险进行动态分析，实时掌控和动态跟踪隧道施工安全风险。

技术领域：

本发明属于地下空间工程的安全控制领域，涉及一种基于监控量测的隧道施工动态风险评估方法。

背景技术：

风险评估指标权重与施工中各指标的施工状态密切相关，在隧道施工中各指标施工状态不断发生变化导致各风险评估指标权重也在不断变化。隧道风险评估指标权重是隧道施工安全状态的一个重要参数。以往采用静态风险评估方法对隧道风险评估，其中的风险评估指标权重是通过专家打分的方式确定的，这种方式下确定的风险评估指标权重存在很大的主观性，难以掌控和动态跟踪隧道施工安全风险，无法对隧道施工安全状态作出准确评估。例如：中国专利201810040972.1公开的基于CAE有限元模型的山岭隧道施工风险评估方法包括以下步骤：步骤一：借助CAE有限元软件，建立山岭隧道有限元模型，具体通过ABAQUS-CAE软件建立山岭隧道三维模型，其中，模型中包括的初始参数为：能够进行直接编辑的隧道断面形式及尺寸，通过改变材料特性进行编辑的围岩等级和衬砌类型；步骤二：利用网格划分有限元法对隧道受力变形特性进行计算，获得隧道拱顶、侧墙、仰拱部位的位移、应力；步骤三：通过有限元模型计算监测点布置处的应力和位移数据，并将这些数据与现场监测数据进行对比分析，得到模型计算的数据和监测数据之间的关系，进而推算出隧道洞室内壁没有设置监测点位置处的应力应变情况；步骤四：将软件模拟所得的应力、应变数据，通过数学关系转换得到新的数据库f(x1)，结合山岭隧道的自然地理概况数据f(x2)、地质情况数据f(x3)、环境条件数据f(x4)，形成一个总数据库，再以风险等级函数F(x)＝span{f(x1),f(x2),f(x3),f(x4)}为基础，采用FineBI软件对总数据库的数据进行关联性分析，得到应力-时间曲线和位移-时间曲线，根据最终获得的风险等级做出监测预警；中国专利201810454897.3公开的一种隧道及地下工程风险评估方法包括如下步骤：S100、确定风险目标和监测指标内容，组建专家小组对风险目标进行调查，获取风险目标的调查数据；S200、对调查的数据进行处理，得到一系列调查评价指标的集合；S300、确定风险评估方法，根据评估方法计算和评估风险目标的功效系数值；S400、将计算出的总功效系数值按规则分级，以便管理人员对风险的管理和预防；中国专利201810718974.1公开的一种盾构隧道施工风险综合评价方法包括步骤：(S1)构建用于盾构隧道施工风险综合评价的单层指标体系，或两层以上的树状指标体系；(S2)确定施工风险综合评价等级标准及对应的施工风险综合评价标准云模型体系和云图；(S3)确定评价指标权重的评价语言体系及其对应的权重云模型体系；(S4)确定评价指标安全状态等级的评价语言体系及对应的安全状态评价云模型体系；(S5)根据(S3)评定每一项指标的权重云模型，根据(S4)评定最底层各项子指标的安全状态评价云模型；(S6)根据最底层各项子指标的权重云模型和相应的安全状态评价云模型分别计算出底层各项子指标的施工风险综合评价云模型，结合对应的权重云模型，分别计算出底层子指标所归集的上一层各指标的施工风险综合评价云模型，以此类推，得到任一上层指标的施工风险综合评价云模型，最后根据顶层各指标的施工风险综合评价云模型及对应的权重云模型，计算出盾构隧道施工风险综合评价云模型；(S7)将(S6)计算得到任一指标或盾构隧道的施工风险综合评价云模型转化为评价结果云图，将该云图与(S2)的施工风险综合评价标准云图进行比对，得到任一指标或盾构隧道的施工风险综合评价等级；其并不能代表隧道施工中的风险评估指标权重，难以反映隧道真实地施工安全状态。因此，借助监控量测手段获取隧道施工状态，进而确定风险评估指标权重，对静态评估模式下的风险评估指标权重进行动态修正，使隧道施工安全状态更加真实，具有良好的社会和经济效益。