摘 要

论文以林拉高速公路米拉山隧道施工为载体，查阅国内外参考文献，了解了国内外隧道施工风险评估研究现状后，在此基础上，结合大学本科所学的专业理论，完成林拉高速公路米拉山隧道隧道工程地质特征及隧道围岩级别分析、隧道风险评估流程与方法研究、隧道安全风险源辨识研究、隧道施工阶段典型风险事件安全评估研究、隧道风险控制措施研究和隧道总体安全风险评估研究。

研究结果显示：隧址区地层主要为花岗岩、凝灰岩、板岩、冰水积碎石土、崩坡积碎石土，隧道的围岩等级为Ⅴ～Ⅳ级，地震级别低于设计考虑范围。通过对米拉山隧道整体风险分析结果，其整体发生概率等级P为IV级，风险事故后果损失等级C为C级，得出米拉山隧道综合风险等级为四级，这就意味着此类风险不可接受，其风险发生概率高且所造成的后果严重，应给予高度重视并采取相关有效措施避免风险的发生。

关键词：高速公路隧道；风险评估；风险管理；模糊层次法

Abstract

This paper takes the construction of the Mila Mountain Tunnel of the Linla Expressway as the carrier, consults the domestic and foreign references, understands the research status of the tunnel construction risk assessment at home and abroad, and on this basis, combines the professional theories learned by undergraduate students to complete the Linla Expressway. Research on Engineering Geological Characteristics of Tunnels in the Mila Mountain Tunnel and Analysis of Tunnel Surrounding Rock Levels, Study on Tunnel Risk Assessment Processes and Methods, Identification of Tunnel Safety Risk Sources, Safety Assessment of Typical Risk Events during Tunnel Construction, Study of Tunnel Risk Control Measures, and Overall Safety of Tunnels Risk assessment research.

The results of the study show that the tunnel site area is mainly composed of granite, tuff, slate, ice water, crushed stone, and collapsed crushed stone. The surrounding rock of the tunnel is grade V~IV and the earthquake level is lower than the design consideration. Through the overall risk analysis of the Mira Mountain Tunnel, the overall probability level P is IV, and the risk level of damage is C. It is concluded that the comprehensive risk level of the Mila Mountain Tunnel is four, which means that this type of The risk is unacceptable, the probability of its occurrence is high and the consequences are serious. Therefore, it should be given high priority and relevant effective measures should be taken to avoid the risk.

Keywords: highway tunnel; risk assessment; risk management; fuzzy hierarchy

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究的目的及意义 1

1.2隧道施工风险评估研究国内外现状 1

1.2.1研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.2.3国外研究现状 3

第2章 隧道工程地质特征及隧道围岩级别分析 5

2.1隧道工程地质特征 5

2.1.1地理位置及交通条件 5

2.1.2气象条件 5

2.1.3水文条件 6

2.1.4地形地貌 6

2.1.5地层结构 7

2.2隧道围岩级别分析 7

2.2.1隧道围岩工程地质分级的原则和方法 7

2.2.2围岩的完整程度 9

2.2.3围岩的坚硬程度 9

2.2.4围岩基本质量指标 10

2.2.5围岩基本质量指标的修正 11

2.2.6围岩级别综合划分 12

第3章 隧道安全风险源辨识研究 17

3.1风险源分类 19

3.2风险事件与风险源辨识 19

3.3林拉高速公路米拉山隧道施工风险因素筛选 21

3.4 本章小结 26

第4章 隧道风险评估流程与方法研究 27

4.1隧道风险评估流程 27

4.2隧道工程初步设计阶段安全风险评估 27

4.2.1一般规定 27

4.2.2评估流程 28

4.2.3风险评估流程图 29

4.2.4评估方法 30

4.3隧道工程施工图设计阶段安全风险评估 30

4.3.1一般规定 30

4.3.2风险评估流程图 31

4.3.3评估方法 31

4.4改进模糊层次法对林拉高速公路米拉山隧道施工风险的评估 32

4.4.1米拉山隧道风险因素识别与系统指标体系的建立 32

4.4.2 因素集与评语集的建立 33

4.4.3基于模糊层次分析法因素的权重值计算 33

4.4.4米拉山隧道整体风险等级模糊估计 36

4.4.5米拉山隧道整体风险发生后果等级估计 37

4.4.6米拉山隧道整体风险综合评价 37

第5章 隧道风险控制措施研究 38

5.1林拉高速公路米拉山隧道施工风险应对 38

5.1.1突水（泥、石）风险应对 38

5.1.2爆炸事故风险应对 38

5.1.3物体打击风险、火灾风险、坠落风险、塌方风险应对 38

5.1.4其他风险应对 39

5.2米拉山隧道段补充勘察 39

5.2.1工作完成情况 39

5.2.2检查测量 39

5.2.3测试分析结果 39

第6章 结论 41

参考文献 42

致 谢 43

第1章 绪论

1.1研究的目的及意义

西藏国道318线林芝至拉萨段的公路改建工程（以下简称“林拉工程”）是西藏市“第十二年五年”道路交通规划临时调整的重点工程之一。也是西藏自治区2013～2017年发展规划建设的重点工程。实施巩固国防，维护社会稳定，促进沿途发展。发展经济社会，改善民族地区的生产生活条件，具有重大意义。

林拉项目已列入西藏自治区交通公路“十二五”规划中期调整的重点项目建设之中，其重要性被提升到了空前的高度，凸显本项目建设的必要和迫切，项目的实施势在必行。

米拉山隧道是米拉山段控制性工程之一，该隧道设计为分离式双洞隧道，两洞相距30～39m，隧道最大埋深约374m。隧道左洞全长5727m（ZK4475 960～ZK4481 687），隧道路面设计高程为4752.534m(进口)～4774.592m(出口)，设计纵坡1.150%, -0.500%；右洞全长 56720m（YK4475 980～YK4481 700），路面标高4753.035 m(进口)～4774.921m(出口) 设计纵坡1.150%, -0.500%。隧道进出口洞门型式为端墙式，出口端墙式。隧道洞体设计限高7.8m，设计限宽10.25m,机械通风，电光照明。按《公路隧道设计规范》〔JTG D70-2004〕，该隧道为中隧道。

因此对于米拉山隧道施工的风险评估尤其重要，并对今后的关于隧道施工具有一定的指导意义。

此外毕业论文培养我们实事求是、谦虚谨慎、刻苦钻研、勇于创新的科研态度和科学精神。同时此次论文也可以当做我们走向工作岗位和继续深造前的一次很好的适应性训练，以使我们无论是进入工作岗位或继续深造，可以较快的适应工作。

毕业设计的意义在于理解深化和综合运用大学知识，让我有可能通过设计了解隧道的设计和施工。它可以更熟练地使用专业知识和软件来解决项目中的实际问题。在设计中，我们一定会遇到我们没有学过或没有掌握过的知识。也要求我们要查阅图书馆里面的资料 ，也要和同组的同学进行积极的讨论，把自己没有弄清楚的问题提出来大家一起讨论，这既有利于自己专业知识的提高，也有利于培养大家团队合作的精神，还可以在设计的过程中发现自己的短处，以便在今后的工作中有针对性的克服缺点，使大家都在这次毕业设计中自己的能力有所提高，能够为以后的工作打下一个良好的基础。

1.2隧道施工风险评估研究国内外现状

风险评估是一项新兴的综合性学科，它可以在公元前916年达到共同海损制度找到，并在公元前400年实现船舶抵押制度。当时，人们已经认识到了危险因素的存在并且开始分析这些危险因素可能导致事故或严重损失的可能性。然而，人类真的把风险看作是现代历史的主要问题是最近一两个世纪才开始。德国是最早开展风险评估研究的国家之一。然而将风险评估看做是一项系统的、专门的研究是在美国发展起来的。随后，风险评估研究已经渗透到许多学科领域，包括隧道和地下工程。麻省理工学院Einstein H. H.教授是隧道和地下工程风险评估的代表人物。20世纪70年代，Einstein H. H.教授首次将风险评估理论引入隧道和地下工程。此后，对隧道和地下工程风险评估的研究掀起了一股热潮。来自不同国家的50多名学者已经开始了大量的研究。经过30多年的发展，取得了丰硕的研究成果，在工程领域得到了广泛的应用。20世纪90年代，我们开始关注隧道和地下工程领域的风险评估。2001年3月马耳他会议结束后，黄红伟、崔文吉、铁道部工程管理中心、西南交通大学、中南大学等组织在地下隧道A的风险评估方面做了大量的研究和应用。艾琳。特别是在2005，中国土木工程学会举办了第一次全国隧道和地下工程安全风险分析研讨会，推动了中国隧道和地下工程风险评估的全面发展。

1.2.1研究现状

由于隧道和地下工程的风险评估是一项科学研究，通过风险评估工具对隧道的投资、安全、质量、时限和环境等风险问题进行了大量的科学研究，以达到经济、安全、安全的目的。安全目标。爱因斯坦。H.H是世界上第一位利用风险评估研究隧道工程不确定性的学者。其主要贡献在于，为了解决项目工期、成本和投资风险之间的关系，应采用风险评估的概念来考虑隧道项目的不确定性，并为未来学者提出解决方案。基于爱因斯坦研究，剑桥大学Salazar.GF博士于1983对隧道工程投资风险评估进行了研究。提出了不确定因素与隧道施工成本之间的风险评估方法。1994，Einstein H. H教授对隧道建设投资风险评估进行了深入研究，并在《隧道与隧道工程》中发表。爱因斯坦教授在他的团队里度过了20年。1996开发的DAT隧道风险决策支持系统投入运行。该系统已在许多国家和许多工程中应用，可以被认为是隧道风险评估软件中最完整、最可靠、最智能的系统。2004，DAT系统从硬件升级到软件，速度更快，效率更高。它增加了盾构隧道时间和成本评估等特点。Dujvestjn等。研究了阿姆斯特丹市南线地铁线路的初期设计阶段、造价风险图和各种方案的可靠性，提出了一种定量的风险评估方法，以及影响持续时间和成本的所有可识别风险。在最终设计过程中的技术质量和安全性。广泛的风险评估是风险评估的一个很好的应用案例。

在风险评估方法方面，国外也有许多科学成果。B. Nilsen学者根据隧道开挖过程的复杂性和变异性，对海底隧道的风险评估方法做出了研究。他指出，由于地质条件复杂，海底隧道施工风险较大，考虑到诸多不确定性因素，R. Sturk等人将公路隧道施工风险评价研究作为风险评估对象。分析目标还有安全风险、投资风险和环境风险。可以说是一套完整的风险评估体系。Kampmann研究了隧道工程的风险类型和风险评估模型。总的来说隧道工程灾害多种多样，风险类型也多变，故而需要针对事件发生的可能性和影响提出了具体的分类体系。

1.2.2国内研究现状

中国隧道和地下工程风险评估的研究起步较晚，但近年来，我国隧道工程风险评估研究工作进入了一个快速发展的时期。许多研究机构和大学都对风险评估理论、程序开发和应用进行了研究取得了可观的成果。最早的隧道和地下工程风险评估与管理研究应该属于同济大学的丁世朝教授。自1989以来，同济大学丁世朝教授和上海开明软件有限公司成立了一个研究小组，开发了PISM—SM系统，该系统是一个全面的工程风险评估综合管理辅助系统。这个系统在上海地铁1号线的应用取得了成功。同时我国还有其他专家学者进行隧道施工风险评估的研究工作。毛教授介绍了国外隧道工程风险评估和管理技术在中国的早期情况，并论述了在中国推广风险评估和管理的重要性。基于可靠性理论，樊教授提出了地下结构抗风险设计的概念，计算了基坑、隧道等地下结构的风险概率，定性地评价了风险损失，提出了一种新的抗风险模型。设计方法。改进的层次分析法。徐尚金学者结合隧道施工风险的特点，介绍了风险评估和管理的过程和方法，并运用事故树法对隧道施工中的水淹风险进行了评价，论证了隧道施工的可行性建设。目前，它已发展成为一套以丰富的评价理论和方法为指导的综合风险评价体系。隧道工程风险评估研究包括公路隧道、地铁、铁路隧道、水下隧道和其他类型的隧道，但铁路隧道的风险评估，尤其是隧道建设，仍然缺乏基础；中国的方法也从定性发展到定性、定量。在工程应用领域，大型工程项目在中国的成功应用得到了成功的应用。国内的关注也有所增加。政府颁布了相关法律法规，指导国内风险评估的监管。隧道安全风险评估是交通主管部门的责任。在劳动分工方面，交通运输部率先制定了各级交通管理部门的法律法规和政策。具体实施方面，由施工部组织隧道整体安全风险评估，各合同建设单位实施具体风险评估工作。建设单位的建设经验或能力不足时，可以委托行业安全评价机构承担相应的风险评估工作。交通部发布了关于开展公路桥梁、隧道施工安全风险评估试点工作的通知，明确指出必须认真执行，积极开展桥梁、隧道风险评估试点工作。全省各级交通主管部门和工程项目必须认真组织桥梁和隧道工程的施工和安全风险评估，比较《通知》中规定的桥梁和隧道工程的范围，并进行对桥梁隧道站进行试点评估，特别是已完成招标投标的项目，尚未全面开工建设的，必须积极组织施工风险评估。

1.2.3国外研究现状

翻阅国外隧道风险文献可以了解当今隧道风险及风险评估的先进水平， 并且提供给国内广大学者一个参考。美国的Esnstein教授指出了当今隧道工程风险管理的特点和在操作上面的基础理论^[2_4]; Eskesen通过介绍了哥本哈根实际地铁施工风险管理的经验，提出了从实际工程项目规划阶段到运营实施阶段的这一整个生命周期内我们需要参考的标准^[5];日本佐藤久等在隧道和地下工程项目事故统计中也做了大量工作。大量统计资料在隧道施工中发生灾害事故中提出^[6]; Me Fest-Smith通过对整个亚洲范围内50多个隧道所包含的施工活动和工程相关风险各方面的调查，提出了IMS风险评价指标体系^[7];日本的《隧道施工中的安全评价指南》也为隧道工程风险管理制定了指导性的法规^[8];对隧道工程 项目的风险评估模型、评估方法等相关问题，国际隧协在2004年发表了《隧道风险管理指南》，它为整个隧道与地下工程项目的风险管理提供了完整的参照标准和实施方法，做了很系统的讨论研究^[9]; Clark釆 用工程风险指数评估法做出了美国西雅图地下交通工程的可行规划和初步设计阶段进行了地质、合同、设计和施工全过程风险的分析研究的工作^[10]; Caiden通过项目结盟或合作提出了共同承担隧道工程风险^[11]。从以上学者的研究可以看出，隧道风险管理在隧道工程中的应用是国外比较普遍的，已经成为隧道和地下工程中必须实施的一项重要内容。

第2章 隧道工程地质特征及隧道围岩级别分析

2.1隧道工程地质特征

2.1.1地理位置及交通条件

拟建米拉山隧道地处工布江达县和墨竹工卡县交界处，进口段位于(G318)线边缘，路况较好；出口位于墨竹工卡县日多乡念村，同样位于(G318)线边缘，交通较为便利，路况较好。

2.1.2气象条件

由于米拉山海拔较高，致使米拉山两侧气候条件不同，米拉山北边（隧道进口段）受印度洋暖湿气流影响，形成了高原温带半湿润季风气候类型，气候温暖湿润，雨量充沛，年均气温8.3℃，年无霜期156天，年日照时数2016小时，年平均降水量808.3毫米。米拉山南边（隧道出口段）属高原温带半干旱季风气候区。年无霜期约90天左右，年日照时数为2813.1小时。年降水量515.7毫米，降水集中在每年的6—9月份。由于地理原因，境内自然灾害多而频繁。春秋之季多早、晚霜害，夏季常遭雷雨和冰雹袭击，干旱与洪涝极易成灾。漫长的冬季干燥与风沙相伴。冬春之交，冬季受雪灾威胁。

2.1.3水文条件

隧址区地表水不发育，北侧主要水系属雅鲁藏布江及其支流形成的水系：尼洋河上游支流。尼洋河是雅鲁藏布江中段左岸最大一级支流之一，流域面积17732，近东西向，全长307.05km。尼洋河发源于闻拉、俄拉等系列山峰环绕的湖盆带，源地海拔约5000m左右，在立定村附近汇入雅鲁藏布江，江口处海拔2730m，落差2273m，平均纵比降7.39‰，据工布江达站水文资料，尼洋河多年平均流量118 /s，最大洪峰流量991 /s（1998年7月7日），最小流量14.3 /s。

隧址区南侧主要发育念曲，为墨竹曲的一级支流，为拉萨河二级支流；念曲为季节性河流，冬季冰封断流，夏季冰雪融化，降水充沛，流量约为0.9 /s，最大流量约为7.1 /s。最小流量为为0 /s（冬季断流），如图2.1。

2.1.4地形地貌

隧址区地貌类型为高山山岭。测区北侧为地势低洼的尼洋河流域，南侧为拉萨河流域地貌；在微地貌上隧址区属于山岭，隧道进口两侧为斜坡地形，坡度较大，地形较陡，隧道出口两侧为斜坡地形，坡度较小，地形较平缓。

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