近接建筑物條件下隧道施工安全與風(fēng)險(xiǎn)管理的理論與實(shí)踐

前言

　　中國隧道及地下工程建設(shè)規(guī)模大、發(fā)展快的客觀事實(shí)以及地下工程嚴(yán)峻的安全形勢(shì)決定了隧道風(fēng)險(xiǎn)管理的必要性和緊迫性。隧道施工期安全性及其對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)物的影響既是個(gè)工程問題，也是個(gè)社會(huì)問題，受到了國內(nèi)外工程界與學(xué)術(shù)界的關(guān)注，也得到了相關(guān)政府部門的高度重視。隧道風(fēng)險(xiǎn)管理作為防災(zāi)減災(zāi)的重要手段，雖然在我國隧道工程領(lǐng)域開展的比較遲，但也取得了可喜的成績?！　≡谖障延兴淼里L(fēng)險(xiǎn)管理相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，本書所做的主要工作是：統(tǒng)計(jì)分析隧道風(fēng)險(xiǎn)事故，研究隧道風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生機(jī)制，并從人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)角度分析隧道風(fēng)險(xiǎn)；結(jié)合現(xiàn)有的管理組織機(jī)構(gòu)和制度，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工情況，從風(fēng)險(xiǎn)管理的依據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)管理流程、風(fēng)險(xiǎn)管理的組織機(jī)構(gòu)和制度等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究；探討隧道無鄰近結(jié)構(gòu)物時(shí)下穿不同種類和接頭形式的管線、下穿不同結(jié)構(gòu)類型的公路、近橋施工的變形控制標(biāo)準(zhǔn)，建立基于變形的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及預(yù)警體系，研究變形對(duì)圍巖參數(shù)敏感性和影響性狀。針對(duì)武廣客運(yùn)專線瀏陽河隧道過鄰近結(jié)構(gòu)物段，如下穿排水箱涵段、鄰近牛角沖互通立交橋段、下穿京珠高速段等的主要風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行評(píng)估；統(tǒng)計(jì)分析隧道坍方的原因及坍方形態(tài)，進(jìn)而基于范例推理、可拓學(xué)、強(qiáng)度折減法等多側(cè)面評(píng)估隧道施工坍方風(fēng)險(xiǎn)，并研究制定隧道不同坍方規(guī)模的應(yīng)急措施。　　在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上，本書主要分為風(fēng)險(xiǎn)管理的理論研究和應(yīng)用研究兩部分，其中理論研究部分包括風(fēng)險(xiǎn)管理的理論及流程、隧道施工突變機(jī)理及人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析、隧道施工時(shí)鄰近結(jié)構(gòu)物變形控制標(biāo)準(zhǔn)探討、隧道施工階段風(fēng)險(xiǎn)管理體系；應(yīng)用研究部分包括隧道過鄰近結(jié)構(gòu)物段重大風(fēng)險(xiǎn)源專項(xiàng)評(píng)估、隧道過風(fēng)化槽坍方突發(fā)性事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、進(jìn)口人工填土超淺埋段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和隧道常見風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估?！　≡诒緯帉戇^程中，參考了有關(guān)論文、著作，吸收了其中的技術(shù)成就和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在此作者致以最誠摯的謝意；同時(shí)本書研究成果得到了湖南省研究生創(chuàng)新基金“基于風(fēng)險(xiǎn)與性能的隧道鄰近結(jié)構(gòu)物的變形控制技術(shù)”等項(xiàng)目的資助，在此也表示感謝?！　∮捎谒淼拦こ田L(fēng)險(xiǎn)管理涉及的學(xué)科較多，我國還處在初步階段，無論是理論還是實(shí)際應(yīng)用都還有待完善，目前所取得的成果基本上處于定性分析階段，真正定量化的研究成果很少，再加上水平和條件所限，書中還會(huì)存在不足和疏漏之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書分為兩個(gè)部分。第一部分：風(fēng)險(xiǎn)管理的理論體系，內(nèi)容包括風(fēng)險(xiǎn)管理的理論及流程、隧道施工突變機(jī)理及人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析、隧道施工時(shí)鄰近結(jié)構(gòu)物變形控制標(biāo)準(zhǔn)探討、隧道施工階段風(fēng)險(xiǎn)管理體系，具體見第2～5章。第二部分：風(fēng)險(xiǎn)管理的應(yīng)用，包括隧道過鄰近結(jié)構(gòu)物段重大風(fēng)險(xiǎn)源專項(xiàng)評(píng)估、隧道過風(fēng)化槽坍方突發(fā)性事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、進(jìn)口人工填土超淺埋段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和隧道常見風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估，具體見第6～8章。    本書的讀者對(duì)象主要為從事隧道與地下工程、地鐵的風(fēng)險(xiǎn)管理與施工的工程技術(shù)員，以及隧道工程的設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)人員及高等院校相關(guān)專業(yè)師生。

書籍目錄

第1章  緒論??    1.1  引言??      1.1.1  研究背景??      1.1.2  研究意義??      1.1.3  風(fēng)險(xiǎn)基本概念??    1.2  研究現(xiàn)狀及存在的問題??      1.2.1  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理研究現(xiàn)狀??      1.2.2  隧道施工對(duì)地層變形的影響研究現(xiàn)狀??      1.2.3  隧道施工對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)物影響的研究現(xiàn)狀??  第2章  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理分析??    2.2  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)本質(zhì)解析??      2.2.1  風(fēng)險(xiǎn)事故統(tǒng)計(jì)分析??      2.2.2  風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生原因??      2.2.3  風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生機(jī)制??    2.3  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)突變分析??      2.3.1  突變基本理論概述??      2.3.2  風(fēng)險(xiǎn)事故突變機(jī)理分析??    2.4  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析??      2.4.1  人子系統(tǒng)??      2.4.2  機(jī)子系統(tǒng)??      2.4.3  環(huán)境子系統(tǒng)??      2.4.4  人機(jī)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及流程??      2.4.5  人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析實(shí)例??      2.4.6  基于人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析的隧道安全改善措施??  第3章  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理方法??    3.1  風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別??      3.1.1  風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別過程??      3.1.2  風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法??    3.2  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??    3.3  風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)??    3.4  風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控??  第4章  隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理體系??    4.1  風(fēng)險(xiǎn)管理相關(guān)法規(guī)文件??    4.2  隧道風(fēng)險(xiǎn)管理體系??      4.2.1  風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)和流程??      4.2.2  風(fēng)險(xiǎn)管理組織機(jī)構(gòu)與職責(zé)??    4.3  隧道風(fēng)險(xiǎn)管理制度措施??      4.3.1  風(fēng)險(xiǎn)管理措施??      4.3.2  風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)干預(yù)應(yīng)急措施??  第5章  隧道施工鄰近結(jié)構(gòu)物變形控制標(biāo)準(zhǔn)分析??    5.1  變形控制基準(zhǔn)確定原則??    5.2  隧道無近鄰結(jié)構(gòu)物段變形控制標(biāo)準(zhǔn)研討??      5.2.1  從圍巖穩(wěn)定角度推導(dǎo)變形標(biāo)準(zhǔn)??      5.2.2  根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式推算變形標(biāo)準(zhǔn)??      5.2.3  根據(jù)相關(guān)規(guī)范確定變形標(biāo)準(zhǔn)??    5.3  隧道下穿公路時(shí)變形控制標(biāo)準(zhǔn)探討??      5.3.1  公路路面性能要求??      5.3.2  公路沉降下變形模型分析??      5.3.3  選取地基模型??      5.3.4  推算基床系數(shù)??      5.3.5  等效處理多層路面結(jié)構(gòu)??      5.3.6  無限柔性路面變形標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)??      5.3.7  柔性路面變形標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)??      5.3.8  無限剛性路面變形標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)??    5.4  隧道下穿管線時(shí)地表變形控制標(biāo)準(zhǔn)分析??      5.4.1  接頭允許轉(zhuǎn)動(dòng)無限柔性管線變形標(biāo)準(zhǔn)研究??      5.4.2  接頭不允許轉(zhuǎn)動(dòng)無限柔性管線變形標(biāo)準(zhǔn)分析??      5.4.3  柔性管線變形標(biāo)準(zhǔn)研究??      5.4.4  無限剛性管線變形標(biāo)準(zhǔn)分析??    5.5  隧道鄰近立交橋施工時(shí)變形控制標(biāo)準(zhǔn)分析??      5.5.1  隧道施工變形對(duì)立交橋影響分析??      5.5.2  由相關(guān)規(guī)范確定墩臺(tái)沉降標(biāo)準(zhǔn)??      5.5.3  由墩臺(tái)沉降標(biāo)準(zhǔn)推求地表沉降標(biāo)準(zhǔn)??    5.6  等代圓法等效非圓形隧道??    5.7  隧道鄰近結(jié)構(gòu)物變形風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系??      5.7.1  變形管理基準(zhǔn)擬定和監(jiān)測(cè)流程??      5.7.2  變形監(jiān)測(cè)小組職責(zé)??    5.8  圍巖參數(shù)對(duì)地層變形的影響分析??      5.8.1  圍巖參數(shù)的敏感性分析??      5.8.2  圍巖參數(shù)對(duì)變形的影響分析??  第6章  隧道重大風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別的工程應(yīng)用??    6.1  隧道工程概況??    6.2  隧道鄰近結(jié)構(gòu)物變形控制標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)例??      6.2.1  無鄰近結(jié)構(gòu)物段變形控制標(biāo)準(zhǔn)擬定??      6.2.2  下穿京珠高速公路的變形控制標(biāo)準(zhǔn)擬定??      6.2.3  過排水箱涵段變形控制標(biāo)準(zhǔn)擬定??      6.2.4  近橋梁段變形控制標(biāo)準(zhǔn)擬定??    6.3  瀏陽河隧道風(fēng)險(xiǎn)管理的主要方法??    6.4  隧道開工前風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別情況??      6.4.1  隧道進(jìn)口人工填土超淺埋地段??      6.4.2  隧道下穿排水箱涵地段??      6.4.3  過牛角沖互通立交橋地段??    6.5  隧道施工過程中風(fēng)險(xiǎn)再識(shí)別??    6.6  隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)事件的風(fēng)險(xiǎn)因素分析??      6.6.1  隧道進(jìn)口人工填土超淺埋地段??      6.6.2  隧道過鄰近結(jié)構(gòu)物地段施工風(fēng)險(xiǎn)因素分析??      6.6.3  隧道過風(fēng)化槽地段施工風(fēng)險(xiǎn)因素分析??  第7章  隧道過鄰近結(jié)構(gòu)物段重大風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估的工程應(yīng)用??    7.1  隧道斜下穿排水箱涵段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)對(duì)??      7.1.1  現(xiàn)場(chǎng)概況??      7.1.2  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??      7.1.3  風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施安全性分析??      7.1.4  風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控??      7.1.5  風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案??    7.2  隧道鄰近牛角沖互通立交橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)對(duì)??      7.2.1  現(xiàn)場(chǎng)概況??      7.2.2  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??      7.2.3  風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施安全性分析??      7.2.4  風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控??      7.2.5  施工階段風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案??    7.3  隧道斜下穿京珠高速公路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)對(duì)??      7.3.1  現(xiàn)場(chǎng)概況??      7.3.2  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??      7.3.3  風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施安全性分析??      7.3.4  風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控??      7.3.5  風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案??    7.4  修正變形監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)??  第8章  隧道過特殊地質(zhì)地段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工程應(yīng)用??    8.1  2號(hào)豎井風(fēng)化槽地段隧道坍方風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)??      8.1.1  隧道坍方與掌子面崩塌統(tǒng)計(jì)??      8.1.2  隧道過風(fēng)化槽段地質(zhì)情況探測(cè)??      8.1.3  隧道坍方風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??      8.1.4  強(qiáng)度折減法分析隧道坍方風(fēng)險(xiǎn)形態(tài)??      8.1.5  過風(fēng)化槽段風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施??      8.1.6  隧道施工坍方預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案??      8.1.7  過風(fēng)化槽段的施工效果分析??    8.2  隧道進(jìn)口人工填土超淺埋地段管理??      8.2.1  施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??      8.2.2  施工階段風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)??      8.2.3  施工階段風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施注意事項(xiàng)??      8.2.4  施工階段風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施實(shí)施效果??  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)80年代，國際隧道協(xié)會(huì)提出了“大力開發(fā)地下空間，開始人類新的穴居時(shí)代”的倡議；科學(xué)預(yù)測(cè)同樣指出21世紀(jì)將是大規(guī)模開發(fā)利用地下空間的年代；日本也提出了利用地下空間、把國土擴(kuò)大10倍的設(shè)想。現(xiàn)在，各國政府都把地下空間的利用作為一項(xiàng)國策，來推進(jìn)其發(fā)展?！　　秶窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》明確提出“有條件的大城市和城市群地區(qū)要把軌道交通作為優(yōu)先領(lǐng)域，超前規(guī)劃，適時(shí)建設(shè)?！薄秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》也把城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展列為重點(diǎn)領(lǐng)域，把城市地下空間開發(fā)利用技術(shù)列為優(yōu)先主題。中國現(xiàn)在是世界上地下空間開發(fā)利用的大國，隨著“西部大開發(fā)”的深入推進(jìn)，城鎮(zhèn)化的進(jìn)一步加快，客運(yùn)專線和城市軌道交通（地鐵、城際軌道交通）的大量修建，隧道的數(shù)量和規(guī)模也在不斷刷新?！　∪欢?，由于隧道施工場(chǎng)地狹小、地質(zhì)條件復(fù)雜多變、不可預(yù)見風(fēng)險(xiǎn)因素多，對(duì)周邊各種各樣既有結(jié)構(gòu)物的環(huán)境影響大等；技術(shù)和管理力量難以充分保證；對(duì)隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)不客觀，風(fēng)險(xiǎn)管理不科學(xué)，風(fēng)險(xiǎn)管理的投入不到位，所以，隧道工程建設(shè)中，事故頻發(fā)，形勢(shì)非常嚴(yán)峻，令人堪憂，國內(nèi)外隧道施工造成周邊結(jié)構(gòu)破壞及重大生命財(cái)產(chǎn)損失和工期延誤等方面的教訓(xùn)不勝枚舉。　　……

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