关键词:
贝叶斯网络模型
风险评估
ISM法
快速评估
系统开发
公路隧道
围岩失稳
摘要:
随着我国交通运输行业的快速发展,公路建设所面临的地质条件越来越复杂,隧道凭借其优越的越岭能力在地质条件复杂的山岭公路建设中得到了广泛的应用。然而随着隧道工程数量的增加,公路隧道建设过程中,围岩掉块、塌方等频繁发生,造成严重的经济损伤和人员伤亡,因此进行准确的风险评估具有重要工程意义。首先,针对公路隧道失稳风险评估因素的复杂性和多样性,归纳统计了40例失稳工程案例,细化出14个二级指标并构建了风险评估指标体系。然后,从灾害发生的概率和后果2个方面对风险进行了评估,采用解释结构模型(interpretative structural modeling,简称ISM)法构建了层次拓扑图,并通过因果图法修正建立贝叶斯网络模型,分别使用统计结果中80%和20%的案例对模型进行了训练和验证。最后,自主开发了公路隧道失稳风险贝叶斯网络评估系统(risk assessment Bayesian network evaluation system,简称RIAS),该系统兼具工程适用性和使用友好性特征,实现了公路隧道建设过程中的准确、快速围岩失稳风险评估。将构建的公路隧道失稳风险评估系统应用在北固山隧道ZK5+937~ZK5+917等标段的风险评估工作,预测结果显示隧道的失稳概率为18.2%,失稳规模为“None(无)”,失稳风险评估等级计算为“低度I”,与实际开挖情况相符。本研究创新性地改进了单一风险等级评估的缺陷,构建了适用于公路隧道失稳风险评估的贝叶斯网络模型,解决了因工程数据组数不足致使无法借助评估模型实现精准、快速评估的难题。所搭建的贝叶斯网络模型成功通过了北固山隧道的检验,证明该模型可应用于其他公路隧道工程建设中,对提高公路隧道建设的安全性和风险预测具有较好工程应用价值。