隧道施工安全风险预警管理研究分析 工程管理专业

中文摘要摘要：随着经济水平的发展，隧道项目受到了越来越多人的重视，隧道项目对于提高国内的交通水平，提高运输能力有着非常重要的意义，随着运输量的不断增大，大断面、大跨度的隧道越来越多。由于我国隧道工程的起步比较的晚，技术和发达国家也存在着非常明显的差距。因此，在建设的过程中经常出现这样或者那样的问题，给国家的经济造成了很大的损失。通过对过去隧道安全的事故的分析，我们可以非常明显发现，在目前我国隧道施工的技术基础下，在进行跨度较大的隧道进行施工的过程中，缺少必要的安全管理措施，没有一个具体的安全管理制度以及安全管理意识的缺失会对隧道的安全施工埋下非常大的隐患，给国家的迅速起到了负面的作用，给人民群众以及施工人员的生命安全造成了很大的威胁。基于此对隧道施工安全风险预警系统进行研究是必不可少的，也是迫在眉睫的。在本文中，笔者针对大断面公路隧道施工风险管理进行了阐述，并且结合隧道施工的具体的情况，把风险管理理论以及预警理论应用到实际的隧道建设过程当中，提出了建立合理、有效大断面公路隧道建设风险预警系统的思路。在文章的开头，讨论了大断面隧道施工的风险特征，断面结构施工方法和技术以及隧道施工风险管理理论，通过对大断面隧道施工产生很大影响的风险进行识别、评估等工作，以达到科学管理、控制隧道施工风险的目的。其次，根据筛选的原则建立隧道施工地点的地形，建立大断面公路隧道施工风险预警指标体系。然后，指出建立该模型的具体原则，从而预测模型，以及在运行过程中主要使用的方法，并利用BP神经网络建立大断面公路隧道施工风险预警模型。并建立了警告阈值,并对警告信号进行了话费，通过计算，计算了各种具体的指标，到系统的预警监控指标超标警告阈值时，系统会预警信号，并采取适当措施的情况。最后，（列举了）一个真实的案例表明BP神经网络预警模型的实用性。目前，国内大断面隧道施工风险管理和技术先进的发达国家相比，差距明显，施工过程中存在潜在的风险。并且缺乏前瞻性，据推测，判断，管理当中存在的风险是事故的一个重要诱因。预警系统的研究可以预测的风险施工当中存在的风险，改变了传统的时候管理的模式，大大降低意外事故造成的巨大损失的风险。因此，研究的隧道施工的预警系统，对于减少隧道道路施工的风险具有重要意义。关键词：风险管理；风险预警指标体系；BP 神经网络；预警阀值；预警管理ABSTRACTABSTRACT: With the level of economic development , the tunnel project has been more and more attention , the tunnel project to improving the level of domestic traffic , improve transport capacity has a very important significance , as the traffic is increasing, and large cross-section , more and more large-span tunnel . Since China started relatively tunneling works late , technology and developed countries there is a very obvious difference. Thus, in the process of building often the question one way or another , to the country s economy caused a great loss . Through the tunnel safety incidents over the last analysis, we can very clearly found in our current technology base tunnel under the large span tunnel during the construction process, the lack of the necessary safety measures , without a specific safety management system as well as the lack of awareness of safety management tunnel construction safety be planted very big risk to the country s rapid played a negative role , to the people as well as the safety of construction workers caused a great threat. Based on this the tunnel construction safety risk early warning system research is essential , and it is imminent .In this article, the author for the large cross-section road tunnel construction risk management are described, and the combination of the specific situation of tunnel construction , the theory of risk management and early warning theory is applied to the actual tunnel construction process, proposed the establishment of reasonable and effective large section tunnel construction risk early warning system of thought. In the beginning of the article , discusses the risks of large cross section tunnel construction characteristics , the cross section structure construction methods and techniques as well as tunnel construction risk management theory , through the large section tunnel construction risks a great impact on the identification, evaluation , etc., in order to achieve scientific management, control tunnel construction risk. Secondly, according to the principles of screening to establish a tunnel construction site terrain, establishing a large cross-section road tunnel construction risk warning indicator system . Then , noting that the model established specific principles , which forecast model, as well as during operation the main use of methods and BP neural network to establish large section highway tunnel construction risk early warning model . And the establishment of a warning threshold and warning signals were calls by calculating , calculating a variety of specific indicators , early warning systems to monitor indicators exceeded the warning threshold , the system will alert signals and take appropriate measures in the case . Finally, a real case showed that BP neural network prediction model of practicality.At present , the domestic large section tunnel construction risk management and technologically advanced countries , the gap significantly , the construction process is a potential risk. And the lack of forward-looking , presumably , judgment, management of which there is the risk of accidents is an important incentive. Pre- warning system of construction which can predict the risk of the risks , the time has changed the traditional management model , greatly reducing accidents caused huge losses. Therefore, the study of tunnel construction early warning system for reducing the risk of tunnel road construction has important significance.Keywords: risk management ; risk warning indicator system ; BP neural network ; warning threshold ; early warning management目录中文摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1选题背景及意义11.1.1 选题背景11.1.2 选题意义31.2 国内外研究现状及趋势41.2.1 国外研究综述41.2.2 国内研究综述41.3 研究内容与方法51.3.1 研究内容51.3.2 研究方法5第2章 隧道施工及其主要风险72.1 隧道施工概述72.1.1 隧道施工主要特点72.1.2 隧道施工常用工法72.2 隧道施工的主要风险92.2.1 隧道施工的风险成因92.2.2 隧道施工的风险特点92.2.3 隧道施工的风险监控难点11第3章 隧道施工安全风险预警模型的构建133.1 构建隧道施工安全风险预警模型的原则及方法133.1.1 基本原则133.1.2 主要方法153.2 构建隧道施工安全风险预警模型的设计流程及设计重点163.2.1 设计流程163.2.2 设计重点17第4章 基于BP神经网络的隧道施工风险预警模型的建立204.1 MATLAB概述204.1.1 MATLAB特点204.2 BP神经元简述214.2.1BP神经元工作原理23第5章 基于BP神经网络的隧道施工风险预警模型的建立案例分析255.1 案例分析255.1.2主要风险成因265.1.3 安全风险预警设计285.2 BP神经网络预警模型的实际应用305.2.1 基于BP神经网络在围岩等级判别中的预警305.2.2 基于BP神经网络在隧道施工中的风险预警35第6章 结论和展望39致谢40参考文献41第1章 绪论1.1选题背景及意义1.1.1 选题背景自二十世纪九十年代以来，我国的工程建设进入了一个蓬勃发展的时期，修建隧道也逐年增多。 2012 年全国交通行业发展公报统计，据截至2012底，全国要建设的各类隧道总长2690公里，其中地铁区间隧道1000公里，越江道路隧道90公里，水利水电隧道600公里，市政公用隧道1000公里。特别是在“十二五”期内，一批重大隧道工程项目，如秦岭终南山隧道、上海崇明隧桥、厦门翔安海底隧道等相继建成。隧道施工过程中,由于地质条件的多样性和复杂性,其施工事故发生率比其他岩土工程高且严重,给隧道工程施工人员身心带来严重的危害。隧道施工过程中,由于地质条件的多样性和复杂性,其施工事故发生率比其他岩土工程高且严重,给隧道工程施工人员身心带来严重的危害。在隧道施工过程中由于坍塌而导致事故发生占52%，由物体打击而导致事故发生占9%，触电而导致事故发生占2%，冒顶片帮而导致事故发生占9%，透水而导致事故发生占9%，爆炸而导致事故发生占9%，中毒和窒息而导致事故发生占4%，火灾而导致事故发生占4%，其他事故发生占2%因此,对于隧道施工风险预警研究迫在眉睫,这是隧道安全管理的客观需要,也是保证建设目标实现的现实需要。本文针对隧道施工安全风险管理尚未成熟的现状,将风险管理理论和预警理论应用于实际隧道施工中,提出了建立隧道施工安全风险预警系统的研究。中国是一个多山的国家，山区和高原面积占土地总面积的70左右。自1979年改革开放以来，在拉动内需的经济战略刺激之下，受到全球经济发展的推动，我国运输发展越来越快，山（区）公路隧道工程在整个交通网络中占的比例越来越大增加，并且还可以通过隧道通过复杂的地质条件，为了通过复杂的地质条件，经常在一些地质条件非常恶劣的地区开挖隧道，使得隧道施工已变得越来越困难。相比其他项目，山区高速公路隧道项目施工的具体的地形、地质条件和施工环境的不确定性因素非常的多，使得山（区或岭）隧道在施工过程中存在着巨大的风险。在最近几年，隧道项目的建设越来越多，但由于山（区或岭）隧道施工技术和工程相关的研究相对安全管理仍然是非常滞后的，加之对隧道工程风险管理的不科学的理解，经常采用一些不合理的风险控制方法，选用一些风险管理工作部到位的、非专业的施工队伍，导致山隧道工程安全事故时有发生，其后果是非常严重的，让人堪忧的。例如： 2007年1月广西洛湛的隧道发生爆破，事故的原因是施工的管理者没有做好地质的预测工作，没有对施工通过的洞穴进行风险管理，导致在施工过程中洞穴突然下陷，造成257名村民被迫撤离。2007年11月20日8:44 ，高阳寨铁路隧道线进口发生重大事故，造成特别严重的后果，导致了现场建筑工人4人死亡， 318国道内，一辆巴士内32不幸生亡，1人受伤。 2008年4月25日上午11时许，武汉白云区，武广铁路局在寻找隧道施工点的时候，由于施工使用雷管爆破，导致一个人死亡，一人重伤的事故。 2008年11月1日中午12时许，垫忠高速公路隧道月明山段在施工过程中发生爆炸，现场办公室里爆炸点不足140米，造成一人当场死亡，一人在抢救过程中身亡，两人受伤。 2009年5月12日6时30分， 6个工人在宜昌三峡翻坝高速公路鸡岭隧道进行隧道施工，屋顶坍塌的岩石，导致一名工人当场死亡，一名工人受轻伤。 2011年4五月，甘肃省张掖市山丹县军马场境内的小平羌口隧道坍塌，造成3人死亡。从上面可以看出，对于隧道施工过程中的风险进行研究是非常有必要的。根据我国国情，施工因素在整个山公路隧道施工风险因素起到了非常显着的比例。 “多”，“乱”，“低”，是目前中国施工现场的特点。 “多”是指许多施工单位。山（区）公路隧道施工难度大，危险，这就要求施工单位在面临的风险事故时，有足够的反应能力。但我们的山（岭）隧道施工队伍的技术水平很不平衡，很多单位不能正确认识风险，风险意识非常薄弱。 “乱”是指现场管理混乱。据笔者调查发现，许多施工单位缺乏安全管理意识，管理，施工过程和施工质量不能得到有效控制，导致发生事故的风险。 “低”是指低层次的知识。施工单位施工人员缺乏必要的培训，许多建筑公司和人员了解新奥法的原则是不够的，所以结果是不标准化建设普遍的存在。由于山（岭）隧道施工需要花费很多的财力，并且一般情况下对当地环境是难以预知;山（岭）隧道工程环境的复杂性导致国内隧道钻爆法施工，要求施工周期比其他的道路施工时间更长;山（岭）隧道施工的复杂性也更大，而且各种风险和负面影响的后果，相关行业工人不能一时消除。因此，山（岭）隧道施工安全风险在隧道施工现场管理的实施是十分必要和非常迫切的。为了确保山（岭）隧道施工的安全性，减少山（岭）隧道施工安全事故，控制事故损失的后果，提高建设的隧道施工团队意识的风险，保护人们的生命和财产安全，风险评估和现场管理，对于隧道建设和合理利用的巨额资金用于建设这个研究的课题非常有价值。因此，公路隧道在施工过程中的安全实施风险控制非常有必要，并且紧迫。为了确保公路隧道的建设，在很短的一段时间内，实现快速增长，以减少山（岭）隧道施工安全事故的可能性及事故发生后，如何进行大型地下隧道工程的施工，怎么合理使用数额巨大建设资金，已成为一个值得进一步研究的课题。隧道施工安全施工的全过程进行风险管理以及具体的控制力度，可以帮助决策者进行科学的风险管理，有利于降低事故项目的可能性，有利于控制扩张，并且抑制工程保险费用的爬升速度，有利于事故，巨大损失的风险。1.1.2 选题意义目的：通过对多山的地形大断面公路隧道施工风险分析，警源的研究，警告标志和警告限制测定，建立基于人工神经网络模型，预防和矫正风险的发生和发展的预警，确保隧道施工处于安全状态。意义：在这篇论文中，对多山的地形大断面公路隧道的风险管理理论和预警理论进行了研究，神经网络理论，从预警的角度来看，建立了目前使用最广泛的基于BP神经网络预测模型，并列举了测试了模型的科学性，可靠性和可操作性的实际例子。为今后的理论研究提供了早期预警的理论参考。主要体现在以下几个方面：1、文提出了一个多山的地区大断面公路隧道施工风险预警概念。鉴定在大断面隧道施工中可能出现的风险因素，对存在的风险进行评估，并建立建设风险预警模型。2、用人工智能方法： BP神经网络，建立大断面隧道施工风险管理的风险预警模型的公路隧道，是一种新的尝试。3、预警模型，可以使大断面隧道施工的科学和程序。有序运行体系，形成的信息输出和反馈自动调节机制，以避免过多的人为干扰以及施工人员个人经历的影响，早期预警系统，应根据长期的实践经验和预警的科学基础。因此，早期预警系统，使我们的隧道风险预测走入了科学的轨道。4、系统建设项目的风险管理具有重要的理论意义。目前，国内预警分析研究的广度和深度的研究仍处于起步阶段，不能满足实际需要，因此，一大段公路隧道预警理论的进一步深入是十分必要的，项目风险管理是建设的主要内容。思路：首先，研究和分析的山区大断面公路隧道施工的主要内容。其次，风险因素的识别和分析，风险应对策略的制定和控制。同时，根据公路山岭隧道施工安全风险特征，结合预警管理思想和原则，构建指标体系，建立了山区大断面公路隧道施工风险预警指标体系。最后，通过大断面公路隧道施工风险预警系统警告的原则，建立其风险预警阈值，并结合实际测试的情况下，建立预警模型。1.2 国内外研究现状及趋势1.2.1 国外研究综述国外在隧道在其他行业的应用研究项目与风险管理研究方面显得薄弱。EinsteinHH根据主要的风险分析了隧道施工的特点，遵循根据具体情况的想法，并做相关的研究。赖利J根据隧道施工的后果按照风险类型可分为四类：人员伤亡;成本增加;时间增加;无法满足要求等四个风险。ReillyJJ把风险分析技术将被应用到斯德哥尔摩环公路隧道，得到一些规律性的结论。BNilsen对基本条件复杂地区的隧道进行了深入研究的。Heinz Duddeck对跨英吉利海峡隧道，阿尔卑斯山隧道，如何进行风险评估进行了讨论。此外，日本的佐藤等统计了大量隧道的事故，并且进行了分类统计风险。国际隧协在2002年编写的“隧道风险管理指南”，主要用于隧道工程风险管理，引导建立了一套参考标准和管理办法。ReillyJ和J JBrown对隧道工程等基础设施建设项目的风险管理和成本控制，做了相关的研究。1.2.2 国内研究综述中国隧道工程风险分析应用研究是近几年才发展起来的。这主要是由于中国的隧道施工时间短，隧道技术不发达造成的。然而，随着中国经济的发展，特别是在西部大开发提上议事日程，一系列的隧道的建设在西部地区建设中有着非常重要的意义，在隧道施工中建立风险分析越来越得到重视。同济大学丁士昭教授对地下工程建设存在的的风险进行了研究。同济大学陈龙教授对隧道工程风险分析的研究框架和实施工具进行了系统地阐述，探索隧道风险的机制和其他基础设施的问题。贾飒飒对公路隧道的风险进行了全面的研究，以提高公路隧道施工风险管理体系。贾建清以方斗大的隧道开挖深度为研究背景，研究隧道和地下空间工程支撑体老化的可靠性和风险管理问题。滕红军对地表建筑物的安全性所带来的风险进行了分类，从而进行了隧道施工研究，并提出相应的控制措施。李峰，根据软岩地层下施工特点，与各种风险应对措施，提出了一些有效的措施，以应对各种风险因素相结合导致的风险，开发出了强烈的风化层的主要风险应急预案的一部分。陈成都地铁1号线，根据一个项目的盾构隧道施工的施工风险管理的成功经验，做了详细的研究。李剑江根据隧道盾构结合工程和项目管理的具体特点，对过江隧道的建设期风险管理研究系统化的方法进行了探索，并建立项目现场管理的基本框架。陈杰进根据城市隧道工程的研究，提出了动态风险管理理论，风险评估和风险管理的综合信息系统进行了全面系统深入的研究。陈通过对地下隧道工程进行研究，具体分析地下工程和典型事故，提出了地下工程的动态风险管理体系如何建立的问题，以及如何进行风险评估和评价的研究。李晶晶以上海铁路局的研究课题“客运专线隧道施工安全控制技术”为基础，采用了问卷调查的方法识别出隧道项目建设过程中存在的63个重要安全的危险因素，建立适当的风险评估系统。吕锋在重庆市自然科学基金重点项目“隧道山道路安全风险评估和安全管理系统”项目中，对隧道安全风险预警系统做了详细的研究。1.3 研究内容与方法1.3.1 研究内容隧道风险预警管理研究是为了它在实际应用中更好地发挥作用。通过对隧道工程施工阶段经济、技术、环境等因素的研究，分析出隧道施工过程中存在的安全隐患，然后对症下药加强隧道施工的工期养护工作，有利于提高施工企业的风险管理意识和风险管理能力，使隧道在施工中更加科学化、规范化。另外对隧道风险管理方面法规的进一步健全和专业风险管理队伍的建立也会起到一定的推进作用。有利于减少工程事故的发生，降低人员和经济损失 隧道工程项目应用了较多的高、新、尖端技术，其设计、建设、施工等阶段也构成了一个复杂的系统。任何一个环节的风险故障就可能导致整个系统的瘫痪。本文针对隧道施工风险管理尚未成熟的现状,将风险管理理论和预警理论应用于实际隧道施工中, 建议隧道施工风险预警体系的建立。首先，讨论隧道，断面结构，施工方法和技术，以及风险管理理论隧道施工，隧道施工通过的不确定性影响的风险识别，评估，以达到科学隧道施工的风险特征施工风险管理和控制。其次，根据筛查的原则，建立隧道施工风险预警指标体系。然后，他的原则，建立了预测模型，正在运行的进程的主要方法，并在根据这种利用BP神经网络建立隧道施工风险预警模型。建立预警阈值，警告信号除以定量计算的索引值，预警监测指标超标警告阈值时，系统会发出警告信号，并采取适当措施的情况下。最后，一个真实的案例证明BP神经网络预测模型的实用性。 1.3.2 研究方法结合隧道工程风险评估方法，使用LEC缺陷进一步提高建设层次分析法（AHP）和LEC评价法（经营条件，风险评估的方法）。在施工过程中的危险源辨识，我还将介绍FTA（故障树分析法）分析，通过隧道锚杆支护系统的故障树和解决最小割集，建立隧道支护系统和解决最成功的树路径集，确定导致隧道支护系统路径数的破坏和失效模式为隧道提供风险预警参考。第2章 隧道施工及其主要风险2.1 隧道施工概述2.1.1 隧道施工主要特点一、隧道工程特点隧道是地下建筑物，是山区公路和铁路重要工程之一，大隧道常常也是控制通车期限的关键工程。与地面建筑工程比较，具有以下特点：1.由于隧道是地下建筑物，受地质和水文地质条件的制约，因而，施工环境差、难度大、技术复杂、要求高。隧道开挖时的坑道在未衬砌前，通常须加支撑以受地层压力。同时地层不得暴露过久，必须及时衬砌，以免地层压力增大发生坍塌事故。2.隧道施工是一种多工序、多工种联合的地下作业，工作面狭窄，而且地层愈差，所采用的坑道愈小，工作面能容纳的人数不多，出碴、进料运输量多，施工干扰大，为加快施工进度，需以横洞、斜井、平行导坑增加工作面，施工复杂而艰巨。因而施工进度受到限制，必须全面规划，科学地组织施工。3.隧道工程大部分地处深山峻岭之中，场地狭小，要使用多种机械设备，需要相当数量的洞外设施来保证洞内施工，而洞外往往受地形限制，场地布置比较困难。4.隧道内工作条件差，空气不足，光线不好，有时还有地下水和有害气体，如发生坍塌、涌水、瓦斯等诸多不安全因素，因此，要制定出切实可行的安全技术组织措施。5.由于地质、水文地质以及围岩压力复杂多变，施工过程中往往需要改变施工方法；隧道工程的工作是循环性的，常常是几个工序组成一个循环，重复各个循环，使隧道工程向前进展。所以，也要求隧道施工必须不间断地连续进行。因此，要保证隧道施工的顺利进行，必须要有严密的施工组织，并且使各工序有条不紊地按着循环作业的顺序和时间进行施工。2.1.2 隧道施工常用工法1.施工条件调查研究隧道施工技术复杂。隧道一般多在山区，地形、交通条件较差，而工作人员的生活设施，主要机器设备、材料堆放都在洞外，山碴、材料也需要一定场地，因此，隧道所在位置的地形、交通条件应很好调查研究，合理安排。另外，隧道的地下情况，直接影响施工方法，施工进度和人身安全，所以对隧道经过的岩层情况、地下水、地下气体情况也应周密调查，妥善处理。2.施工方法选择与施工顺序安排（1）施工方法的选择 应以地质条件为主要依据，结合工期、隧道长度、断面大小、施工速度、施工单位的机械化程度和施工技术水平以及地形等因素综合考虑。同时，应尽量采用新技术、新工艺、新设备，以加快施工进度，保证工程质量，提高生产效率，改善劳动条件。还应考虑到围岩发生变化时，施工方法的适应性和变更的可能。新奥法施工是新近发展的隧道施工新方法。它具有支护速度快，结构受力性能好，作业空间较大，能适应隧道机械化施工等优点，特别是在安全性和经济性方面尤为突出。因此，在选择施工方法时应优先考虑。（2）安排施工顺序为了安全生产，减少作业之间的干扰，保证施工质量，提高生产效率，必须保持各作业间的最小间距。不同的开挖方法有不同的间距要求。施工顺序的确定与导坑类型、断面尺寸及各作业间隔长度等因素有关，在确定施工方法后，应绘制出施工顺序图。3.编制循环作业时间表施工顺序图作好后，就在确定每个顺序一次循环的进度。每个施工顺序应采用先进的施工技术和最佳的劳动组合，然后按施工定额和一次循环的进度，计算出循环的时间。每次循环的工作必须具体明确，以便指导工作。在这里必须指出，在编制循环作业时间表时，应尽量使每一施工顺序做到：（1）各班进度一致以求均衡生产，可用工班组成人数来调整；（2）放炮时间在同一时刻，并使这些时间和休息时间相结合，以减少工时损失。4. 编制施工组织进度图施工进度的确定应考虑的主要因素如下：（1）计算出隧道开挖作业进度影响隧道开挖进度的因素很多，如围岩硬度、炮眼个数、布置、深度等都直接关系到开挖进度，而这些因素又是千变万化的，可根据施工定额或施工统计资料和有关参数进行开挖进度计算。隧道开挖工期是以钻眼、装药、爆破、通风、安全处理、出碴、支护等一次循环作业时间为基础，选定有关参数进行计算确定；也可运用网络计划技术，分工序绘制循环作业网络图分析计算。（2）边墙及供圈衬砌作业进度衬砌作业的进度受到相应开挖作业进度的控制。通常是以开挖进度来安排衬砌进度的，只有铺底作业为避免影响洞内运输，往往放在各开挖、衬砌项目完成后进行。衬砌作业施工进度也可根据施工定额或有关指标计算。此外，洞门工程可根据地质情况及工程数量来确定工期，地质不良的洞门应尽早尽快完成，以保证安全。若为混凝土衬砌，水沟及压浆工作可在边墙及拱圈完工后714天完成；若为砌石圬工时，可在边墙及拱圈完工后34天完成。（3）绘制施工平面布置图由于隧道工程施工场地狭小，洞外施工场地布置得合理与否，关系到隧道施工能否迅速、正常与安全地进行，也关系到隧道的文明施工。因此，应根据洞口地形、地质、水文条件，考虑有利于生产，也方便职工生活，合理布置弃碴场、堆料场、各种机械房、油库、炸药雷管库、办公室、宿舍、食堂、洞口排水系统、运输道路、三管两线等设施。2.2 隧道施工的主要风险2.2.1 隧道施工的风险成因目前，对于隧道施工存在的风险认识的还不是很全面，对于这个风险的认识还比较混乱，没有达成统一的认识，更不用提手里较为复杂，施工难度大断面公路隧道施工的潜在风险。在这篇论文中，结合大断面公路隧道施工的风险特征，断面形式，施工方法和技术问题，结合一般的风险定义的内容，本文提出了山区大断面公路隧道施工风险定义如下：为了山区的大断面公路隧道施工项目建设为目标的日常行动，因为诸如山体的性质，岩土工程，水文地质条件，周边环境，施工技术，操作层面，结构本身等等一系列的不确定因素，导致一个大截面公路隧道施工直接或间接遭受各种损失的可能性，就叫做施工风险。2.2.2 隧道施工的风险特点任何项目，都有一定的风险，公路山隧道施工风险是不可避免的，尽管现在世界的隧道风险管理技术已经很先进，但公路山岭隧道施工安全风险是不可避免的。隧道施工风险对工程地质和水文条件的依赖性。隧道施工风险有一些明显的特征隧道施工风险的隐蔽性。隧道施工风险发生的随机性。隧道施工风险后果的严重性。隧道工程施工的开展会加大风险发生的可能性。隧道施工风险同施工现场条件有密切的关系。以下是隧道施工的风险特点：1、客观性和必要性公路山岭隧道施工安全风险是客观存在的，它是不以人的意志位转移，它只能在一定范围内被察觉，在一定程度上预测风险，风险的形成和发展条件的变化，但不能完全消除风险。随着人们对公路山隧风险知识和经验的研究，并长期观察隧道的风险事件，对公路山岭隧道风险预警的研究会越来越深入，对风险控制的程度势必不断的提高，公路山隧道施工安全风险管理是基础，是建立早期预警系统的条件。一方面，许多不同的岩石隧道工程，工程水文地质条件具有复杂的性质，施工工艺复杂，施工过程中涉及很多不确定的因素，但是数据调查的工作却非常的有限，设计计算理论很难准确的反映实际的情况。在隧道施工难免会遇到一些意外事故等原因，如意外的江水，气，岩爆，危岩崩塌等事件，这些都决定了隧道施工安全风险客观存在的。另一方面，隧道施工对周围土体有很大的扰动，对现场周围的环境造成的影响，除了我们自己的技术因素，隧道建设也必然与外部环境相结合，这使得隧道施工的风险的关系不仅内部因素多样，也有多种外部不确定的危险因素;此外，因为山隧道工程的道路，建设工作空间很窄，建筑机器及水交叉操作，使得工作空间非常拥挤。这都反映了公路隧道施工安全风险的必然性。2 ，不确定性公路山岭隧道施工安全风险的活动或事件及其后果的不确定性，具体表现为：风险事件已经发生，或者当它发生的时候，会发生什么样的后果是不确定的。人们只能根据过去的高速公路山隧道施工安全风险数据和经验，尽可能地做一些分析和预测，预测风险和损失的可能性。地下段隧道在隧道施工过程中，由于大型离散测试数据，地质调查和报告中提供的信息有限，无法准确预测的地面条件，对施工方案和方法，进行动态调整，并且在建设的过程中，风险也在不断变化，因此，隧道施工安全风险的不确定性是显而易见的。3 可变性在一定的条件下，公路山隧道施工安全风险都可能发生变化，当风险源发生变化的时候，一般情况下也会导致风险的变化。（1）风险性质的变化体现在公路山岭隧道施工安全风险变化（2）风险后果变化 （3）出现了新的风险或危险因素（4）由于人们预测和风险控制能力，原来可能的风险不再存在。4、相对性一些公路山隧道施工安全风险事件及其后果是相对的，不确定事件会产生不同的效果。例如，不全面的地质调查非常有可能会增加风险成本，对于施工单位也有可能是一个机会，通过改变获得增益。风险的大小是相对的。参与到风险活动或事件的人有一定的能力，但这种能力是有限的。例如，一条高速公路建设山体隧道，避免涌水现象就需要施工单位的施工经验，涌水只能被称为一个小的风险，如果团队在这方面缺乏经验或处理不当的风险，也可能演变成一个更大的风险。5、阶段性公路山岭隧道施工安全风险与一般的项目风险相比，是分阶段的，主要分为：潜在的危险阶段，发生的风险的阶段，风险的后果。2.2.3 隧道施工的风险监控难点1、风险的识别。风险识别是一个明确的目标，要找出哪些因素可能产生的项目亏损。这是风险管理的基础，风险评估和风险应对的前提。整个识别过程包括确定目标，清除最重要的参与者在数据收集，风险状况的估计，以确定潜在的风险因素，风险识别报告编制。通过风险识别，包括绘制各种因素的集合，但也可根据事件，除以各种因素的AHP层次之间的支配关系的来源，形成有序的层次结构。2、风险评估。隧道工程隧道施工风险评估，风险评估和风险评估隧道施工两部分组成。隧道施工的风险估计是隧道施工阶段可能发生的大小，一种可能的风险识别的风险。 3、风险应对。道施工风险发生的时候，实施风险管理计划拟定措施。风险应对措施一般包括两种类型：一类是风险发生之前，控制危险因素消除或减轻风险的措施，具体措施包括风险规避，缓解和分散。另一种是在风险发生之前，通过项目目标实现的财务安排，以减轻风险。具体措施包括风险自留，转移和保险。隧道和普通的公路建设不同，变数较多，及时建立了应对措施也能以有效应对。4 、风险监控。从工艺的角度来看，风险监控，风险管理流程，应在隧道的尽头，但这并不意味着项目风险控制的领域仅此而已, 风险控制应该面向风险管理全过程。同时,风险监控也应是一个连续的过程,它的任务是根据整个项目风险管理过程规定的衡量标准,全面跟踪并评价风险处理活动的执行情况。第3章 隧道施工安全风险预警模型的构建3.1 构建隧道施工安全风险预警模型的原则及方法公路隧道施工风险预警模型体系是大断面隧道施工的早期预警系统中最基本和最关键的部件。它研究了公路隧道施工中，安全状况的各种元素的系统变化、趋势和问题，确定了一个量化的指标。根据其预警系统的要求和风险指标的性质，特点，功能。建立一套行之有效的评价指标，根据灾害和发展的后果和其他的信息，制定一个预警指标体系，来对隧道施工安全风险进行预警。3.1.1 基本原则公路隧道施工的复杂性，其评价完全是指数或几个指标往往是难以衡量的整体建设存在的安全问题，因此需要建立一个全面的评价指标体系。指标体系涉及大断面公路隧道施工的关键风险指标，是一个有机的团结，需要遵循以下原则：1，科学性和可操作性的原则相结合多山的地形大断面公路隧道施工风险预警指标体系的建设过程中可能面临的风险危机的理论分析为基础，建立科学合理的分析的基础上，但在实际应用过程中必须考虑到可用的数据和所获得的信息，尽可能多地通过使用现有的统计数据和筛选处理。2，可比性原则选择评估时，应注意指标的口径范围和计算方法的纵向和横向的可比性可比性。同期的评价不同事物之间应该指出的是横向比较，同样的事情应该注意到，不同时期的比较长的评估。3，定性和定量的原则相结合的基于定量应选择指标，指标可以量化的指标难以量化的重要指标，定性描述，然后定量转换。相结合的原则的静态和动态隧道建设是一个动态的过程，第一地质条件不断变化，机械状态是不断变化的，因此，施工过程中，不能是静态的，采用多种施工方法和技术的设计，以适应动态变化。其次，施工过程中没有限制的过去，现在，着眼于未来的安全，担心未来的变化，系统设计的科学性和可操作性的原则，结合重要的原则，在多山的地形大断面公路隧道风险预警指标体系建设过程中建立风险分析的基础上的危机理论，建立科学合理的分析，但在实际应用过程中必须考虑到现有的数据和信息获得尽可能通过使用现有的统计和筛选的过程。5 、全面性和代表性相结合的原则大断面公路隧道施工中的预警系统需要预警指标体系具有足够的覆盖范围。根据体系的内容和特点，可以分为综合指标和目标的单个元素，要求内容的指标体系应该是简单，清晰，精确，具有一定程度的代表性。为了能够准确地和清楚地反映了问题。并且充分反映风险事故发生的可能性。应该对施工程的动态变化进行监测评价，积累时间系列信息，建立大断面公路隧道施工风险数据库，并依据监测信息的分析对系统变化趋势进行评价和调控，这些工作是实现风险预警的关键，因此要求指标体系要动态性和静态性相结合。6、非优的原则由于公路山隧道施工安全风险与不确定非线性特性，在大多数情况下，无法确定一个令人满意的最佳解决方案，但它可以决定一个可接受的范围内的一个方案，因此早期预警系统的研究是一个重要的元素，就是“非优”的指导下，如何确定这个区间。7、系统的原则也称为整体性原则，要求公路山岭隧道施工安全作为一个系统的风险。预警系统吸收了原有的管理理论和方法的精髓，作为一种新的管理思想和方法，用现有的管理体系来改善和优化山区公路隧道施工安全风险管理的整个全过程。8、实用，易于操作的原则任何方法都必须是实用，真的能指导实践方案，是一个合理的选择。公路隧道施工安全风险预警系统的建设，在此阶段，应注意可用于公路山岭隧道施工安全风险管理过程中获得的数据和信息，并把它们转化为信息提供给高速公路隧道施工安全风险的风险水平决定政策制定者，以确保整个风险预警系统具有较强的可操作性。9，预防原则这是山公路隧道施工安全风险预警管理系统是最重要的原则，它可以及早识别风险，并采取措施，政策制定者迅速消灭在萌芽状态的风险的风险或损失降低到最小的可能。因为风险必然要经历一个爆发的过程中，从一代进化，接近，可视化和可产生严重的后果，从一个潜在的风险，控制损失或损坏的风险的发展需要一个过程，只要能够发现，识别风险来源，之后，政策制定者采取措施的风险预警系统，有一定的时间投入无形或减少风险。因此，当风险预警体系建设，信号采集和指标的选择必须是前瞻性，预警系统预警功能，以保持风险预警系统，有效的风险控制工作，或减轻风险和危害。10 、连续性的原则由客观事物的复杂性，模糊性，随机性，多变性，其发展水平，以及对这种客观事物认识的局限性，主观条件和制约因素。因此，每个阶段，每个预警结论是确定性与不确定性的统一，也有不同程度的错误或故障点。因此，每一个预警是不是一个结束，而是在实践中，一个持续的过程，需要不断的改进和修正。3.1.2 主要方法路山岭隧道施工安全风险预警管理系统既是一个复杂的系统，又是一个通过循环而不断获得改进和优化的系统，在建立此预警系统时应遵循以下指导思想和原则：1 、信息技术信息理论是信息科学基础，强调运用数学语言来描述信息科学中的常见问题及其解决方案，信息生成，采集，转换，传输，存储，处理和利用识别主体的研究。信息论狭窄的、早期的研究成果，集中在编码理论，主要研究信息系统模型，信息度量，信息容量大，编码理论和噪声理论。广义信息论，也被称为信息科学，计算机处理的信息处理的基本理论，主要的研究中心，包括注释，文字处理，图像识别，学习理论及其各种应用。从理论的具体过程可以看出，始终围绕信息论，它是被抽象成运动信息转换和传输过程中，通过正常的流的流量，特别是在存在的反馈信息的系统的目的系统达到预期的预定目标或目标的方法。信息技术的特点：（1）基于信息系统的，有目的进行一个抽象的改造和更新过程，根据系统之间的信息输入和输出关系，对外部环境理论和系统信息的整理，加工和使用，研究系统的特点，发掘内在的规则。运用信息化进程中存在的所有的组织系统中，比如：通信技术系统，导弹制导，计算机，控制，火箭等人类或生物在生物系统中的现象，在与外界接触的各种感觉器官，各种感官神经大脑的记忆和命令之间的链接等;人类社会系统，在生产过程中和经济管理，交通管理，项目管理，等等，它们可以抽象为信息传输，改造和更新的过程，这样就可以利用信息理论揭示了系统的特点和其固有的规律性。（2）从整体上开始，用联系、转换的思路，研究复杂的事情，信息系统的集成过程中，物品解剖分析的整体结构，而是从其他信息流程进行考虑，获取对系统整体性能和知识。因此，现代科学理论和技术领域的研究和管理事物的复杂性，系统性，整体性的方法非常重要。（3）信息抽象分析的过程中，任何科学问题的研究，不仅进行了定性分析问题，还要进行定量分析。的定性，定量或定性分析的基础上，只有两者的组合可以被认为是一个完整的学科。信息理论作为一个完美的方式抽象的信息，可以定性和定量分析的过程。所谓定性分析，一方面的信息，这个过程是确定样的信息，以确定各自的领域，如信息，还是看社会工程技术资料;概率信息，或灰色模糊信息或是有价值的信息，或毫无价值的信息等;手在这个过程中存储的信息模式，传输模式，编码，解码，传输模式，接收模式的转换，处理，使用，方法进行定性调查反馈。所谓的定量分析是利用概率统计，模糊数学，灰色理论等数学方法，主观和客观方面的信息，传输，使用和措施，语义和结社等，进行定量研究定量分析的结果，以及使用的性质的信息的过程中加深理解。3.2 构建隧道施工安全风险预警模型的设计流程及设计重点3.2.1 设计流程公路隧道施工风险管理和预警操作流程的实施步骤一般如下：首先，确定预警对象，寻找警情产生的根源；筛选并确定警兆指标；计算个人和综合预警指标;预警等级；最后，根据实际情况来来确定预警水平。注：警情一个明确的警告是管理的前提，是开展一大段公路隧道施工预警研究的基础上，寻找警源，警情报分析是定性和定量分析的基础，确定预警极限是根据预报警阈值，超过阈值时，系统会发出警报级报警;因此，因此，预报警度则是预警的目标。1 、明确的警情警告公路隧道施工的风险，是警情明显的公路隧道施工风险预警报警的基本前提是公路隧道施工过程中的一个重要前提，由于施工，没有水文地质条件的不确定性，施工方法或组织解决方案不合理的隐蔽性所引起的事故风险。如果你不明白警方的情报，预警分析失去了研究的意义。当警报被确认后，您可以使用各种定性和定量的方法来确定的区间内变动风险，一旦实际值超出这个范围，出现警情。2、寻找公路隧道施工风险预警警源，警方消息来源是对危险源。造成大断面公路隧道施工风险的因素很多，因此，预警，预防措施，建立预警系统的过程中，你首先应该找出报警源，才发现报警的来源，才可以采取适当的措施，遏制或减少发生警情，所以那几个预警指标均达到正常水平。3，确定的风险大断面公路隧道施工警示标志警告，所谓公路隧道施工风险预警标志，指的是隧道施工过程中即将发生的迹象或症状。预示着是在养殖过程中的不稳定因素，暴露的第一个现象，中间是一个过渡状态，预警系统的消息来源。警告标志警源扩散就可以了，也可以生成的源扩散期间，警察和其他相关的现象。可以这样理解：警方消息来源的根本原因报警发生时，警告标志变成警情警方消息来源的外部表现。预示着从警方或经验，根据研究人员分析判断，一般都能找出源。预示着分析大断面公路隧道施工风险预警分析的关键环节。一旦设警告标志，可能会发现大断面公路隧道施工风险警告可变间隔的安全运行，然后根据这些间隔预警预报。3.2.2 设计重点BP神经元是本设计的主要算法，所以基于对这种算法进行ANN （人工神经网络，简称ANN ） ，神经网络（神经网络，简称NN ） ，是一个模仿生物神经网络的结构和功能的数学模型或计算模型。人工神经网络是由大量的神经元耦合计算。最受欢迎的人工神经网络中，可以基于在外部的变化，是一种自适应的系统的内部结构的信息。现代神经网络是一个非线性的统计数据建模工具，用于输入和输出之间的复杂关系建模，用于探索数据模式。神经网络是一种计算模式 1中，多个节点（或“神经元”或“单元” ），该组合物之间的耦合。每个节点代表一个特定的输出函数，称为激活函数（激活函数） 。两个节点之间的每个连接都代表一个信号，通过连接的加权值，称为权重（重量） ，这是相当于人工神经网络的存储器中。连接到网络的网络中的输出的权重值和激活功能不同。网络本身通常是某种形式的性质或功能近似算法，它可能是一个逻辑策略的表达。它的理念是建立生物（人类或其他动物）神经网络功能的工作灵感产生。人工神经网络的基础上通过数理统计的一种类型的学习（学习方法） ，可以优化，所以人工神经网络是一种数理统计方法，统计标准的一个实际应用的数学方法，我们能够得到很多可以用函数来表达空间的局部结构，并在人工智能领域的人工感知，我们可以通过应用数理统计方面的决定做人工感知问题（即通过统计方法，人工神经网络可以像其他人一样有一个简单的决策能力和简单的判断） ，这种方法相比，形式逻辑推理演算更有优势。人工神经网络是学习的一个有能力的，该系统可以被总结，表示它可以应用通过已知的实验数据来研究总结。通过比较当地的情况（这些比较根据不同的情况自动学习和实际解决问题的复杂性所决定的） ，人工神经网络，它是能够生产的推理系统，可以自动识别。用不同的符号系统为基础的方法来学习，他们也有推理能力，但它们是建立在逻辑算法的基础，这意味着他们已经能够推理，就需要有一套推理算法。一般来说，人工神经网络的神经元组成的多层结构组成，每一层神经元的输入（它的输入是前一层神经元的输出）和一个输出端，每一层的层（用符号记） （i）为镍（镍代表第i个N层）的网络的神经元，每个神经元中的Ni的Ni -1对应于神经元的输出作为它的输入，把对应的神经元和神经元之间的连接的网络上生物的名称，称为突触（英语：突触） ，在数学模型中具有每个突触加权值，我们称为权重，然后计算第i层的神经元上的电位通过以下方式获得的每一个的第i乘以当量-1层的相应神经元的输出，然后通过以下方式获得求和的所有i个神经元的层所产生的潜在的，然后通过神经元的激活函数（激活功能，往往Sigmoid函数来控制输出的大小的潜在的能量值