一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法与流程

本发明属于隧道工程建设领域，具体涉及一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法。

背景技术：

1、隧道施工过程中，及时的通风可保证施工人员周边空气质量与环境温度，因此工程建设过程中常需要修建通风竖井保证通风质量。同时，随着我国隧道工程越来越多，在既有运营隧道附近修建新隧道的情况也越来越多，为了降低新建隧道工程因为通风产生的成本，可通过既有运营隧道取风的方式保证新建隧道施工通风的要求。如若取风量过小无法满足新建隧道通风要求，对施工安全形成威胁；如若取风量过大，将会影响既有隧道列车的安全运营。因此，需要发明一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法，包含新建隧道施工通风与既有隧道列车运营两个维度的安全。

2、目前，关于新建隧道施工通风要求规范中给出了取风量的计算方法，运营列车行进过程中的周围环境风速也有相关规定，但既有隧道风速对运营列车的安全性缺少评价方法，综合考虑新建隧道施工通风与既有隧道列车运营两个方面安全的风险评估方法还没有。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法，该风险评估方法通过引入ahp层次分析法，根据方案层中各方案检测结果及专家打分，利用矩阵运算方法，可判断工程风险等级，降低隧道工程事故的风险。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法，所述风险评估方法包括以下步骤：

4、s1：构建一个层次分析模型，所述层次分析模型由目标层、准则层和方案层组成；给出所述层次分析模型中三个层的具体项目；其中：

5、所述目标层为既有隧道取风的新建隧道通风风险；

6、所述准则层包含2个准则项目，分别为新建隧道与既有隧道；

7、所述方案层包含n+m个评价项目；其中，n为所述新建隧道中的n个评价项目，m为既有隧道中的n个评价项目；

8、s2：确定所述准则层中2个准则项目下的所述方案层所占权重；

9、所述准则层中2个准则项目所占权重均为1/2；

10、所述准则层中的所述新建隧道在所述方案层中有n个评价项目，各个评价项目权重为1/n；

11、所述准则层中的所述既有隧道在所述方案层中有m个评价项目，各个评价项目的权重为1/m；

12、故1×2的准则层权重矩阵w、1×n的准则层下新建隧道方案权重矩阵wa、1×m的准则层下既有隧道方案权重矩阵wb分别为：

13、

14、s3：确定所述方案层中各评价项目的风险评价标准；

15、所述准则层中的所述新建隧道在所述方案层中有n个评价项目，分别为：

16、a1：o2浓度；

17、a2：游离sio2粉尘浓度；

18、a3：co浓度；

19、a4：co2浓度；

20、a5：so2浓度；

21、a6：h2s浓度；

22、a7：nox浓度；

23、a8：气温；

24、a9：风速；

25、所述准则层中的所述既有隧道在所述方案层中有m个评价项目，分别为：

26、b1:瞬变压力；

27、b2：倾覆系数；

28、将项目a1-a9以及项目b1、b2的参数区间分别划分为5个阈值区间，以构成五个风险评价等级，获得风险评价标准；

29、s4：得到方案风险评价矩阵并计算得出风险评价结果矩阵；

30、根据检测结果及风险评价标准对各评价项目的风险等级进行预估打分，a1=[a11a12 a13 a14 a15]、…、ai=[ai1 ai2 ai3 ai4 ai5]、…、an=[an1 an2 an3 an4 an5]、b1=[b11 b12 b13b14 b15]、…、bj=[bj1 bj2 bj3 bj4 bj5]、…、bm=[bm1 bm2 bm3 bm4 bm5]；

31、其中，ai1+ai2+ai3+ai4+ai5=bj1+bj2+bj3+bj4+bj5=1；aic为所述新建隧道下第i个评价项目c级风险评价可能性；bjc为既有隧道下第j个评价项目c级风险评价可能性，c为1、2、3、4、5；

32、将对所述新建隧道下各评价项目和所述既有隧道下各评价项目的预估打分分别组合得到n×5和m×5的新建隧道和既有隧道风险评价矩阵，分别为：

33、

34、风险评价结果矩阵计算方法见下式：

35、

36、式中，r为风险评价结果矩阵，w为权重矩阵，p为方案风险评价矩阵；

37、s5：确定工程风险等级：计算得到1×5的工程风险评价结果矩阵：

38、；

39、；

40、其中，c为1、2、3、4、5；

41、若风险评价结果矩阵中的d5＞0，则该工程应停止施工；

42、调整施工方案，再次评价，待d5=0则可以施工。

43、所述风险评价标准的内容为：

44、；

45、其中：

46、情况1为线路中隧道所占比例小于10%且每小时通过隧道小于4座的单洞单线隧道；

47、情况2为线路中隧道所占比例小于10%且每小时通过隧道小于4座的单洞双线隧道；

48、情况3为线路中隧道所占比例大于25%或每小时通过隧道大于4座的单洞单线隧道；

49、情况4为线路中隧道所占比例大于25%或每小时通过隧道大于4座的单洞双线隧道。

50、本发明的优点是：随着修建隧道的增多，出现在既有隧道旁修建新隧道的情况也逐渐增多；利用既有斜井为新建隧道施工通风无疑是降低施工成本的优选方案，但既有隧道风速对运营列车的安全性缺少评价方法，综合考虑新建隧道施工通风与既有隧道列车运营两个方面安全的风险评估方法还没有；本发明建立了一种利用既有斜井为新建隧道施工通风时对既有隧道运营安全及新建隧道施工安全的综合风险评估方法，本发明引入ahp层次分析法，根据方案层中各方案检测结果及打分，利用矩阵运算方法，可判断工程风险等级，降低隧道工程事故的风险。

技术特征：

1.一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法，其特征在于所述风险评估方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法，其特征在于所述风险评价标准的内容为：

技术总结本发明公开了一种利用既有隧道取风的新建隧道通风风险评估方法，包括以下步骤：S1：构建一个层次分析模型，所述层次分析模型由目标层、准则层和方案层组成；给出所述层次分析模型中三个层的具体项目；S2：确定所述准则层中2个准则项目下的所述方案层所占权重；S3：确定所述方案层中各评价项目的风险评价标准；S4：得到方案风险评价矩阵并计算得出风险评价结果矩阵；S5：确定工程风险等级。本发明的优点是：建立了一种利用既有斜井为新建隧道施工通风时对既有隧道运营安全及新建隧道施工安全的综合风险评估方法，引入AHP层次分析法，根据方案层中各方案检测结果及打分，利用矩阵运算方法，可判断工程风险等级，降低隧道工程事故的风险。技术研发人员：李少华,王昱海,张沛泽,张振波,姚铁军,刘志春,陶志刚,韩伟,段远钊,胡指南,肖勇,吴晓华,吴鸿胜,吕子丰,赵璐,王浩,童彦劼受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29