复杂长距离引水隧洞群施工全过程仿真优化与进度控制关键技术研究-管理科学与工程;工程管理专业论文.docx

摘 要 长距离引水隧洞群通常都要穿越大的山体或者山脉群，洞线长，开挖洞径大， 埋深大，单工作面施工长度长。由于受到地形条件的限制，沿线一般要穿越不同 地层岩性、断裂构造较为发育、岩体完整性不一、不同类型的地质单元，存在高 地应力和岩爆、地下涌水等主要工程地质问题。因此，长距离引水隧洞群施工过 程是一个复杂的系统工程，施工组织设计和施工进度实时控制非常困难，风险性 很高。本文基于系统仿真技术、实时控制技术和风险预测技术，开展长距离引水 隧洞群施工全过程仿真优化与进度控制关键技术研究，主要研究成果如下： （1）研究了长距离引水隧洞群施工全过程仿真的理论方法，建立了长距离 引水隧洞群施工全过程仿真模型。 针对长距离引水隧洞群施工系统的特征和影响因素，分析了施工系统的特点 和机理，阐述了系统仿真的概念和仿真的流程，开展了长距离引水隧洞群施工全 过程仿真理论与方法的研究，建立了长距离引水隧洞群施工全过程仿真模型。 该模型丰富和发展了施工仿真理论，为长距离引水隧洞群施工仿真与实时控 制提供理论基础，使仿真成果更接近于现场实际，更好的指导现场施工提供保证。 （2）建立了基于实时仿真的长距离引水隧洞群施工进度多方案评价体系， 实现了基于 AHP 的长距离引水隧洞群施工多方案评价与优选。 针对长距离引水隧洞群施工管理中的核心部分——施工进度多方案评价与 优选，提出了基于实时仿真的长距离引水隧洞群施工进度多方案评价体系。通过 建立适合于长距离引水隧洞群不同施工工艺的仿真模型，对不同施工方案进行进 度仿真分析，实现了基于 AHP 的长距离引水隧洞群施工多方案评价与优选。 该体系实现了不同施工方案下施工进度的比较，通过 AHP 方法对三个方案 进行多方案综合评价，根据综合评价结果选择最优的施工方案，为管理者的科学 决策提供技术支持。 （3）研究了不良地质条件下长距离引水隧洞群施工不确定性问题，提出了 基于 Markov 链的岩性预测模型，完成了基于仿真的长距离引水隧洞群工期风险 分析。 针对长距离引水隧洞群通常遇到的不良地质情况，结合隧洞开挖施工的特 点，对不同不良地质情况的应对措施做了具体的分析。提出了基于 Markov 过程 的地质风险预测理论与方法，提出了隧洞围岩类别概率分布的计算方法，并在此 基础上建立了考虑岩性不确定性和工序施工历时随机性的隧洞开挖施工仿真模 型，并结合蒙特卡罗法对工期风险和完工概率进行了统计分析。 该方法解决了传统地质预测方法难以对地质信息进行量化的弊端，为地质风 险预测开辟了新的途径，为施工项目管理和实时控制提供了理论依据和技术支 持。 （4）提出了长距离引水隧洞群施工进度控制与调整的方法，建立了施工进 度预警模型和施工进度调整体系。 针对长距离引水隧洞群施工管理中的重要组成部分——施工进度实时控制， 根据施工进度控制理论，研究了长距离引水隧洞群施工进度控制流程，建立了施 工进度预警模型，提出了针对不同类型进度偏差进行控制与调整的方法，形成了 施工进度调整模式。 该体系可以全面、及时地掌握实际施工进度状态，快速、准确地制定应对进 度偏差的措施，为工程管理人员进行进度计划调整提供科学的决策手段。 （5）研制开发了长距离引水隧洞群施工全过程仿真与控制系统，并成功应 用于某水电站长距离引水隧洞群施工过程中。 针对某水电站长距离引水隧洞群工程实际情况，研制开发了长距离引水隧洞 群施工全过程仿真与控制系统，该系统能够较好地适应工程实际应用的要求，实 现了长距离引水隧洞群施工全过程仿真与进度的实时控制，为长距离引水隧洞群 施工进度提供了全面的决策平台。 该研究成果分析了由于长距离引水隧洞群施工过程的随机性、复杂性和不确 定性引起的工程项目管理的技术问题，可以有效地协助工程项目管理人员对长距 离引水隧洞群施工进行控制与管理，具有显著的实际意义。 关键词：长距离引水隧洞群；施工仿真；实时控制；进度偏差；不良地质；风险 分析 ABSTRACT The long-distance diversion tunnel groups are always covered by the huge mountain body or mountain groups, it is characterized by the long tunnel line, big tunnel diameter, deep buried depth and long distance of the single workface. Moreover, because of the limitation of terrain condition, the different kinds of geological units of different formation