大型跨流域调水工程是解决我国水资源时空分布不均匀问题的重要途径之一,为我国经济社会的发展带来了巨大的效益。然而,调水工程中,输水隧洞工程具有埋深大、距离长的特点,且涉及技术种类多、建设周期长、参与单位多,各项可能发生的风险事故贯穿于输水隧洞全生命周期。本文基于事故场景分析,针对输水隧洞全生命周期中包含大量未知性、随机性及模糊性信息的问题,建立基于优化求解算法和不确定性理论的风险评估度量方法,研究合理可行的风险建模分析与评价方法。主要研究内容和取得的成果如下:针对输水隧洞进行风险识别。对输水隧洞施工期、运行期各项风险事件及地质构造、水文等影响因素进行辨识和累积效应分析,确定事故场景类型、来源及影响因素,搭建调水工程输水隧洞风险分析基本框架体系。针对不良地质现象,提出了基于马尔可夫原理的事故场景频率分析方法。以工程区地应力场、围岩力学性质、围岩等级及富水性作为马尔可夫模型输入项,引入增强学习更新估值函数从而预测隧洞沿线遭遇不良地质条件进而发生风险事故的可能。研究表明:基于马尔可夫方法的事故场景频率分析模型能够准确描述各不良地质现象可能引发的施工事故,解决了传统分析方法难以对已知地质信息进行风险量化的问题。基于数值模拟与可靠度理论,开展了输水隧洞事故场景风险量化分析。利用FLAC3D有限差分软件,对隧洞开挖、支护施工进行模拟,对不同横断面型式下的洞壁监测点位移变化规律、衬砌受力特点及地震作用下隧洞动力响应进行了分析;在数值模拟成果的基础上,利用核密度估计对功能函数值进行一维直接积分,计算输水隧洞在不同工况下的失效概率。基于安全栅与操作风险分析方法和蒙特卡罗模拟,提出了兼容多个事故场景的输水隧洞风险综合评价体系。针对岩爆、围岩失稳、涌水突泥、衬砌结构病害及渗漏五个事故场景进行失事概率计算及比较评价;研究表明:以随机分布来描述各事故场景的发生率及影响程度能够更准确地描述工程中风险的实际影响及可接受程度。通过敏感性分析,得出风险影响因子影响排序,为风险决策提供参考。针对各事故场景,提出了合理的风险防范与减缓措施。上述方法在风险量化及综合评价上取得了良好的效果。本文提出的风险评估模型为输水隧洞风险分析提供了新方法,为进一步确保输水隧洞安全施工及运行起到了推动作用,可为类似工程风险管理提供决策依据。