地下工程施工风险分析应用研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 建Ｉ筑Ｉ工Ｉ程　科　技信——黑龙江——　恩　地下工程施工风险分析应用研究　赵金葵马晓晖　孙维丰　（１、大庆市城建大项目管理办公室，黑龙江大庆１６３０００）　摘要：地下工程施工风险分析是对地下工程结构技术指标全面分析，为工程建设提供重要决策支持，有重要的现实意义。论文运用属性集和　属性测度理论，在构造地下工程风险单指标、多指标属性测度函数的基础上，建立完整的地下工程风险评价的数学模型，并提出较科学的风险因素　权重确定方法及属性识别准则。算例表明，地下工程施工风险属性模型是可行和合理的。　关键词：地下工程；施工风险；属性数学模型；综合评价　方根法计算重要性排序，判断矩阵每一元素　引言。可利用的土地资源有限，人口膨胀压　力尚未中止，地下空间的开发与利用时势所趋。目　的乘积ｗｌ＿　前我国隧道、地铁建设处于高速发展时期，有２Ｏ　１１　（　，Ｊ＝１，２，“，ｎ），　＝ｌ×　×３×４×５×６：ｌ８０。　多个城市正在建设或规划建设地铁等轨道交通项　１ｉ　１　同理：ｗ＝ＩＷ，　．　，　，　，　）＝｛１８０，１６８０，２，　３目，初步统计近期规划建设５５条线路，约１５００公　里长，总投资达到５０００亿元，在建线路总长亦超　计算ｗ，的ｎ次方根丽．，对向量　一＝（＿１，一２Ｍ，一３Ｍ，Ｍ一４，Ｍ一　５，＿６ｌ　过３９０公里。建设规模和速度在全世界都绝无仅　Ｍ作归—化处理。　有。　地下工程在建设阶段面临巨大的风险，近十　＝　Ｉ　‘　多年来，发生工程施工事故不胜枚举。１９９４年９月　所求特征向量为　上海昌都大厦基坑开挖塌方、２００３年７月上海４　Ｍ＝｛０．２８０８，０．４０７４，０．１３２６，０　０８６１，０．０５５８，０．０３７３｝　号线联络通道建设事故、２００４年广州地铁塌方事　１．７２９５，２．５２５８，０．８１６９，０５２７６，０．３４１７，０　２３２１｝　。　故及２００４年４月新加坡地铁工作井施工塌方事　易得到：ＰＭ＝｛（ＰＭ）ｉ　故等。　、：　—ｎ鲁Ｍ　１９世纪７０年代后，隧道及地下工程领域风　１，１　７２９５　２　５２２８　０　８１６９　０　５２７６　０　３４＂０　２３２１　险分析的应用取得了一定的成果。美国ＭＩＴ的　６　０　２８０８　０　４０７４　０　１３２６　０　０８６１　０　０５５８　０　０３７３　６１６５６　Ｅｉｎｓｔｅｉｎ．Ｈ．Ｈ教授、剑桥大学Ｓａｌａｚａｒ．Ｇ．Ｆ博士、瑞　：—６．１＝６—５６＿－６＿＿＿—００３３１２　，　士联邦技术研究院Ｆａｂｅｒ．Ｍ．Ｈ教授等，在结构和岩　作一致性检验Ｃｌ：　：ｉ　ｏ　１　０　ｏ　０ｉ　　ｌｏ　ｏ５７¨，Ｏ　ｏｌ　　１ｏ　ｏ　０　ｏ∞ｏ　ｉ　ｏ　ｑ∞　∞ｏ　ｏｌ　。Ｉ　１　ｏ　ｏ　ｏ　ｌｏ∞ｏ　ｏ　ｏ　｛ｏ　ｏ　ｏ７１　ｏ　｛ｏ・５　ｏ”０　０　ｏ　Ｊ　ｏ｛　ｏ｝　ｏＩ　ｏ　５０　ｏ　ｏ　ｏＩ　ｐ　ｏ　ｏ　ｏ　７】ｏ叫　ｐ　ｏ　ｏ　ｏ１ｏ　ｑ　ｐ　ｏ　ｏ　１　０Ｉ　ｐ　ｏ　ｏ　１　Ｏｌ　ｏ　ｏ　ｏ　７５　Ｏ胡　０　ｏ　Ｏ　７７　ｏ叫　ｏ１　Ｊ－ｌ　‘　１　ｏ　ｏ　【ｏ　ｑ】１　Ｏ７９　ｏ　ＯＩ　Ｉ　Ｏ　Ｏ　１　ｏ　ｏ】　ｌ　ｏ　Ｏ　０　１　Ｏｌ　ｌ　Ｏ　ｏ　０　１　ｏｌ　ｏ　ｏ１　ｌ。ｌｏ７５　ｏ　０　ｏ　ｏｌ　‘　ｏ　ｏ　ｏ∞ｏ１４　４０　ｏ∞０　Ｏ　０　Ｏｌ　ｌ　ＯＩ　　ｌｏ　Ｏ　ｂ　５０　Ｏ∞Ｏ　０　ｏｌ　ｌ】　Ｏ　０　０　ｏｌ　，　、ｌ　ｏ　ｏ　０　ｏ∞　列　５０　ｏ５０　０　ｏ　ｏｌ　０　０　ａ　ｊ　０ｆ　　Ｉｏ　ｏ　ｏ　ｏ　５０　ｏ刈　Ｉｏ　７５　ｏ　　ｆ０　０　ｐ　Ｏ　Ｏ　１　Ｉｏ　ｏ　５０　ｏ　５０　ｏ　ｏ｝　ｉｏ　１　ｏ　ｏ　ｏＩ　∞口∞口　ｆ　ｏ　ｏ　ｏＩ　　ｆ０ｆ　假定每个因素的各个指标权重相等，易得要素的　评价集为：　ｌ　ｏ　０　０坞０３０　ｏ闾　ｌ　薹唧ｉｘｚｌ７　０　ｏＩ　｛ｏ　ｏ１６７　０１６７　０２　７３　蚓　　ｌ０　０∞０７０　０　０ｌ　ｌ　０　０　０１　０　０　０　０９１７　０叫　“，｛。００。。　ｂ　０２５　ｏ　０２５　０２５｛口　ｏ．１２３　ｏ　０２５　【ｏ　ｏ　ｏ　１　ｏ　０：：。　。０。０。　。　ｏｌ　０　０２５　ｏ　ｏ　ｌ　ｏ　ｏ　ｌ　　Ｉｏ　ｏ　ｏ　１　ｏｌ　Ｉｏ　ｏ∞ｏ∞—据ｌ２算得要素权重向量，　Ｍ一（０．２８０８，０．０７４，４０．１３２６，０．０８６１，０．０５５８，０　０３７３｝　．　按　一∑Ｍ，“ｆｒ＇　ｌ，２…，　；　＝ｌ，２，…　，　ｆ　＝．＿１．１２．　土体介质材料的可靠度计算方面做出突出贡献；　查表知ＲＩ荷兰Ａｊ．ＭＳｎｅｌ＆Ｄ．Ｒ．Ｓ　ｖａｎ　Ｈａｓｓｅｌｔ和日本佐藤久　故，　：　型　一ｏ合　阵：１０ｏ２９５２７＜ｏ、１ｏ　０１４　０．２８３　０＿３４ｌ　０、３３９　０．０２３Ｉ　ＲＩ　１　１２　。　等在地下工程风险分析等方面做了深入研究；我　国学者李惠强等（２００１）、仲景冰等（２００３）和毛金　表明判断矩阵具有满意的一致性，因此：　（　）　一ｌ１　０．４３８　０．３１８　０．０６７　０．１６５　０．０１４ｌ　０　０、１　１９　０．０６８　０．６３７　０．１５９Ｉ　０．２８０８，０、０７４，４０、１３２６，０．０８６１，０、０５５８，０．０３７３｝　萍等（２００３）用事故树对深基坑支护结构方案进行　Ｍ＝（，ｕ　，ｕ　，ｕ　，ｕ　，　取置信度，由属性综合测度矩阵及置信度　了风险分析，亦取得了卓有成效的效果。近年属性　的￣＋ＳＨＪｔ可以作为相应评价因素Ｕｌ￣ｔＳＩ６１ｈ－法一经提出，在环境质量评价、路面养　ｕ　的权重系数。　识别准则．得不同区段地下项目“风险隋况”。区　护评价等方面均有不错的应用。本文将属性数学　２应用　段１围岩情况为三级风险卜一般风险）；区段２围岩　方法引入地下工程施工风险分析中，做了进一步　２．１地下工程风险程度等级因司标准　情况为二级风险（轻度风险）；区段３围岩情况为四　的理论探索和尝试，取得了有益结论。　据地下工程围岩分类攻关课题成果，围岩稳　级风脸（重度风险）。　１地下工程风险评估指标体系确定　定性评语集为ｖ＝ｆ稳定，基本稳定，稳定性差，不稳　３结论　１．１工程风险分析指标选取　定，极不稳定｝。相应地，确定地下工程开挖塌方风　文中系统地提出了地下工程风险属性综合　工程具体风险的存在决定于相关的风险要　险发生可能性大小的评语集为ｖ＝ｇｌ￣大，大，一般，　分析模型，是属性数学在地下工程风险分析中一　素。不同风脸要素对同一风险的影响程度不同，通　小，次有意义的尝试。结合属性数学模型的理论基　很小｝。同时，参照评语的含义及给定的围岩稳　过风险要素对风险状态综合性分析时，首先须搞　定性评判的标准量化区间，建立各评价要素指标　础，构造了地下工程风险单指标属性测度函数及　清楚各要素所起作用的重要程度关系，定量求出　评语集与定量描述的对应关系，如表ｌ所示。　对风险影响因素的评定获得单指标测度｛平价矩　风险要素的权重向量。求解权重向量方法较多，本　２．２单指标测度｛平价矩阵计算　阵；最后采用置信度的原则进行了地下工程风脸　按２２章节中单指标属性测度函数，求得３　属性识别。实践应用表明这种方法是可行的，可　文采用Ｓｔａａｔｙ的层次分析法求解。　地下工程施工的稳定性要素可归纳为六方　组工程桩号的单指标测度评价矩阵：　以考虑在工程风脸管理的实际中应用。　面：岩石强度，岩石完整性，结构面状态，地下水，　但是此方　表ｌ地下工程开挖施工塌方风险发生可能性大小评价因素指标表　结构面方向，地应力。　法也有诸多不　序　指标评语量化区间　号　因素　指标　较轻风舱轻度风险　般风险　重度风险　严重风险　足之处，例如专　ｌ２风险分析指标权重确定　单轴饱和抗压强度　ｌ２０－ｌＯ０　ｌ００．－６０　６０－３０　３ｏ－ｌ５　ｌ５－０　建立分析要素集Ｕ＝｛ｕｌ，ｕ２，ｕ３，ｕ４，ｕ５，ｕ６｝　家作用权重的　ｌ　岩石强度　回弹值　５５＿４５　４５—３５　３５＿２５　２５．１５　ｌ５－０　ｆ岩石强度，岩石完整性，结构面状态，地下水，结　确定以及置信　岩石纵波波速　６５００－５５００　５５００－４５００　４５００＿３５００　３５００　２５００　２５０∞　构面方向，地应力｝。确定分析要素两两比较相对重　度的确定等问　岩体完整性系数　１－＇０７５　０７５－．０　５５　０　５５－０　４０　０　４Ｏ－０２０　０　２０－０　要程度。据工程实际，征询工程设计、施工单位的　２　：　体积节理数　ｏ－３　ｌ０　ｌＯ－２０　２０＿３０　３０－４０　题，均有待深入　岩石质量指标　Ｉｌ０－９０　９０－７０　７ｏ－５０　３０　３０－０　有关专家后，得到判断矩阵：　研究．进一步解　：　：　、．算得ｎ　＝（０．０１４，０．２８３，０．３４１，０．３３９，０．０２３），　同理还可以得到　２女’如女，进而求得属性综　＝一＝一　…ＬＬ　３　廿　高　士　…　结构面强度系数　摩擦系数　地下水ｉ参流量　ｌ＿０８　０８－０６　０８－０６　０６－０．４　０６－０　０４　３　０　２　０　３－０１５　０２＿０　０１５－０　决。　４　Ｐ　地下水　０＿ｌ　７０６０　－卜ｌ０　ｌ０＿２５　２５－ｌ２５　ｌ２５．Ｌ５０　５　结构面方位　主要结构面与洞轴线　夹角　６０－５０　７０－５０　５０－４０　５Ｏ０５　４０－３０　３５－２０　３０－０　２０－０　主要结构面倾角　９０－７０　６　地应力　最大　娶　与洞　０＿３０　３０－４０　４－０５０　５０４０　６０－７０　一２．