深基坑工程施工過程風(fēng)險綜合評價

程鴻群， 佘佳雪， 袁　寧， 彭朝暉

(1. 武漢大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，湖北 武漢 430072；2. 武漢市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會，湖北 武漢 430000)

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深基坑工程施工過程風(fēng)險綜合評價

程鴻群1， 佘佳雪1， 袁寧1， 彭朝暉2

(1. 武漢大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，湖北 武漢 430072；2. 武漢市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會，湖北 武漢 430000)

摘要：針對當(dāng)前對深基坑工程施工風(fēng)險進行評價需要解決風(fēng)險指標(biāo)體系構(gòu)建、指標(biāo)權(quán)重分配和評價方法實現(xiàn)的問題，建立了證據(jù)理論結(jié)合區(qū)間數(shù)賦值的深基坑工程施工過程風(fēng)險評價模型.依據(jù)深基坑工程的施工原理和管理過程，應(yīng)用“工作分解結(jié)構(gòu)-風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)(WBS-RBS)”和“0-1”方法識別風(fēng)險因素，建立深基坑工程施工過程風(fēng)險評價指標(biāo)體系.結(jié)合區(qū)間數(shù)理論和證據(jù)理論的優(yōu)勢，降低深基坑工程施工過程風(fēng)險量化值的主觀性，詳述構(gòu)建識別框架、確定可信度函數(shù)以及信息合成的方法與步驟.最后通過實例分析說明了該方法的合理性與可行性.

關(guān)鍵詞：深基坑工程； 施工過程風(fēng)險； 工作分解結(jié)構(gòu)-風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)(WBS-RBS)； 區(qū)間數(shù)； 證據(jù)理論

深基坑工程是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，素有“高危分部工程”之稱.隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和社會生產(chǎn)力逐步提高，深基坑工程正逐步向開挖深度大、面積廣、技術(shù)含量高的趨勢發(fā)展，尤其在施工階段，項目投入資源多、施工難度大、周邊環(huán)境復(fù)雜，不確定因素大量存在，并不斷變化.當(dāng)危險系數(shù)增加、發(fā)生事故時往往帶來難以估量的生命財產(chǎn)損失，由此產(chǎn)生的風(fēng)險常常影響工程項目的順利實施，并帶來不良的社會影響.因此，深基坑工程施工階段是項目風(fēng)險管理的重點，只有科學(xué)地評價可能遇到的風(fēng)險，才能進行有效的風(fēng)險分析與控制.

科學(xué)地評價深基坑工程施工風(fēng)險需要解決兩個關(guān)鍵問題.首先是要科學(xué)地預(yù)測深基坑工程施工過程中的風(fēng)險因素.從風(fēng)險的來源分析，蘭守奇認(rèn)為深基坑施工期風(fēng)險因素有自然、事故、環(huán)境及施工本身4類[1]；黃宏偉等將施工過程中的風(fēng)險因素分為施工風(fēng)險、監(jiān)理風(fēng)險、監(jiān)測風(fēng)險、環(huán)境影響風(fēng)險和人員安全風(fēng)險[2].從深基坑工程的施工風(fēng)險形成機理分析，Matsuo等在基坑支護結(jié)構(gòu)方面進行了系統(tǒng)的可靠性研究，深入研究了影響基坑支護結(jié)構(gòu)安全的各種不確定性因素，分析了基坑支護結(jié)構(gòu)體系各種失效模式機理[3]；Chen等深入研究了巖土工程中各種風(fēng)險問題，提出巖土工程主要風(fēng)險包括設(shè)計模型與參數(shù)風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險和管理風(fēng)險[4].從項目施工工序分析，李朝陽等將基坑的施工風(fēng)險分為地下連續(xù)墻、土方開挖、支撐及立柱、降排水、地基加固和主體結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險六大部分[5]；辛欣等建立了土巖組合地質(zhì)條件下地鐵車站基坑工程風(fēng)險三級指標(biāo)，將車站施工風(fēng)險分為基坑施工、結(jié)構(gòu)施工、附屬施工、不良地質(zhì)施工和自然災(zāi)害風(fēng)險[6].這些學(xué)者從風(fēng)險來源及形成機理和施工工序流程確定風(fēng)險因素，可行性強，但風(fēng)險來源及形成機理和深基坑施工工序復(fù)雜，影響因素多，深基坑工程施工過程中的風(fēng)險指標(biāo)體系還需更進一步完善.

第二是選取科學(xué)有效的風(fēng)險評價方法.風(fēng)險的量化具有很強主觀性，與人的評價標(biāo)準(zhǔn)以及對于風(fēng)險事件發(fā)生的預(yù)測能力和對其后果的控制能力有關(guān)[7].由于深基坑工程施工過程周期長、施工技術(shù)復(fù)雜，受地質(zhì)、水文、周邊環(huán)境的影響，其風(fēng)險量的確定則具有更大的不可知性.目前在項目風(fēng)險的評價中運用比較廣泛的方法有層次分析法、模糊綜合評價法、灰色綜合評價法、證據(jù)理論等[8-12]，這些方法各自的特性決定了其只能顧及風(fēng)險量化的一個方面或兩個方面的含義，而無法同時處理三個方面的問題，降低了評價結(jié)果的客觀性.因此需要探尋一種更適合處理深基坑工程施工風(fēng)險的評價方法.

本文從深基坑工程的施工出發(fā)，建立深基坑工程的工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)，結(jié)合深基坑工程的施工原理分析其存在的風(fēng)險因素(風(fēng)險分解結(jié)構(gòu),RBS)，應(yīng)用“0-1” 法判斷“WBS-RBS”組合矩陣進行深基坑工程的施工風(fēng)險識別.并將區(qū)間數(shù)與證據(jù)理論相結(jié)合，改進證據(jù)理論方法中權(quán)重確定的主觀性，探討其進行深基坑工程施工風(fēng)險評價的方法與步驟，以期為深基坑工程的施工風(fēng)險評價提供可借鑒的體系與方法.

1基于WBS-RBS的風(fēng)險識別

本文采用WBS-RBS(work breakdown structure-risk breakdown structure)組合矩陣進行風(fēng)險識別.WBS-RBS是將工作分解結(jié)構(gòu)與風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)構(gòu)成風(fēng)險判斷組合矩陣進行風(fēng)險識別的方法，WBS-RBS矩陣的行向量是工作分解的工作包，矩陣的列向量是風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)的風(fēng)險指標(biāo).

1.1深基坑工程施工過程的WBS

深基坑工程是指開挖深度超過5 m(含5 m)或開挖深度未超過5 m，但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜的基坑，包括基坑支護、基底加固、降水、土方開挖等內(nèi)容.支護工程是深基坑工程施工過程的難點，其設(shè)計和施工方案的合理性、可行性、可靠性是影響工程成本、進度、安全的重要因素.支護結(jié)構(gòu)一般分為樁墻板體系、撐錨體系和噴錨體系.樁墻板體系包括鋼板樁支護、地下連續(xù)墻支護、排樁支護和深層攪拌樁支護，撐錨體系包括內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)、錨桿(拉錨結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu))，噴錨系統(tǒng)包括土釘墻支護和掛網(wǎng)噴射混凝土.

根據(jù)工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)原理，分解深基坑工程見圖1.

圖1　深基坑工程施工過程工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)

1.2深基坑工程施工過程的RBS

深基坑是一項涉及面廣且復(fù)雜多變的工程，既涉及土力學(xué)中強度、變形和穩(wěn)定三大典型問題，同時還與結(jié)構(gòu)工程、環(huán)境工程及項目管理相互影響而形成復(fù)雜的系統(tǒng)工程.本文依據(jù)深基坑工程的施工原理和管理過程，結(jié)合深基坑工程特點及對現(xiàn)有文獻的歸納分析，在現(xiàn)有自然環(huán)境和經(jīng)濟水平下，將施工過程風(fēng)險分為技術(shù)風(fēng)險、管理風(fēng)險及其他風(fēng)險三大類.技術(shù)風(fēng)險主要分析勘察設(shè)計偏差和深基坑支護方案選擇的合理性帶來的風(fēng)險；管理風(fēng)險分為現(xiàn)場管理和控制風(fēng)險，現(xiàn)場完善的人員、機械、材料的管理和信息的有效溝通可以促進深基坑工程的順利進行，而成本、質(zhì)量、進度、范圍的風(fēng)險需結(jié)合土力學(xué)、結(jié)構(gòu)工程及環(huán)境工程確定的基準(zhǔn)計劃或標(biāo)準(zhǔn)進行有效控制；其他風(fēng)險分為基坑保護、施工安全和應(yīng)急處理.建立如表1所示深基坑工程施工過程風(fēng)險分解表.

表1深基坑工程施工過程風(fēng)險分解(RBS)

Tab.1Risk breakdown structure of deep excavation engineering construction process

判據(jù)層Ai子判據(jù)層Aij指標(biāo)層Aijk深基坑工程施工過程風(fēng)險A技術(shù)風(fēng)險管理風(fēng)險其他風(fēng)險勘察設(shè)計風(fēng)險勘察偏差、設(shè)計偏差工藝風(fēng)險施工工藝的合理性、施工設(shè)備的選擇現(xiàn)場管理人員管理、機械管理、材料管理、信息管理控制風(fēng)險成本控制、進度控制、質(zhì)量控制、范圍控制基坑保護支護保護、坑底保護、環(huán)境保護安全風(fēng)險安全施工計劃、安全監(jiān)控應(yīng)急風(fēng)險應(yīng)急方案、應(yīng)急處理

1.3深基坑工程施工過程風(fēng)險識別

以WBS的工作包作為行向量，以RBS的指標(biāo)層作為列向量，建立WBS-RBS風(fēng)險判斷組合矩陣，如表2所示，表中Yg表示W(wǎng)BS的第g個工作包，Zh表示RBS的第h個風(fēng)險指標(biāo).結(jié)合具體深基坑施工項目以“0-1法”判斷各種風(fēng)險的存在性，即“0”代表對應(yīng)風(fēng)險因素不存在，“1”代表對應(yīng)風(fēng)險因素存在，由此識別深基坑工程施工過程中可能存在的風(fēng)險因素，確定其風(fēng)險指標(biāo)體系.

表2　WBS-RBS風(fēng)險判斷組合矩陣

2基于證據(jù)理論的深基坑工程施工過程風(fēng)險評價

針對深基坑工程施工過程中風(fēng)險量化的特點，本文結(jié)合區(qū)間數(shù)采用證據(jù)理論進行深基坑工程施工項目的風(fēng)險評價.在運用證據(jù)理論進行風(fēng)險評價時，應(yīng)用區(qū)間數(shù)理論及概率論知識確定指標(biāo)體系中各評判指標(biāo)的權(quán)重和基本可信度分配函數(shù)，然后利用D-S(Dempster-Shafer)組合規(guī)則進行證據(jù)信息融合，消除評價過程中的信息不一致性，得到深基坑工程施工風(fēng)險信度集函數(shù)，再利用區(qū)間數(shù)可能度矩陣對各風(fēng)險信度區(qū)間值進行排序.

2.1確定風(fēng)險識別框架

本文采用文獻[13]構(gòu)建的風(fēng)險等級劃分，定義風(fēng)險識別框架Θ={H1,H2,H3,H4,H5}=一級，二級，三級，四級，五級﹜，識別框架中元素用Hb(b=1～5)表示.其中一級表示風(fēng)險可忽略，需日常管理和檢查；二級表示風(fēng)險可容許，需加強日常管理檢查；三級表示風(fēng)險可接受，需引起重視；四級表示風(fēng)險不可接受，需制定控制預(yù)警措施；五級表示拒絕接受并立即停止，整改、規(guī)避或啟動應(yīng)急預(yù)案.

2.2風(fēng)險評價的信度函數(shù)

深基坑工程施工過程風(fēng)險評價指標(biāo)體系中指標(biāo)層各指標(biāo)被評判為識別框架中各等級的信度即為指標(biāo)的可信度函數(shù).對深基坑工程施工過程風(fēng)險評價指標(biāo)信度函數(shù)的確定可按如下步驟進行.

2.2.1基于區(qū)間數(shù)理論確定指標(biāo)權(quán)重

由于客觀事物的復(fù)雜性、不確定性以及人類思維本身的模糊性和局限性，評價者往往難以用一個確定的數(shù)來表達自己對事物的認(rèn)知.本文采用區(qū)間數(shù)結(jié)合九級標(biāo)度法對指標(biāo)進行賦值，再利用區(qū)間數(shù)特征根法[14]計算指標(biāo)權(quán)重，九標(biāo)度區(qū)間賦值見表3.

(1) 根據(jù)進行風(fēng)險識別后得到的深基坑工程施工過程風(fēng)險評價指標(biāo)體系，逐一對判據(jù)層、子判據(jù)層以及指標(biāo)層的風(fēng)險指標(biāo)構(gòu)造區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣，根據(jù)各風(fēng)險指標(biāo)的相對重要程度進行兩兩比較打分.

(1a)

(1b)

根據(jù)層次分析法分別檢驗矩陣D(0)和D(1)的一致性.若矩陣D(0)及D(1)均通過一致性檢驗，則矩陣D通過一致性檢驗[15].

(3) 利用區(qū)間數(shù)特征根法確定指標(biāo)權(quán)重：

①將區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣D=([dqr-,dqr+])n×n分解為矩陣D-和D+，D-=(dqr-)n×n，D+=(dqr+)n×n，則D-和D+的最大特征根所對應(yīng)的歸一化特征向量分別為

(2)

②設(shè)X=[αwt-,βwt+]為D對應(yīng)于最大特征根的全部特征向量，其中

(3)

則該層的指標(biāo)權(quán)重向量為對應(yīng)于最大特征根的全部特征向量即：Wt=[αwt-,βwt+].

表3　指標(biāo)重要性比較區(qū)間賦值

2.2.2獲取專家對風(fēng)險指標(biāo)的主觀評價概率值

評價組專家根據(jù)參照識別框架各等級描述，給出指標(biāo)層中指標(biāo)Aijk評判為識別框架元素Hb(b=1～5)的評價概率值Pijk,b，該值是將多位專家的評判結(jié)果按一定規(guī)則的概率運算綜合確定的[16]，滿足：

(4)

式(4)一方面表示允許風(fēng)險評價指標(biāo)Aijk以不同的置信度評判為識別框架中不同的等級元素；另一方面，對于置信度少于1的部分表示評判專家對相關(guān)信息的“不知道”或“不確定”，即允許將信度賦予空集，這種評判規(guī)則更符合深基坑工程施工過程風(fēng)險量化的“未知性”.

2.2.3確定各風(fēng)險指標(biāo)對所屬子判據(jù)的支持度

證據(jù)理論認(rèn)為，若認(rèn)為“指標(biāo)Aijk風(fēng)險等級為Hb”，則在一定程度上認(rèn)為“子判據(jù)Aij風(fēng)險等級為Hb”，記這個程度為指標(biāo)Aijk對子判據(jù)Aij的支持度μijk.定義各子判據(jù)下指標(biāo)中權(quán)重最大的為關(guān)鍵指標(biāo)，記為Aij,K，且其權(quán)重為wij,K,給出關(guān)鍵指標(biāo)對所屬子判據(jù)的支持度aij,K，稱其為關(guān)鍵指標(biāo)偏好系數(shù)(一般取aij,K∈(0.8,1.0))，有

(5)

2.2.4計算風(fēng)險評價指標(biāo)可信度函數(shù)

在得到指標(biāo)Aijk被評判為風(fēng)險等級Hb的評價概率值Pijk,b，以及指標(biāo)Aijk對所屬子判據(jù)Aij的支持度μijk后，可以得到指標(biāo)Aijk評定為風(fēng)險等級Hb的可信度函數(shù)mijk,b如下：

(6)

剩下不能進一步分配的信度mijk,φ為

(7)

2.3風(fēng)險評價證據(jù)信息的合成

深基坑工程施工過程風(fēng)險綜合評價的最終結(jié)果是通過一層一層信息的合成得到的.在得到指標(biāo)層各指標(biāo)的信度函數(shù)后，根據(jù)D-S組合規(guī)則合成各層指標(biāo)所屬子判據(jù)的信度函數(shù)，同理合成各子判據(jù)所屬判據(jù)的信度函數(shù).記Mij,Hb為子判據(jù)Aij被評判為Hb的信度，Mij,φ表示剩下未能進一步分配的信度.當(dāng)子判據(jù)Aij所含指標(biāo)為Aij1,Aij2,…,Aijs,Aij(s+1),…(s≥1)時，令mijS,b為前s個指標(biāo)對Hb的綜合信度，則證據(jù)合成的遞推公式為

(8)

運用以上合成方法可以得到判據(jù)層指標(biāo)的信度集函數(shù)為

(9)

2.4基于合成結(jié)果決策

式(9)所示信度集函數(shù)Mi即為指標(biāo)體系中判據(jù)層三個指標(biāo)的區(qū)間信度函數(shù)的集合.對這三個指標(biāo)的區(qū)間信度函數(shù)進行合成，可以得到深基坑工程施工過程風(fēng)險評價的風(fēng)險等級量化區(qū)間值Rb：

(10)

根據(jù)區(qū)間數(shù)可能度概念，對上述風(fēng)險等級量化值進行排序.具體步驟如下[17]：

(1) 確定深基坑工程施工過程風(fēng)險評價的風(fēng)險等級量化值Rb的可能度：

令Rb=[Ib-,Ib+]，Rb′=[Ib′-,Ib′+]，b=1,2,…,5；b′=1,2,…,5，則稱

(11)

(2) 根據(jù)式(11)對風(fēng)險等級區(qū)間數(shù)Rb進行兩兩比較，求得相應(yīng)的可能度pbb’=p[Rb>Rb’]，并建立可能度矩陣U=(pbb′)5×5.

(12)

根據(jù)λb的大小對Rb進行排序，最大值所對應(yīng)的風(fēng)險等級即為深基坑工程施工過程風(fēng)險評價等級.

3案例分析

武漢市某深基坑工程位于商務(wù)區(qū)東西發(fā)展主軸西南側(cè)的A01塊地.勘察場地內(nèi)的地下水有上層滯水，孔隙承壓水和基巖裂隙水三種類型.基地西側(cè)約250 m 即為長江，因此本工程場地內(nèi)地下深厚的承壓水含水層與長江水力聯(lián)系非常緊密.

3.1風(fēng)險識別確定綜合評價指標(biāo)體系

聘請5位參與此工程的專家組成評價小組，根據(jù)第一部分建立的方法，將深基坑施工過程WBS-RBS組合矩陣交由專家組評判，識別此深基坑工程施工過程中存在的風(fēng)險因素，結(jié)果見表4.

表4武漢市某深基坑工程施工過程風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系

Tab.4Risk synthetic evaluation index system of construction process of one deep excavation engineering in Wuhan

目標(biāo)層判據(jù)層Ai子判據(jù)層Aij指標(biāo)層Aijk深基坑工程施工過程風(fēng)險A技術(shù)風(fēng)險A1管理風(fēng)險A2其他風(fēng)險A3設(shè)計風(fēng)險A11地連墻的勘查偏差A(yù)111、地連墻的設(shè)計偏差A(yù)112工藝風(fēng)險A12地連墻施工工藝的合理性A121、降水井布設(shè)合理性A122、制作吊放鋼筋籠設(shè)備的選擇A123現(xiàn)場管理A21現(xiàn)場準(zhǔn)備中的人員管理A211、技術(shù)準(zhǔn)備中的機械管理A212、現(xiàn)場準(zhǔn)備中的信息管理A213控制風(fēng)險A22制作吊放鋼筋籠進度控制A221、地連墻進度控制A222、內(nèi)支撐進度控制A223、土方開挖質(zhì)量控制A224、地連墻質(zhì)量控制A225、內(nèi)支撐質(zhì)量控制A226、基底加固質(zhì)量A227、降排水質(zhì)量控制A228、土方開挖范圍控制A229、基底加固范圍控制A220基坑保護A31內(nèi)支撐支護保護A311、基底加固支護保護A312、基底加固坑底保護A313安全風(fēng)險A32內(nèi)支撐安全施工計劃A321、土方開挖安全監(jiān)控A322、基坑監(jiān)測安全監(jiān)控A323、地連墻安全監(jiān)控A324、內(nèi)支撐安全監(jiān)控A325、基底加固安全監(jiān)控A326、工程測量安全監(jiān)控A327、降排水安全監(jiān)控A328應(yīng)急風(fēng)險A33土方開挖應(yīng)急方案A331、降排水應(yīng)急方案A332、土方開挖應(yīng)急處理A333、基坑監(jiān)測應(yīng)急處理A334、地連墻應(yīng)急處理A335、內(nèi)支撐應(yīng)急處理A336、基底加固應(yīng)急處理A337、降排水應(yīng)急處理A338

3.2確定指標(biāo)權(quán)重

請專家小組根據(jù)表4對各判據(jù)、子判據(jù)及指標(biāo)進行重要性程度打分，利用第1.2節(jié)建立的方法進行權(quán)重計算，結(jié)果與表4指標(biāo)對應(yīng).指標(biāo)權(quán)重分配見表5.

表5　指標(biāo)權(quán)重分配

3.3確定支持度

經(jīng)專家小組商議，關(guān)鍵指標(biāo)的偏好系數(shù)統(tǒng)一確定為0.9，由式(5)可得到如表6所示結(jié)果.

表6　指標(biāo)支持度

3.4可信度函數(shù)計算

各專家根據(jù)已掌握的經(jīng)驗知識，參照第2.1節(jié)對識別框架中各元素的等級描述，給出每個指標(biāo)評判為識別框架中Hb(b=1～5)的概率，運用文獻[16]中的專家意見合成方法將5位專家的評價概率進行合成，得到如表7所示結(jié)果.進一步按照式(6)和式(7)確定指標(biāo)層的可信度區(qū)間如表8所示.

表7　專家評價概率值

將表8的可信度按式(8)進行遞歸合成，分別得到子判據(jù)層和判據(jù)層的可信度分配，如表9—10所示.

3.5基于合成結(jié)果決策

對表10中三個指標(biāo)的可信度進行合成，得到深基坑工程施工過程風(fēng)險評價的風(fēng)險等級量化值為：Rb={[0.009,0.018],[0.176,0.182],[0.284,0.309],[0.050,0.054],[0.009,0.014]}，即該深基坑工程施工過程風(fēng)險等級為“H1,H2,H3,H4,H5”的可信度區(qū)間分別為[0.009,0.018],[0.176,0.182],[0.284,0.309],[0.050, 0.054],[0.009,0.014]，根據(jù)式(11)—(12)得到這5個區(qū)間數(shù)的排序向量λ=(1.000,3.000,4.000,2.000, 0.250)，則該組區(qū)間數(shù)基于可能度的排序為R3>R2>R4>R1>R5，該深基坑工程施工過程綜合風(fēng)險等級為三級.

3.6綜合評價分析

從合成結(jié)果來看，該深基坑工程施工過程綜合風(fēng)險水平為三級，說明整體風(fēng)險可接受，應(yīng)做好防范、監(jiān)控措施.分析表8—10，各層風(fēng)險指標(biāo)的風(fēng)險水平主要處于二級或三級，同時也有較多指標(biāo)存在一定的四級或五級風(fēng)險信度區(qū)間，說明雖整體風(fēng)險水平可接受，但依然有潛在的較高風(fēng)險性，對于這些風(fēng)險因素需提高警戒、加大防范力度.此外，該工程的技術(shù)風(fēng)險控制水平較好，管理風(fēng)險則應(yīng)該加強，尤其應(yīng)注意安全風(fēng)險和應(yīng)急風(fēng)險.

對結(jié)果進行具體分析可知，技術(shù)風(fēng)險的四級風(fēng)險是由設(shè)計風(fēng)險和地連墻施工工藝的合理性引起的；管理風(fēng)險的四級風(fēng)險是由現(xiàn)場準(zhǔn)備中的人員管理、內(nèi)支撐進度控制、土方開挖質(zhì)量控制、地連墻質(zhì)量控制、內(nèi)支撐質(zhì)量控制、基底加固質(zhì)量、降排水質(zhì)量控制引起的，而五級風(fēng)險是由地連墻質(zhì)量控制引起的；其他風(fēng)險的四級風(fēng)險是由內(nèi)支撐保護、基坑監(jiān)測安全監(jiān)控、地連墻安全監(jiān)控、內(nèi)支撐安全監(jiān)控及應(yīng)急風(fēng)險引起的，而五級風(fēng)險是由內(nèi)支撐保護、地連墻應(yīng)急處理、內(nèi)支撐應(yīng)急處理帶來的.因此，要加強對可能引起四級、五級這些高風(fēng)險等級因素的具體分析和控制，采取切實可行的有效措施.

4結(jié)語

正確地識別和評估深基坑工程施工過程的風(fēng)險將有助于整個工程計劃和風(fēng)險管理，降低或消除深基坑工程施工環(huán)節(jié)風(fēng)險事件發(fā)生的概率和損失，保障工程的順利進行.本文在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，利用WBS-RBS組合矩陣，初步建立了深基坑工程施工過程風(fēng)險指標(biāo)體系.針對風(fēng)險評價過程中的模糊性和不確定性，采用區(qū)間數(shù)理論確定評價體系各指標(biāo)的權(quán)重值，利用證據(jù)理論方法構(gòu)建識別框架、確定可信度函數(shù)并進行信息合成.在最后的案例分析中，應(yīng)用本文建立的指標(biāo)體系與評價方法，得到了較為清晰客觀的風(fēng)險評價結(jié)果.以區(qū)間形式表達指標(biāo)權(quán)重，并通過證據(jù)理論方法進行風(fēng)險評估，使風(fēng)險指標(biāo)的風(fēng)險置信區(qū)間一目了然.在逐層合成推進的過程中，不僅得到深基坑工程整體的風(fēng)險等級水平，還使得在分析風(fēng)險指標(biāo)利害程度時能夠追根溯源，對癥下藥，為深基坑工程施工過程風(fēng)險管理提供了有力依據(jù)和保障，說明了本文方法的可行性與實用性.

表8　指標(biāo)層可信度區(qū)間

表9　子判據(jù)層可信度區(qū)間

表10　判據(jù)層可信度區(qū)間

參考文獻:

[1]蘭守奇,張慶賀.基于證據(jù)理論的深基坑施工期風(fēng)險評估[J].巖土工程學(xué)報,2009,31(4):648.

LAN Shouqi, ZHANG Qinhe. Risk assessment of deep excavation during construction based on fuzzy theory[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2009, 31(4):648.

[2]黃宏偉,邊亦海.深基坑工程施工中的風(fēng)險管理[J].地下空間與工程學(xué)報,2005,1(4):611.

HUANG Hongwei, BIAN Yihai. Risk management in the construction of deep excavation engineering[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2005,1(4):611.

[3]Matsuo M, Kawamura K.A design method of deep excavation in cohesive soil base on the reliability theory[J].Soil and Foundations, 1980,20(1):61.

[4]Chen Z Y, Shao C M. Evaluation of minimum factor of safety in slope stability analysis[J].Canadian Geotechnical Journal,2011,25(4):735.

[5]李朝陽,葉聰,沈圓順.基于模糊綜合評判的地鐵基坑施工風(fēng)險評估[J].地下空間與工程學(xué)報,2014,10(1):220.

LI Chaoyang, YE Chong, SHEN Yuanshun. Risk assessment of subway pit construction based on fuzzy comprehensive evaluation[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2014, 10(1): 220.

[6]辛欣,萬鵬,沈圓順.土巖組合地質(zhì)條件下的基坑工程施工風(fēng)險評估[J].巖土工程學(xué)報,2012,34:342.

XIN Xin,WAN Peng,SHEN Yuanshun. Risk assessment of construction of excavations in areas of rock and soil[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2012,34:342.

[7]Al-Bahar J F, Crandall K C. Systematic risk management approach for construction projects[J].Journal of Construction Engineering & Management,1990,116(3):533.

[8]Dey P K. Managing project risk using combined analytic hierarchy process and risk map[J].Applied Soft Computing: 2010,10(4):990.

[9]Nieto-Morote A, Ruz-Vila F. A fuzzy approach to construction project risk assessment [J].International Journal of Project Management:2011,29(2):220.

[10]Zeng Jiahao, An Min, Smith N J.Application of a fuzzy based decision making methodology to construction project risk assessment[J]. International Journal of Project Management,2007,25(6):589.

[11]杜修力,張雪峰,張明聚，等.基于證據(jù)理論的深基坑工程施工風(fēng)險綜合評價[J].巖土工程學(xué)報,2014,36(1): 155.

DU Xiuli, ZHANG Xuefeng, ZHANG Mingju,etal. Risk synthetic assessment for deep pit construction based on evidence theory[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2014, 36(1): 155.

[12]程鴻群,余紅偉,葉子苑.項目組合管理能力評價[J].同濟大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2012,40(1):148.

CHEN Hongqun, YU Hongwei，YE Ziyuan. Assessment of project protfolio management ability[J]. Journal of Tongji University: Natural Science, 2012, 40(1):148.

[13]中華人民共和國建設(shè)部.地鐵及地下工程建設(shè)風(fēng)險管理指南[M].北京：中國建筑出版社,2007.

The Ministry of Construction of the People’s Republic of China. The subway and underground engineering construction risk management guidelines[M].Beijing: China building Press, 2007.

[14]魏毅強,劉進生,王緒柱.不確定型AHP中判斷矩陣的一致性概念及權(quán)重[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,1994, 4:16.

WEI Yiqiang,LIU Jingsheng,WANG Xuzhu. Concept of consistence and weights of the judgment matrix in the uncertain type of AHP[J]. Systems Engineering—Theory & Practice, 1994, 4:16.

[15]樂琦,樊治平.區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣的一致性分析及排序方法[J].系統(tǒng)工程學(xué)報,2010,25(4):459.

YUE Qi, FAN Zhiping. Consistency analysis and ranking method for interval reciprocal judgment matrices[J]. Journal of System Engineering, 2010,25(4):459.

[16]楊春,李懷祖.一個證據(jù)推理模型及其在專家意見綜合中的應(yīng)用[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2001, 4:43.

YANG Chun, LI Huaizu. An evidence reasoning model with its application to experts opinions combination[J]. Systems Engineering—Theory & Practice,2001, 4:43.

[17]李德清,谷云東.一種基于可能度的區(qū)間數(shù)排序方法[J].系統(tǒng)工程學(xué)報,2008,23(2):243.

LI Deqing, GU Yundong. Method of ranking interval numbers based on possibility degree[J]. Journal of System Engineering, 2008, 23(2):243.

Synthetic Evaluation on Risk of Deep Excavation Engineering Construction Process

CHENG Hongqun1, SHE Jiaxue1, YUAN Ning1, PENG Zhaohui2

(1. Economics and Management of School Wuhan University,Wuhan 430000,China; 2. Wuhan City Urban and Rural Construction Committee,Wuhan 430000,China)

Abstract：For the three main problems remaining to be solved in the construction process of deep excavation engineering: building a risk index system, distributing the weight of evaluation indexes and evaluating the risk, this article builds a risk evaluation system based on the D-S(Dempster-Shafer) evidence theory combined with interval number theory. Firstly we identify the risk factors by “WBS-RBS” and “0-1” methods to build the risk index system based on the construction principle and management process of deep excavation. In order to decrease the subjectivity of the process of deep excavation risk quantification, then we combine the advantages of interval number theory and D-S evidence theory to specify the methods and procedures about how to build identifying framework, choose the reliability function and synthesize information. At last, the rationality and feasibility of the risk evaluation system are manifested by analyzing the example.

Key words：deep excavation engineering; construction process risk; work breakdown structure-risk breakdown strucutre(WBS-RBS); interval number; D-S(Dempster-Shafer) evidence theory

文獻標(biāo)志碼：A

中圖分類號：TU473

通訊作者：佘佳雪(1992—)，女，碩士生，主要研究方向為項目管理.E-mail：413105441@qq.com

基金項目：武漢市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會科技計劃項目(201417)

收稿日期：2015-05-20

第一作者： 程鴻群(1967—)，女，管理學(xué)博士，副教授，主要研究方向為項目管理、房地產(chǎn)與物業(yè)管理等方面的教學(xué)與科研.

E-mail：chp0901@163.com