基于實測數(shù)據(jù)的地鐵基坑工程施工風(fēng)險可拓評價研究

摘要：為了有效評估基坑工程施工風(fēng)險，本文在構(gòu)建風(fēng)險評估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，采用有序加權(quán)算子賦權(quán)和物元可拓模型相結(jié)合的評價方法，通過計算待評物元與評價等級的關(guān)聯(lián)度和等級特征值，從定量的角度評估基坑工程施工風(fēng)險等級，提高了風(fēng)險評估的客觀性，實例分析表明將有序加權(quán)算子與物元分析方法運用于基坑施工階段風(fēng)險評估具有可行性和實用性。

關(guān)鍵詞：實測數(shù)據(jù);基坑工程;風(fēng)險評估;可拓評價

中圖分類號：U231.3;F224.9文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2096-6903（2021）10-0117-03

0引言

隨著軌道交通工程的快速發(fā)展，地鐵基坑工程建設(shè)項目數(shù)量急劇增加，而地鐵基坑工程由于開挖深度大、周邊環(huán)境復(fù)雜、建設(shè)周期長，在施工過程中容易產(chǎn)生安全事故，因此，需要采用科學(xué)的風(fēng)險評估方法指導(dǎo)基坑工程建設(shè)。近年來，諸多學(xué)者采用了模糊評估法[1]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[2]、DMAIC模型[3]等方法進行安全風(fēng)險評估，產(chǎn)生了一定的積極效果。但在評價指標(biāo)的選取和賦權(quán)方法上仍有需要改進的地方，基于此，本文嘗試運用有序加權(quán)與物元可拓模型相結(jié)合的方法對地鐵基坑工程進行風(fēng)險評估。

1基坑工程施工風(fēng)險評估指標(biāo)體系

為了提高評估的客觀性，本文在指標(biāo)體系構(gòu)建過程中，全部采用變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過安全監(jiān)測報表的監(jiān)測項目構(gòu)建評價指標(biāo)體系，共構(gòu)建17個評價指標(biāo)，如表1 所示。

2基坑工程施工風(fēng)險可拓評價模型

2.1確定經(jīng)典域和值域

基坑工程施工風(fēng)險可拓評價方法把評價對象用“事物、特征、量值”3個要素來描述，并組成有序的三元組的基本元，即物元[4]。R表示基坑工程施工風(fēng)險評價物元，N全體風(fēng)險分級，N表示劃分的第j個等級，C表示第i個評級指標(biāo)，（V）表示同征物元陣，為N關(guān)于指標(biāo)C的經(jīng)典域范圍，R表示基坑工程風(fēng)險評價指標(biāo)允許的取值范圍，N表示全體風(fēng)險等級，V表示N中指標(biāo)C的允許取值范圍，即值域，則：

作者簡介：光輝（1984—），男，河南三門峽人，博士，副教授，研究方向：工程管理和地下工程變形理論及工程應(yīng)用。

2.2計算關(guān)聯(lián)函數(shù)

關(guān)聯(lián)函數(shù)指監(jiān)測數(shù)據(jù)與關(guān)于等級j的隸屬度。設(shè)<a，b>為指標(biāo)C的值域范圍，則指標(biāo)C關(guān)于評價等級j的隸屬度為K（V）。關(guān)聯(lián)函數(shù)為：

若（2）

若（3）

其中：

2.3計算評價結(jié)果

所有評價指標(biāo)關(guān)于等級j的關(guān)聯(lián)度為：

（4）

式中：a—指標(biāo)i的權(quán)重系數(shù)。

若K=maxK（P）（j=1，2，…n）則評價對象的等級為j;

等級特征值表示基坑工程風(fēng)險偏向某一級別的程度，計算方法是：

（5）

（6）

3實證分析

本文以鄭州地鐵五號線某車站基坑工程項目變形監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，運用有可拓評價相結(jié)合的方法對其項施工風(fēng)險進行評估。

3.1確定評價指標(biāo)的經(jīng)典域和值域

參考已有的研究成果[5-7]，將基坑工程施工風(fēng)險評價等級劃分為I級～III級，分別對應(yīng)一級風(fēng)險、二級風(fēng)險、三級風(fēng)險三個等級，并以此為基礎(chǔ)，確定經(jīng)典域和值域。為了比較不同施工階段的風(fēng)險狀況，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性，取第10期、期60期、第110期、第160期、第225期的實測數(shù)據(jù)，如表2所示。

3.2計算權(quán)重系數(shù)

運用有序加權(quán)算子算法計算權(quán)重系數(shù)，如表3所示。

3.3評價結(jié)果

根據(jù)物元模型計算步驟，計算關(guān)聯(lián)度和評價等級特征值計算結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，在施工初期，基坑開挖深度小，基坑風(fēng)險等級為三級風(fēng)險，評價等級特征值為2.50，在施工中期，開挖深度大，基坑風(fēng)險等級為一級風(fēng)險，評價等級特征值為1.00，風(fēng)險程度增加，在施工后期，基坑主體結(jié)構(gòu)完成，基坑風(fēng)險等級為二級風(fēng)險，評價等級特征值為1.90，風(fēng)險程度減小。評價結(jié)果與工程實際情況一致。

4結(jié)論

本文以基坑工程施工階段變形監(jiān)測數(shù)據(jù)為研究對象，結(jié)合物元可拓模型和有序加權(quán)算子賦權(quán)方法，通過計算待評物元與評價等級的關(guān)聯(lián)度和等級特征值，從定量的角度評估基坑工程施工風(fēng)險等級，提高了風(fēng)險評估的客觀性，評價結(jié)果顯示，運用物元可拓模型評價結(jié)論與工程實際情況一致。

參考文獻

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Study on Extension Evaluation of Construction Risk of Metro Foundation Pit Based on Measured Data

GUANG Hui

（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia Henan 472500）

Abstract：In order to evaluate the construction risk of foundation pit engineering effectively，this paper adopts the evaluation method which combines the weight of ordered weighted operator and matter element extension model on the basis of constructing the risk evaluation index system，by calculating the correlation degree and the grade characteristic value between the matter element to be evaluated and the evaluation grade，the risk grade of foundation pit construction is evaluated quantitatively，which improves the objectivity of the risk evaluation，the example analysis shows that the application of ordered weighted operator and matter element analysis method to the risk assessment of foundation pit construction stage is feasible and practical.

Keywords：measured data;foundation pit engineering;risk assessment;extension assessment