基于FAHP法和區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法的盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

陳仁朋， 王志騰， 吳懷娜， 劉 源， 孟凡衍

(湖南大學(xué) 地下空間開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)研究中心; 建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;土木工程學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410082)

隨著城市地鐵建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的地鐵隧道采用盾構(gòu)法施工.盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程由于盾尾土體損失、開(kāi)挖面支護(hù)力過(guò)大或不足、盾殼與地層摩擦，會(huì)不可避免地造成地層變形，進(jìn)而引發(fā)上部建筑物不均勻沉降或隆起，嚴(yán)重時(shí)可造成建筑物開(kāi)裂損壞.因此，地鐵盾構(gòu)施工對(duì)周圍建筑物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是非常重要的研究課題.

近年來(lái)，盾構(gòu)隧道下穿建筑物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一[1-3].于丹丹等[2]分析了地鐵隧道施工對(duì)鄰近建筑物的影響因素，利用可變模糊集理論構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)模型，確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；魏綱等[3]將層次分析法引入對(duì)盾構(gòu)隧道鄰近建筑物的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，結(jié)合模糊綜合評(píng)價(jià)法獲得評(píng)價(jià)等級(jí)；王燁晟等[4]利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)影響建筑物安全的各因素進(jìn)行半定量分析.上述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法雖然取得一定效果，但權(quán)重確定過(guò)程較粗糙，主觀性強(qiáng)且準(zhǔn)確性不高.相較于傳統(tǒng)層次分析法，模糊層次分析法(FAHP)在計(jì)算步驟等方面進(jìn)行了改進(jìn)，用模糊數(shù)替代具體數(shù)值進(jìn)行計(jì)算.隧道工程問(wèn)題不確定因素較多且受主觀因素影響，用模糊數(shù)計(jì)算更能準(zhǔn)確反映專家想法，從而科學(xué)合理地分配各因素權(quán)重.

傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法過(guò)于主觀，風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)的確定需要人為設(shè)定隸屬函數(shù)或者依照均勻等分風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分，而優(yōu)劣解距離(TOPSIS)法受主觀因素影響較少，無(wú)需人為設(shè)定隸屬函數(shù)，可以根據(jù)計(jì)算得出具體非等分風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，相較于均勻等分風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算結(jié)果也更為客觀準(zhǔn)確.目前運(yùn)用TOPSIS法確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)已被廣泛應(yīng)用到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中[5-6]，針對(duì)具體工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，因地下工程的不確定性，區(qū)間數(shù)可以更準(zhǔn)確地反映風(fēng)險(xiǎn)因素的取值范圍.

本文基于FAHP和區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法相結(jié)合的盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立新的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，以某砌體建筑物為例進(jìn)行分析，研究成果對(duì)類似工程案例具有參考意義.

1 盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理

結(jié)合FAHP和區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法評(píng)估盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)，其基本原理如下：首先，確定盾構(gòu)隧道下穿建筑物的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，運(yùn)用FAHP法把風(fēng)險(xiǎn)因素層層分級(jí)，通過(guò)專家打分賦予因素權(quán)重；其次，通過(guò)參考相關(guān)文獻(xiàn)及規(guī)范結(jié)合專家意見(jiàn)，明確各因素風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)具體工程背景確定相關(guān)因素風(fēng)險(xiǎn)取值范圍；再次，根據(jù)確定的各因素風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用傳統(tǒng)TOPSIS法計(jì)算出以相對(duì)接進(jìn)度(E+)作為評(píng)判工程整體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；最后，利用區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法對(duì)具體工程進(jìn)行計(jì)算，得出相對(duì)接近度，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí).

1.1 FAHP原理

1.1.1判斷矩陣構(gòu)造 組織專家在熟悉實(shí)際工程的情況下，識(shí)別各層次風(fēng)險(xiǎn)因素，構(gòu)建多層次模型.再由專家評(píng)審團(tuán)根據(jù)表1所示的因素重要性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)因素進(jìn)行評(píng)判，確定所對(duì)應(yīng)的模糊數(shù)a=(l,m,u)，其中l(wèi)、m、n代表模糊數(shù)的3個(gè)無(wú)量綱參數(shù).

根據(jù)打分結(jié)果構(gòu)造n階判斷矩陣:

i=1, 2, …,n；j=1, 2, …,m

其中:aij表示因素Ci相比于因素Cj的重要程度.aij的值越大，表示因素Ci相比于因素Cj的重要性越大.aij取值根據(jù)表1得到.

表1 因素重要性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 The criteria factor importance

1.1.2因素的模糊權(quán)重確定 計(jì)算因素權(quán)重主要分為3步.

步驟一計(jì)算綜合模糊值.

定義因素Ci的綜合模糊值Di為

步驟二去模糊化.

a1=(l1,m1,u1),a2=(l2,m2,u2)為兩個(gè)三角模糊數(shù)，則a1≥a2的可能性定義為

P(a1≥a2)=

(5)

步驟三獲得權(quán)重.

一個(gè)模糊數(shù)大于其他k個(gè)模糊數(shù)的可能度(d)定義為：

d(C)=P(D≥D1,D2, …,Dk)=

minP(D≥Di)

(6)

式中：C為因素；D為綜合模糊值.

通過(guò)上述計(jì)算得到各因素權(quán)重為

W=(d(C1)d(C2) …d(Cn))T

(7)

標(biāo)準(zhǔn)化后，最終權(quán)重為

W=(w1w2…wn)T

(8)

式中：w1為第1個(gè)因素所代表的最終權(quán)重；wn為第n個(gè)因素所代表的最終權(quán)重.

1.2 區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法原理

1.2.1傳統(tǒng)TOPSIS法 通過(guò)傳統(tǒng)TOPSIS法計(jì)算出以相對(duì)接近度E+作為風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體計(jì)算步驟如下.

步驟一構(gòu)造風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)矩陣.

針對(duì)n個(gè)評(píng)價(jià)方案，分別對(duì)應(yīng)m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)造評(píng)價(jià)矩陣：

(9)

式中：rij為第i個(gè)評(píng)價(jià)方案的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo).

步驟二構(gòu)造加權(quán)風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)矩陣.

對(duì)因素之間進(jìn)行比較，對(duì)初始風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)矩陣R進(jìn)行歸一化，并與相應(yīng)因素權(quán)重相乘，得到加權(quán)風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)矩陣：

vij=wjsij

(10)

(11)

式中：wj為由式(8)計(jì)算得到的最終權(quán)重；vij和sij為歸一化后的第i個(gè)評(píng)價(jià)方案的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo).因素權(quán)重可由模糊層次分析法得到.

步驟三確定風(fēng)險(xiǎn)最小方案和風(fēng)險(xiǎn)最大方案.

根據(jù)加權(quán)規(guī)范矩陣，確定風(fēng)險(xiǎn)最小方案A+和風(fēng)險(xiǎn)最大方案A-，分別為

A+=

(12)

A-=

(13)

步驟四計(jì)算評(píng)價(jià)方案與風(fēng)險(xiǎn)最小(大)方案距離.

(14)

(15)

步驟五計(jì)算相對(duì)接近度.

(16)

通過(guò)不同風(fēng)險(xiǎn)方案計(jì)算，得到不同的相對(duì)接近度，由此形成以相對(duì)接近度為標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí).結(jié)合具體工程，采用區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法計(jì)算該工程的相對(duì)接近度，判斷該工程的具體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí).

1.2.2區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法 傳統(tǒng)TOPSIS法只能采用具體數(shù)值進(jìn)行評(píng)估分析，某些情況下，由于數(shù)據(jù)的不完整和不確定性，難以獲得精確數(shù)值，引入?yún)^(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法可以增加評(píng)估準(zhǔn)確性和實(shí)用性.采用區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法評(píng)估工程風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)相對(duì)接近度判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí).定義區(qū)間數(shù)為

(17)

具體計(jì)算步驟如下.

步驟一構(gòu)造評(píng)價(jià)矩陣.針對(duì)n個(gè)評(píng)價(jià)方案，且分別對(duì)應(yīng)m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)造評(píng)價(jià)矩陣：

(18)

步驟二矩陣歸一化.

根據(jù)因素屬性的不同，歸一化方法分為兩種.

針對(duì)優(yōu)勢(shì)型因素，歸一化方法為

(19)

針對(duì)劣勢(shì)型因素，歸一化方法為

(20)

步驟三確定風(fēng)險(xiǎn)最小方案和風(fēng)險(xiǎn)最大方案.

A+=

(21)

A-=

(22)

式中：r可由式(19)和式(20)計(jì)算得到.

步驟四計(jì)算與風(fēng)險(xiǎn)最小(大)方案距離.

(23)

(24)

步驟五計(jì)算相對(duì)接近度.

(25)

2 盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程及指標(biāo)體系

2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程主要分為3個(gè)階段，每一個(gè)階段分別應(yīng)用一種方法.首先，結(jié)合專家意見(jiàn)和相關(guān)資料，運(yùn)用FAHP確定風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重；其次，根據(jù)因素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，從因素最好值到最差值依次選取6組數(shù)據(jù)，構(gòu)建6個(gè)典型樣本，運(yùn)用TOPSIS法計(jì)算得出6個(gè)典型樣本的E+值，確定基于相對(duì)接近度E+的非等分風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；最后，針對(duì)具體工程項(xiàng)目，運(yùn)用區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法，確定項(xiàng)目的相對(duì)接近度E+，再根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確定項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí).具體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程如圖1所示.

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程圖Fig.1 Flow chart of risk assessment

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

根據(jù)文獻(xiàn)[7-8]及《GB 50652—2011城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)范》[9]等相關(guān)規(guī)范，確定盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)因素：土體性質(zhì)、建筑物因素、隧道因素和盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù).從4個(gè)方面分析盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)上部建筑物的安全影響.

匯總10位專家對(duì)因素之間相對(duì)重要性的評(píng)判結(jié)果后，通過(guò)式(1)～(8)對(duì)各層次因素進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，得到因素權(quán)重如表2所示.土地性質(zhì)中，內(nèi)摩擦角為基礎(chǔ)底面接觸土層的內(nèi)摩擦角；黏聚力為基礎(chǔ)底面接觸土層的黏聚力；壓縮模量為基礎(chǔ)底面接觸土層的壓縮模量；地下水深度指從地表到地下水位的距離；復(fù)合地層指在同一位置處存在兩種及以上地層；軟硬交界指軟弱地層與硬巖存在交界；特殊地質(zhì)指是否存在巖溶、斷裂構(gòu)造等.建筑物因素中，基礎(chǔ)形式為建筑物基礎(chǔ)類型，包括樁基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等；上部結(jié)構(gòu)形式為建筑物上部結(jié)構(gòu)材料的不同形式；重要性程度根據(jù)建筑物的使用及用途劃分，建筑物重要性程度越大，造成的損失就越大，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高；完損現(xiàn)狀為建筑物的完整度，即是否受到損傷.隧道因素中，隧道直徑為隧道的設(shè)計(jì)直徑；隧道埋深為隧道中心距離地表的距離；隧道與建筑物的水平距離為隧道中心與建筑物形心的距離.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)均為盾構(gòu)機(jī)下穿建筑物時(shí)的掘進(jìn)參數(shù)值.

表2 風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重分布Tab.2 Weight distribution of risk factors

由表2可知，影響盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)的最重要的一級(jí)指標(biāo)是土體性質(zhì)，權(quán)重為0.43.其次分別是建筑物因素和隧道因素，權(quán)重均為0.23，所占權(quán)重最小的一級(jí)指標(biāo)是盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，權(quán)重為0.11.經(jīng)過(guò)與專家求證，權(quán)重計(jì)算結(jié)果符合專家的判斷，證明了FAHP的有效性.

結(jié)合文獻(xiàn)[5-8]及咨詢相關(guān)專家意見(jiàn)，將盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)因素分為5級(jí).1級(jí)表示安全，2級(jí)表示較安全，3級(jí)表示一般，4級(jí)表示較危險(xiǎn)，5級(jí)表示危險(xiǎn).19個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素中有一部分因素可以直接量化，通過(guò)具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表示，如土體內(nèi)摩擦角、黏聚力和壓縮模量等.有些因素很難通過(guò)具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表示，只能通過(guò)專家評(píng)分，如復(fù)合地層、軟硬交界和特殊地質(zhì)等.相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素分級(jí)如表3所示.

表3 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)因素分級(jí)Tab.3 Classification of risk indicator factors

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

某地鐵盾構(gòu)隧道為雙線平行隧道，隧道軸線相距14.9 m.施工過(guò)程下穿某砌體建筑物，該建筑物為6層磚混結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)為67.2 m，高為18.6 m，由磚墻和磚柱承重.建筑物基礎(chǔ)為墻下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為1.4 m.建筑物主體部分位于隧道正上方，隧道頂部距建筑物基礎(chǔ)14.9 m，隧道與建筑物相對(duì)位置關(guān)系如圖2所示.

圖2 隧道與建筑物相對(duì)位置關(guān)系圖(m)Fig.2 Diagram of relative position of tunnel and building (m)

隧道左線沿線地質(zhì)剖面如圖3所示.場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜，最上層為雜填土，條形基礎(chǔ)位于粉質(zhì)黏土層，地層中分布著一定厚度的中風(fēng)化、全風(fēng)化炭質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r及全風(fēng)化砂巖.

在建筑物正下方，全風(fēng)化炭質(zhì)泥巖、中風(fēng)化炭質(zhì)泥巖、全風(fēng)化砂巖和中風(fēng)化炭質(zhì)泥巖均發(fā)生突變(見(jiàn)圖3).根據(jù)勘察時(shí)水位觀測(cè)情況，穩(wěn)定水位埋深為0.00～9.60 m，略具承壓性.

圖3 左線地質(zhì)剖面圖Fig.3 Left geological profile

盾構(gòu)隧道主要穿過(guò)中風(fēng)化泥灰?guī)r和全風(fēng)化砂巖等土層.盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中主要掘進(jìn)參數(shù)：掘進(jìn)速度為45～60 mm/min，推力為 8～10 MN，刀盤轉(zhuǎn)矩為 1 000～2 000 kN·m，土倉(cāng)壓力為 (1.6～2.6)×105Pa，注漿量為6～7 m3.

3.2 基于TOPSIS法計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

根據(jù)表3風(fēng)險(xiǎn)因素分級(jí)，取因素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中最好值與最差值及相鄰分級(jí)的交界值，建立6個(gè)典型樣本，建立初始評(píng)價(jià)矩陣：

由式(10)～(11)，計(jì)算得到加權(quán)規(guī)范矩陣：

V=

由式(12)～(13)，確定風(fēng)險(xiǎn)最小方案A+和風(fēng)險(xiǎn)最大方案A-：

A+=[0.049 3 0.017 5 0.047 6 0.055 1 0.037 8 0.055 3 0.051 9 0.046 5 0.034 4 0.041 8 0.032 4 0.000 0 0.076 1 0.055 3 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0]

A-=[0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.030 9 0.000 0 0.000 0 0.018 9 0.000 7 0.001 3 0.031 8 0.024 3]

根據(jù)式(14)～(15)，計(jì)算典型樣本分別與風(fēng)險(xiǎn)最小(大)方案的距離：

z+=[0.000 0 0.049 9 0.089 6 0.121 6 0.148 9 0.181 9]T

z-=[0.181 9 0.134 9 0.095 8 0.063 8 0.035 6 0.000 0]T

由式(16)計(jì)算相對(duì)接近度，得到各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)所對(duì)應(yīng)的相對(duì)接近度，如表4所示.

表4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 Criteria of risk rating

根據(jù)相對(duì)接近度大小判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí).其中1級(jí)表示安全，不需要采取措施進(jìn)行防護(hù)；2級(jí)表示較安全，可以針對(duì)建筑物采取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，必要時(shí)采取防護(hù)措施；3級(jí)表示一般，需采取必要的防護(hù)措施，并且加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；4級(jí)表示較危險(xiǎn)，必須采取防護(hù)措施，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，邀請(qǐng)相關(guān)專家實(shí)地考察并分析可能出現(xiàn)的損傷；5級(jí)表示危險(xiǎn)，必須采取防護(hù)措施，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集現(xiàn)場(chǎng)土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和專家意見(jiàn)優(yōu)化施工計(jì)劃.

3.3 采用改進(jìn)TOPSIS法風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合專家打分，確定某教學(xué)樓風(fēng)險(xiǎn)因素取值，如表5所示.

表5 某教學(xué)樓風(fēng)險(xiǎn)因素取值Tab.5 Value of risk factors of a teaching building

由式(19)～(20)構(gòu)造歸一化評(píng)價(jià)矩陣:

R=[(0.366 7, 0.388 9) (0.200 0, 0.400 0) (0.083 3, 0.183 3) (0.030 0, 0.040 0) (0.400 0, 0.500 0) (0.250 0, 0.450 0) (0.550 0, 0.650 0) (0.450 0, 0.550 0) (0.200 0, 0.400 0) (0.850 0, 0.950 0) (0.550 0, 0.650 0) (0.700 0, 0.700 0) (0.400 0, 0.412 5) (0.000 0, 0.000 0) (0.200 0, 0.400 0) (0.600 0, 0.771 4) (0.600 0, 0.800 0) (0.720 0, 0.760 0) (0.422 2, 0.644 4)]

根據(jù)式(21)～(22)確定風(fēng)險(xiǎn)最小(大)方案:

A+=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0]

A-=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1]

通過(guò)式(23)～(24)計(jì)算評(píng)價(jià)單元與風(fēng)險(xiǎn)最小(大)方案的距離：

d+=0.661 4

d-=0.447 8

由式(25)計(jì)算得出相對(duì)接近度：

E+=0.403 7

通過(guò)改進(jìn)TOPSIS法計(jì)算得到相對(duì)接近度為0.403 7，根據(jù)表4確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為3級(jí)，即建筑物風(fēng)險(xiǎn)處于一般狀態(tài).結(jié)合實(shí)際施工情況，根據(jù)基于損傷現(xiàn)象的損傷評(píng)估，建筑物處于“輕微損傷”至“中等損傷”[10]，與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果相符，驗(yàn)證了評(píng)估方法的有效性.

4 結(jié)論

(1) 通過(guò)參考相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)范及咨詢專家意見(jiàn)，確定盾構(gòu)隧道下穿建筑物的主要影響因素，構(gòu)建了包含土體性質(zhì)、建筑物因素、隧道因素和盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系.根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素不同，制定相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將因素分為5個(gè)等級(jí).

(2) 利用傳統(tǒng)TOPSIS法基于風(fēng)險(xiǎn)因素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確定基于相對(duì)接近度E+的非等分風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，相較傳統(tǒng)等分風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更具科學(xué)性.

(3) 首次將區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法應(yīng)用于盾構(gòu)隧道下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，采用區(qū)間數(shù)描述實(shí)際工程信息，更好地反映實(shí)際工程情況.

(4) 結(jié)合模糊層次分析法、TOPSIS法和區(qū)間數(shù)改進(jìn)TOPSIS法形成了新的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，評(píng)估過(guò)程均采用量化方式，相較于傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法準(zhǔn)確性更高，受主觀因素影響較少，客觀性更強(qiáng).將該方法運(yùn)用于某地鐵下穿磚混結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例中，評(píng)估結(jié)果與實(shí)際相符，證明了該評(píng)估方法的有效性，可為類似工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考.