程鴻群， 佘佳雪， 袁　寧， 彭朝暉

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

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深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)

程鴻群1， 佘佳雪1， 袁寧1， 彭朝暉2

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

摘要：針對(duì)當(dāng)前對(duì)深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)需要解決風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系構(gòu)建、指標(biāo)權(quán)重分配和評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型.依據(jù)深基坑工程的施工原理和管理過(guò)程，應(yīng)用“工作分解結(jié)構(gòu)-風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)(WBS-RBS)”和“0-1”方法識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)因素，建立深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(shì)，降低深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)量化值的主觀性，詳述構(gòu)建識(shí)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(guò)實(shí)例分析說(shuō)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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)； 工作分解結(jié)構(gòu)-風(fēng)險(xiǎn)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(gè)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(huì)生產(chǎn)力逐步提高，深基坑工程正逐步向開(kāi)挖深度大、面積廣、技術(shù)含量高的趨勢(shì)發(fā)展，尤其在施工階段，項(xiàng)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(xiǎn)系數(shù)增加、發(fā)生事故時(shí)往往帶來(lái)難以估量的生命財(cái)產(chǎn)損失，由此產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)常常影響工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，并帶來(lái)不良的社會(huì)影響.因此，深基坑工程施工階段是項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)，只有科學(xué)地評(píng)價(jià)可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)，才能進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)分析與控制.

科學(xué)地評(píng)價(jià)深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)需要解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題.首先是要科學(xué)地預(yù)測(cè)深基坑工程施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素.從風(fēng)險(xiǎn)的來(lái)源分析，蘭守奇認(rèn)為深基坑施工期風(fēng)險(xiǎn)因素有自然、事故、環(huán)境及施工本身4類(lèi)[1]；黃宏偉等將施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素分為施工風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)理風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)和人員安全風(fēng)險(xiǎn)[2].從深基坑工程的施工風(fēng)險(xiǎn)形成機(jī)理分析，Matsuo等在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的可靠性研究，深入研究了影響基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的各種不確定性因素，分析了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系各種失效模式機(jī)理[3]；Chen等深入研究了巖土工程中各種風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，提出巖土工程主要風(fēng)險(xiǎn)包括設(shè)計(jì)模型與參數(shù)風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)[4].從項(xiàng)目施工工序分析，李朝陽(yáng)等將基坑的施工風(fēng)險(xiǎn)分為地下連續(xù)墻、土方開(kāi)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(xiǎn)六大部分[5]；辛欣等建立了土巖組合地質(zhì)條件下地鐵車(chē)站基坑工程風(fēng)險(xiǎn)三級(jí)指標(biāo)，將車(chē)站施工風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)[6].這些學(xué)者從風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源及形成機(jī)理和施工工序流程確定風(fēng)險(xiǎn)因素，可行性強(qiáng)，但風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源及形成機(jī)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(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系還需更進(jìn)一步完善.

第二是選取科學(xué)有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法.風(fēng)險(xiǎn)的量化具有很強(qiáng)主觀性，與人的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的預(yù)測(cè)能力和對(duì)其后果的控制能力有關(guān)[7].由于深基坑工程施工過(guò)程周期長(zhǎng)、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(xiǎn)量的確定則具有更大的不可知性.目前在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)中運(yùn)用比較廣泛的方法有層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色綜合評(píng)價(jià)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(xiǎn)量化的一個(gè)方面或兩個(gè)方面的含義，而無(wú)法同時(shí)處理三個(gè)方面的問(wèn)題，降低了評(píng)價(jià)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(xiǎn)的評(píng)價(jià)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(xiǎn)因素(風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu),RBS)，應(yīng)用“0-1” 法判斷“WBS-RBS”組合矩陣進(jìn)行深基坑工程的施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別.并將區(qū)間數(shù)與證據(jù)理論相結(jié)合，改進(jìn)證據(jù)理論方法中權(quán)重確定的主觀性，探討其進(jìn)行深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法與步驟，以期為深基坑工程的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供可借鑒的體系與方法.

1基于WBS-RBS的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

本文采用WBS-RBS(work breakdown structure-risk breakdown structure)組合矩陣進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別.WBS-RBS是將工作分解結(jié)構(gòu)與風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)判斷組合矩陣進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)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(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo).

1.1深基坑工程施工過(guò)程的WBS

深基坑工程是指開(kāi)挖深度超過(guò)5 m(含5 m)或開(kāi)挖深度未超過(guò)5 m，但地質(zhì)條件、周?chē)h(huán)境和地下管線復(fù)雜的基坑，包括基坑支護(hù)、基底加固、降水、土方開(kāi)挖等內(nèi)容.支護(hù)工程是深基坑工程施工過(guò)程的難點(diǎn)，其設(shè)計(jì)和施工方案的合理性、可行性、可靠性是影響工程成本、進(jìn)度、安全的重要因素.支護(hù)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(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、排樁支護(hù)和深層攪拌樁支護(hù)，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(hù)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(jiàn)圖1.

圖1　深基坑工程施工過(guò)程工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)

1.2深基坑工程施工過(guò)程的RBS

深基坑是一項(xiàng)涉及面廣且復(fù)雜多變的工程，既涉及土力學(xué)中強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定三大典型問(wèn)題，同時(shí)還與結(jié)構(gòu)工程、環(huán)境工程及項(xiàng)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(guò)程，結(jié)合深基坑工程特點(diǎn)及對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的歸納分析，在現(xiàn)有自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)水平下，將施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)分為技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)及其他風(fēng)險(xiǎn)三大類(lèi).技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要分析勘察設(shè)計(jì)偏差和深基坑支護(hù)方案選擇的合理性帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；管理風(fēng)險(xiǎn)分為現(xiàn)場(chǎng)管理和控制風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)完善的人員、機(jī)械、材料的管理和信息的有效溝通可以促進(jìn)深基坑工程的順利進(jìn)行，而成本、質(zhì)量、進(jìn)度、范圍的風(fēng)險(xiǎn)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(jì)劃或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效控制；其他風(fēng)險(xiǎn)分為基坑保護(hù)、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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)分解表.

表1深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)A技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)其他風(fēng)險(xiǎn)勘察設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)勘察偏差、設(shè)計(jì)偏差工藝風(fēng)險(xiǎn)施工工藝的合理性、施工設(shè)備的選擇現(xiàn)場(chǎng)管理人員管理、機(jī)械管理、材料管理、信息管理控制風(fēng)險(xiǎn)成本控制、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、范圍控制基坑保護(hù)支護(hù)保護(hù)、坑底保護(hù)、環(huán)境保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)安全施工計(jì)劃、安全監(jiān)控應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急方案、應(yīng)急處理

1.3深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)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(xiǎn)判斷組合矩陣，如表2所示，表中Yg表示W(wǎng)BS的第g個(gè)工作包，Zh表示RBS的第h個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo).結(jié)合具體深基坑施工項(xiàng)目以“0-1法”判斷各種風(fēng)險(xiǎn)的存在性，即“0”代表對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因素不存在，“1”代表對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因素存在，由此識(shí)別深基坑工程施工過(guò)程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，確定其風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系.

表2　WBS-RBS風(fēng)險(xiǎn)判斷組合矩陣

2基于證據(jù)理論的深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

針對(duì)深基坑工程施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)量化的特點(diǎn)，本文結(jié)合區(qū)間數(shù)采用證據(jù)理論進(jìn)行深基坑工程施工項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).在運(yùn)用證據(jù)理論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)用區(qū)間數(shù)理論及概率論知識(shí)確定指標(biāo)體系中各評(píng)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(jìn)行證據(jù)信息融合，消除評(píng)價(jià)過(guò)程中的信息不一致性，得到深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)信度集函數(shù)，再利用區(qū)間數(shù)可能度矩陣對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)信度區(qū)間值進(jìn)行排序.

2.1確定風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別框架

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

2.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的信度函數(shù)

深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中指標(biāo)層各指標(biāo)被評(píng)判為識(shí)別框架中各等級(jí)的信度即為指標(biāo)的可信度函數(shù).對(duì)深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)信度函數(shù)的確定可按如下步驟進(jìn)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(lèi)思維本身的模糊性和局限性，評(píng)價(jià)者往往難以用一個(gè)確定的數(shù)來(lái)表達(dá)自己對(duì)事物的認(rèn)知.本文采用區(qū)間數(shù)結(jié)合九級(jí)標(biāo)度法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦值，再利用區(qū)間數(shù)特征根法[14]計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，九標(biāo)度區(qū)間賦值見(jiàn)表3.

(1) 根據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別后得到的深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，逐一對(duì)判據(jù)層、子判據(jù)層以及指標(biāo)層的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)構(gòu)造區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣，根據(jù)各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的相對(duì)重要程度進(jìn)行兩兩比較打分.

(1a)

(1b)

根據(jù)層次分析法分別檢驗(yàn)矩陣D(0)和D(1)的一致性.若矩陣D(0)及D(1)均通過(guò)一致性檢驗(yàn)，則矩陣D通過(guò)一致性檢驗(yàn)[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(duì)應(yīng)的歸一化特征向量分別為

(2)

②設(shè)X=[αwt-,βwt+]為D對(duì)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(duì)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(zhuān)家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的主觀評(píng)價(jià)概率值

評(píng)價(jià)組專(zhuān)家根據(jù)參照識(shí)別框架各等級(jí)描述，給出指標(biāo)層中指標(biāo)Aijk評(píng)判為識(shí)別框架元素Hb(b=1～5)的評(píng)價(jià)概率值Pijk,b，該值是將多位專(zhuān)家的評(píng)判結(jié)果按一定規(guī)則的概率運(yùn)算綜合確定的[16]，滿足：

(4)

式(4)一方面表示允許風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)Aijk以不同的置信度評(píng)判為識(shí)別框架中不同的等級(jí)元素；另一方面，對(duì)于置信度少于1的部分表示評(píng)判專(zhuān)家對(duì)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(píng)判規(guī)則更符合深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)量化的“未知性”.

2.2.3確定各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)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(xiǎn)等級(jí)為Hb”，則在一定程度上認(rèn)為“子判據(jù)Aij風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Hb”，記這個(gè)程度為指標(biāo)Aijk對(duì)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(duì)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(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)可信度函數(shù)

在得到指標(biāo)Aijk被評(píng)判為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Hb的評(píng)價(jià)概率值Pijk,b，以及指標(biāo)Aijk對(duì)所屬子判據(jù)Aij的支持度μijk后，可以得到指標(biāo)Aijk評(píng)定為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Hb的可信度函數(shù)mijk,b如下：

(6)

剩下不能進(jìn)一步分配的信度mijk,φ為

(7)

2.3風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)證據(jù)信息的合成

深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)的最終結(jié)果是通過(guò)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(píng)判為Hb的信度，Mij,φ表示剩下未能進(jìn)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(shí)，令mijS,b為前s個(gè)指標(biāo)對(duì)Hb的綜合信度，則證據(jù)合成的遞推公式為

(8)

運(yùn)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(gè)指標(biāo)的區(qū)間信度函數(shù)的集合.對(duì)這三個(gè)指標(biāo)的區(qū)間信度函數(shù)進(jìn)行合成，可以得到深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化區(qū)間值Rb：

(10)

根據(jù)區(qū)間數(shù)可能度概念，對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化值進(jìn)行排序.具體步驟如下[17]：

(1) 確定深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)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(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)間數(shù)Rb進(jìn)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(duì)Rb進(jìn)行排序，最大值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)即為深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí).

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(chǎng)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(lèi)型.基地西側(cè)約250 m 即為長(zhǎng)江，因此本工程場(chǎng)地內(nèi)地下深厚的承壓水含水層與長(zhǎng)江水力聯(lián)系非常緊密.

3.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別確定綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

聘請(qǐng)5位參與此工程的專(zhuān)家組成評(píng)價(jià)小組，根據(jù)第一部分建立的方法，將深基坑施工過(guò)程WBS-RBS組合矩陣交由專(zhuān)家組評(píng)判，識(shí)別此深基坑工程施工過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，結(jié)果見(jiàn)表4.

表4武漢市某深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)A技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)A1管理風(fēng)險(xiǎn)A2其他風(fēng)險(xiǎn)A3設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)A11地連墻的勘查偏差A(yù)111、地連墻的設(shè)計(jì)偏差A(yù)112工藝風(fēng)險(xiǎn)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(chǎng)管理A21現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備中的人員管理A211、技術(shù)準(zhǔn)備中的機(jī)械管理A212、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備中的信息管理A213控制風(fēng)險(xiǎn)A22制作吊放鋼筋籠進(jìn)度控制A221、地連墻進(jìn)度控制A222、內(nèi)支撐進(jìn)度控制A223、土方開(kāi)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(kāi)挖范圍控制A229、基底加固范圍控制A220基坑保護(hù)A31內(nèi)支撐支護(hù)保護(hù)A311、基底加固支護(hù)保護(hù)A312、基底加固坑底保護(hù)A313安全風(fēng)險(xiǎn)A32內(nèi)支撐安全施工計(jì)劃A321、土方開(kāi)挖安全監(jiān)控A322、基坑監(jiān)測(cè)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(cè)量安全監(jiān)控A327、降排水安全監(jiān)控A328應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)A33土方開(kāi)挖應(yīng)急方案A331、降排水應(yīng)急方案A332、土方開(kāi)挖應(yīng)急處理A333、基坑監(jiān)測(cè)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(qǐng)專(zhuān)家小組根據(jù)表4對(duì)各判據(jù)、子判據(jù)及指標(biāo)進(jìn)行重要性程度打分，利用第1.2節(jié)建立的方法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，結(jié)果與表4指標(biāo)對(duì)應(yīng).指標(biāo)權(quán)重分配見(jiàn)表5.

表5　指標(biāo)權(quán)重分配

3.3確定支持度

經(jīng)專(zhuān)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(jì)算

各專(zhuān)家根據(jù)已掌握的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，參照第2.1節(jié)對(duì)識(shí)別框架中各元素的等級(jí)描述，給出每個(gè)指標(biāo)評(píng)判為識(shí)別框架中Hb(b=1～5)的概率，運(yùn)用文獻(xiàn)[16]中的專(zhuān)家意見(jiàn)合成方法將5位專(zhuān)家的評(píng)價(jià)概率進(jìn)行合成，得到如表7所示結(jié)果.進(jìn)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(zhuān)家評(píng)價(jià)概率值

將表8的可信度按式(8)進(jìn)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(duì)表10中三個(gè)指標(biāo)的可信度進(jìn)行合成，得到深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)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(gè)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?yàn)镽3>R2>R4>R1>R5，該深基坑工程施工過(guò)程綜合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為三級(jí).

3.6綜合評(píng)價(jià)分析

從合成結(jié)果來(lái)看，該深基坑工程施工過(guò)程綜合風(fēng)險(xiǎn)水平為三級(jí)，說(shuō)明整體風(fēng)險(xiǎn)可接受，應(yīng)做好防范、監(jiān)控措施.分析表8—10，各層風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)水平主要處于二級(jí)或三級(jí)，同時(shí)也有較多指標(biāo)存在一定的四級(jí)或五級(jí)風(fēng)險(xiǎn)信度區(qū)間，說(shuō)明雖整體風(fēng)險(xiǎn)水平可接受，但依然有潛在的較高風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)于這些風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)控制水平較好，管理風(fēng)險(xiǎn)則應(yīng)該加強(qiáng)，尤其應(yīng)注意安全風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn).

對(duì)結(jié)果進(jìn)行具體分析可知，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的四級(jí)風(fēng)險(xiǎn)是由設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和地連墻施工工藝的合理性引起的；管理風(fēng)險(xiǎn)的四級(jí)風(fēng)險(xiǎn)是由現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備中的人員管理、內(nèi)支撐進(jìn)度控制、土方開(kāi)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(jí)風(fēng)險(xiǎn)是由地連墻質(zhì)量控制引起的；其他風(fēng)險(xiǎn)的四級(jí)風(fēng)險(xiǎn)是由內(nèi)支撐保護(hù)、基坑監(jiān)測(cè)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(xiǎn)引起的，而五級(jí)風(fēng)險(xiǎn)是由內(nèi)支撐保護(hù)、地連墻應(yīng)急處理、內(nèi)支撐應(yīng)急處理帶來(lái)的.因此，要加強(qiáng)對(duì)可能引起四級(jí)、五級(jí)這些高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)因素的具體分析和控制，采取切實(shí)可行的有效措施.

4結(jié)語(yǔ)

正確地識(shí)別和評(píng)估深基坑工程施工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)將有助于整個(gè)工程計(jì)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理，降低或消除深基坑工程施工環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率和損失，保障工程的順利進(jìn)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(guò)程風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系.針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中的模糊性和不確定性，采用區(qū)間數(shù)理論確定評(píng)價(jià)體系各指標(biāo)的權(quán)重值，利用證據(jù)理論方法構(gòu)建識(shí)別框架、確定可信度函數(shù)并進(jìn)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(píng)價(jià)方法，得到了較為清晰客觀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果.以區(qū)間形式表達(dá)指標(biāo)權(quán)重，并通過(guò)證據(jù)理論方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，使風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)置信區(qū)間一目了然.在逐層合成推進(jìn)的過(guò)程中，不僅得到深基坑工程整體的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)水平，還使得在分析風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)利害程度時(shí)能夠追根溯源，對(duì)癥下藥，為深基坑工程施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管理提供了有力依據(jù)和保障，說(shuō)明了本文方法的可行性與實(shí)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

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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(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473

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

基金項(xiàng)目：武漢市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)科技計(jì)劃項(xiàng)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?yàn)轫?xiàng)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