李 繼 超

(山東農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，山東 泰安 271017)

1 概述

近年來，海底隧道施工事故頻發(fā)，日本青函海底隧道施工中先后發(fā)生4次涌水[1]，英法海底隧道發(fā)生火災事故[2],我國的港珠澳大橋項目截止到2017年9月造成9起人員傷亡事故。這些安全事故的發(fā)生引起了國內(nèi)外學者的高度重視，利用專家調(diào)查法、層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)、模糊數(shù)學法、蒙特卡羅(Monte Carlo,MC)模擬等方法，進行了大量的研究并且取得了不錯的成果。但是，方法相對單一，受主觀因素影響較大。本文在前人研究基礎上，建立了海底隧道施工風險的AHP-CIM評估模型(層次分析法與控制區(qū)間和記憶評估模型)，并提出相應的控制措施。AHP具有系統(tǒng)、簡潔實用性，對事物進行定性分析，但主觀因素存在不易令人信服，CIM側(cè)重處理定量問題，對事物評價比較科學，但不適用于處理定性指標問題，將AHP-CIM相結(jié)合既可以克服CIM在獨自運用時不能很好處理定性指標的問題，又能彌補AHP模型受主觀因素影響的缺陷，實現(xiàn)定性定量相結(jié)合。

2 AHP-CIM風險評估模型

本文首先利用層次分析法(AHP)[3]對海底隧道施工技術風險進行識別，根據(jù)識別出的風險因素進行專家打分，然后計算準則層各因素權(quán)重并檢驗一致性。具體有：

1)建立海底隧道施工風險層次結(jié)構(gòu)模型；

2)構(gòu)造比較判斷矩陣；

3)計算層次單排序與總排序并進行一致性檢驗[4，5]。在此基礎上，利用模糊評價確定指標層風險因素概率，建立控制區(qū)間和記憶評估模型(CIM)[6]，由指標層向目標層依次進行疊加計算總的施工風險等級。在海底隧道施工風險中，各級風險因素的出現(xiàn)具有隨機性，將其同級風險因素簡化為并聯(lián)關系，因此適用于CIM模型的并聯(lián)響應模型。其組合影響概率公式如下所示:

P(Xa=xa)=

式中：Xa——表風險因素；

xa——被劃分的區(qū)間。

3 AHP和CIM模型在海底隧道工程中的應用

渤海海峽跨海隧道(即煙大海底隧道)北起大連旅順，南至煙臺蓬萊，全長123 km。該隧道將采用“2+1”深埋式“全隧道”方案(即單洞單線隧道+服務隧道+單洞單線隧道)，服務隧道位置略低于兩側(cè)車道。主隧道和服務隧道采用敞開式TBM+鉆爆法進行施工，復合式襯砌。劃分為蓬萊端隧道口—北長山島豎井、北長山島豎井—北城隍島豎井、北城隍島豎井—旅順端隧道口三段。與此同時，采用深埋法解決防水的問題。

3.1 構(gòu)建海底隧道施工風險評估指標體系

通過查找和總結(jié)先前隧道施工風險分析的資料和信息數(shù)據(jù)[5,7,8],根據(jù)AHP的基本原理，建立了海底隧道施工風險的綜合評估指標體系，該體系共分為三層，即目標層、準則層、指標層，見圖1。

3.2 運用AHP確定風險因素的權(quán)重

結(jié)合渤海海峽跨海隧道工程實際情況，將圖1作為渤海海峽跨海隧道施工風險綜合評價體系的風險因素層次圖，按照1～9標度法，請海底隧道專家對各風險因素進行兩兩比較，并給出相應的標度值，運用AHP確定準則層B的權(quán)重，計算結(jié)果如表1所示。

表1 準則層B風險因素矩陣表

經(jīng)檢驗判斷準則層B風險因素CI<0.1，隨機一致性比率CR<0.1，即為通過一致性檢驗。對于B層次以下各C層的子風險因素，認定其權(quán)重是一致的。

在新一輪的教學改革下，老師要更新教學理念，大膽創(chuàng)新課堂設計，營造活躍的課堂氛圍，讓學生在其樂融融的體育課上大膽學習和鍛煉。期間老師以啟發(fā)為主，引導學生之間自主合作練習，如教學跳高技術時，老師講解完技術要領后，做下示范動作，然后讓學生們自主練習，一個同學跳時，其他同學邊看邊評，針對同學們五花八門的跳高姿勢，老師要緊抓機會適時總結(jié)，并以朱建華背越式跳高打破世界記錄的事例激勵學生要擁有大膽探索，勇于創(chuàng)新的體育精神。老師要多為學生創(chuàng)設豐富多彩的課堂教學內(nèi)容，以此調(diào)動學生的運動積極性和主觀能動性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和拼搏精神。

3.3 運用CIM模型對海底隧道施工風險進行評價

本文結(jié)合模糊評價確定最后一層風險因素的概率分布，因此CIM模型在海底隧道施工風險評價中有：

1)建立因素集(采用圖1)。

2)建立評價集。它是指評價者對風險因素可能做出的各種評價結(jié)果組成的一種集合，評價結(jié)果采用五級方式[9]，分別是風險大、風險比較大、風險適中、風險比較小、風險小，評價集用V表示，即V={風險大，風險比較大，風險適中，風險比較小，風險小}。

3)確定指標層C風險因素概率分布。通過對海底隧道施工相關專家的調(diào)查(12人)，請專家對最后一層風險因素i給出評價j,然后計算最后一層每個風險因素的概率分布Pij[10]，公式如下：

其中，Nj為把風險因素i歸為同一風險檔次j的專家人數(shù);N為專家的總數(shù)。

4)根據(jù)指標層C運用CIM的并聯(lián)響應模型，計算準則層B和海底隧道施工總風險的概率分布，見表2，表3。

表2 準則層B風險因素概率分布表

表3 海底隧道施工風險總的概率分布

由表3可知，該海底隧道施工總風險等級比較大，其概率為 37.3%。

通過AHP-CIM結(jié)合對渤海海峽跨海隧道工程的施工風險評價，得出結(jié)論：自然因素、管理因素風險等級為適中的可能性大；工程地質(zhì)因素、勘察設計因素、施工技術因素風險等級比較大，尤其是施工技術風險因素，其次是工程地質(zhì)風險因素；工程施工總的風險等級比較大。

4 海底隧道施工風險控制

由于渤海海峽跨海隧道施工技術因素、工程地質(zhì)因素風險比較大，對此提出以下措施進行風險控制：在施工前應準確探測工程地質(zhì)條件,制定全面并且可靠的施工、消防措施以及緊急情況下的逃生訓練等；加強地下水處理和防排水工作，制定“以排為主”，“截”“堵”“排”相結(jié)合的綜合措施[11]，并建立動態(tài)的突涌水監(jiān)測系統(tǒng)；根據(jù)不同地質(zhì)分段制訂地質(zhì)超前預報和現(xiàn)場監(jiān)控量測計劃，采用綜合的地質(zhì)超前預報方案[12]，提高預報精度；控制超欠挖程度，組織專業(yè)技能人才提高鉆孔技術水平，加強施工管理；加強支護措施，把握好支護時機。

5 結(jié)語

本文建立了AHP-CIM模型，并利用該模型對渤海海峽跨海隧道項目的風險進行了研究，識別出5種風險因素和16個子風險，得出隧道施工總風險等級比較大，針對施工技術、工程地質(zhì)風險提出了控制措施。該模型建立過程較為合理完整，有一定的可信性，可為今后的類似風險評估項目提供參考。

參考文獻：

[1] 李 兵,張頂立,方 倩,等.海底隧道建設全過程核心安全風險分析[J].北京工業(yè)大學學報,2010,36(4):463-465.

[2] 戴國平.英法海峽隧道火災事故剖析及其啟示[J].鐵道建筑,2001(3):6-9.

[3] Morteza Pakdin Amiri.Project Selection for Ooil-fields Development by Using the AHP and Fuzzy TOPSIS Methods[J]. Expert System with Applications,2010(1):1-7.

[4] 熊靜霆.基于層次分析—灰色理論的隧道施工風險評價[D].南寧：廣西大學，2014:26-29.

[5] 洪選華.膠州灣海底隧道典型施工風險評估與研究[D].上海：同濟大學，2008:31-32,44-48.

[6] 謝亞偉,金德民.工程項目風險管理與保險[M].北京：清華大學出版社，2009:57-61.

[7] 馬安震.長大隧道施工安全風險評估[D].成都:西南交通大學，2016:32-39.

[8] 李 偉.層次可拓模型在隧道施工風險評估中的應用研究[D].長沙:中南林業(yè)科技大學,2015:22-36.

[9] 于詠妍.基于模糊層次分析法的隧道坍塌風險評估[J].交通科技,2016(5):111-112.

[10] 李小浩,宋永發(fā).CIM模型在地鐵施工安全風險評估中的應用[J].工程管理學報,2010,24(5):513-516.

[11] 楊永強.長大隧道施工安全風險評估與控制技術[D].西安:長安大學,2015:38-49.

[12] 潘國棟,周書明,段悟哲.青島膠州灣隧道海域段注漿施工風險分析與控制措施研究[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版),2010,23(4):53-56.