劉逵

摘要：針對(duì)當(dāng)前隧道施工安全影響因素復(fù)雜多變、作業(yè)環(huán)境惡劣的特點(diǎn)，文章以新建南寧至崇左鐵路項(xiàng)目NCZQ2標(biāo)段隧道為例，依據(jù)安全評(píng)價(jià)原則及流程，通過實(shí)地危險(xiǎn)源調(diào)查，運(yùn)用層次分析法建立了鐵路隧道盾構(gòu)施工安全評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)，選取施工人員等8個(gè)第一層因素，施工經(jīng)驗(yàn)等37個(gè)第二層因素，引入模糊數(shù)學(xué)基本原理及計(jì)算方法，構(gòu)建了鐵路隧道施工安全模糊評(píng)價(jià)模型，并合理地確定了影響該隧道施工的各因素指標(biāo)的權(quán)重，通過編程計(jì)算并依據(jù)隸屬度最大原則實(shí)現(xiàn)了對(duì)該隧道施工的安全評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，該隧道處于較安全水平，該評(píng)價(jià)結(jié)論與實(shí)際情況相符。通過對(duì)影響因素的研判，為項(xiàng)目的施工及安全控制、管理提供了有力的技術(shù)支撐和可靠性建議。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道;層次分析法;模糊評(píng)價(jià);盾構(gòu);安全評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：U459.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.046

文章編號(hào)：1673—4874（2020）11-0165-05

0引言

隨著我國(guó)交通建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，隧道建設(shè)越來越多，在隧道施工技術(shù)管理過程中存在的安全問題越來越突出，事故發(fā)生頻率居高不下。盾構(gòu)施工在環(huán)境擾動(dòng)程度、施工機(jī)械化以及工期方面具有優(yōu)點(diǎn)，從而成為隧道施工的主要方式。然而現(xiàn)有研究多為對(duì)隧道盾構(gòu)施工某一特定風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，少有對(duì)施工安全的實(shí)證研究。為了對(duì)隧道盾構(gòu)施工安全狀況進(jìn)行有效控制，彌補(bǔ)應(yīng)用研究發(fā)展緩慢的不足，需要建立相應(yīng)的安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過評(píng)價(jià)使管理者及時(shí)系統(tǒng)地掌握隧道盾構(gòu)施工安全狀況，研判危險(xiǎn)因素，從而為及時(shí)改進(jìn)施工方法和安全措施，做好安全施工監(jiān)督管理及決策提供有效的技術(shù)支撐。

隧道施工是一個(gè)系統(tǒng)工程，影響施工安全的環(huán)境因素復(fù)雜多變。施工作業(yè)環(huán)境惡劣，在管理方面需要多個(gè)部門相互協(xié)調(diào)，涉及人員、機(jī)械、材料、工法、制度、臨時(shí)設(shè)施等，各因素具有不確定性和模糊性?？紤]模糊數(shù)學(xué)在應(yīng)對(duì)安全評(píng)價(jià)這一復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的、信息不確定性系統(tǒng)工程中具有的相對(duì)優(yōu)越性，依據(jù)安全評(píng)價(jià)原則及流程，通過實(shí)地危險(xiǎn)源調(diào)查，運(yùn)用安全工程學(xué)基本原理，嘗試構(gòu)建基于層次分析法的隧道盾構(gòu)施工安全模糊評(píng)價(jià)模型，并完成對(duì)新建南寧至崇左鐵路項(xiàng)目NCZQ2標(biāo)段隧道施工的安全評(píng)價(jià)。

1工程概況

新建南寧至崇左鐵路項(xiàng)目NCZQ2標(biāo)段，起訖里程為DK4+120～DK9+845，隧道全長(zhǎng)5725m，最大埋深約48m。其中U型槽222m，明挖隧道1583m、盾構(gòu)隧道3920m。設(shè)計(jì)為單洞雙線隧道，留村隧道位于南寧市區(qū)，隧道起始于樞紐南化站北側(cè)，下穿在建亭洪路延長(zhǎng)線、壯錦大道、地鐵5號(hào)線亭洪西路站（在建）、云桂高鐵以及與鐵路貨場(chǎng)走行線平行條件，現(xiàn)場(chǎng)溫度，施工照明，空氣質(zhì)量，地下水，噪音與振動(dòng)）

2.4建立評(píng)價(jià)模型權(quán)重集

運(yùn)用AHP法并根據(jù)指標(biāo)的重要程度，運(yùn)用saaty標(biāo)度法，建立判斷關(guān)系矩陣，運(yùn)用計(jì)算程序進(jìn)行歸一化權(quán)處理，得到模糊權(quán)向量，并對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)CR<0.1時(shí)，表明所建立判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)要求。第一層因素判斷矩陣及歸一化權(quán)向量計(jì)算如表1所示。

3模糊綜合評(píng)價(jià)

3.1二層因素指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣

模糊綜合評(píng)價(jià)一般采用統(tǒng)計(jì)法、二元對(duì)比排序法、專家打分法、專家投票法等。本文運(yùn)用專家投票法，根據(jù)評(píng)價(jià)模型和現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)查情況，對(duì)37個(gè)第二層因素進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，并進(jìn)行歸一處理，從而構(gòu)成第二層指標(biāo)的評(píng)價(jià)矩陣Ri分別為：

最終計(jì)算結(jié)果顯示，0.332為最大值，依據(jù)最大隸屬度原則進(jìn)行優(yōu)選決策，對(duì)照評(píng)價(jià)集，該隧道處于“較安全”水平，與施工現(xiàn)場(chǎng)安全檢查情況吻合，表明評(píng)價(jià)模型可靠、實(shí)用。

4結(jié)語

本文以新建南寧至崇左鐵路項(xiàng)目NCZQ2標(biāo)段隧道為例進(jìn)行施工安全評(píng)價(jià)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及專家意見，基于層次分析法將隧道評(píng)價(jià)體系分為8個(gè)第一層因素和37個(gè)第二層因素，結(jié)合系統(tǒng)安全工程學(xué)原理構(gòu)建了評(píng)價(jià)模型，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)工具，完成了對(duì)該隧道的安全評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：

（1）隧道盾構(gòu)施工安全評(píng)價(jià)涉及多方面，從施工人員、機(jī)械設(shè)備、施工環(huán)境、明挖施工、盾構(gòu)施工、出渣及運(yùn)輸、施工用電、安全管理等多方面構(gòu)建評(píng)價(jià)體系是合適的。

（2）通過對(duì)管理體系及施工組織的研究，挖掘本項(xiàng)目在管理和施工方案上的層次性，特別是將明挖施工和盾構(gòu)施工分別作為兩個(gè)子系統(tǒng)，突出了盾構(gòu)隧道的特點(diǎn)，也充分包含了項(xiàng)目的特點(diǎn)。通過建立判斷矩陣和一致性檢驗(yàn)，確保了權(quán)重賦值的有效性和科學(xué)性。在進(jìn)行第二層因素評(píng)價(jià)矩陣運(yùn)算時(shí)，采用專家投票法，并對(duì)其進(jìn)行歸一化處理，符合工程建設(shè)實(shí)際需要。

（3）通過將第一層因素對(duì)應(yīng)權(quán)重與其各第二層因素權(quán)重相乘，得到第二層因素綜合權(quán)重排序，即影響本項(xiàng)目的主要因素分別為：線路狀況、井體框架結(jié)構(gòu)、開挖、施工經(jīng)驗(yàn)、環(huán)梁、指揮調(diào)度、圍巖地質(zhì)條件等。其中人的作用占主導(dǎo)。

（4）通過對(duì)隧道施工的模糊評(píng)價(jià)結(jié)果的分析和對(duì)危險(xiǎn)因素的研判，建議該隧道施工應(yīng)保證地下工程線路的暢通，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，并指派施工經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)行施工管理。該評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用，可為盾構(gòu)施工安全評(píng)價(jià)提供借鑒。