楊波　黎永健

摘要：文章以某公路爆破施工工程為例，分析了該工程周邊環(huán)境、地質(zhì)巖性、爆破方案，提出了利用層次分析法與可拓學(xué)相結(jié)合的方法，綜合地對(duì)該公路爆破施工工程進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明該方法為爆破施工的安全進(jìn)行提供了科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)，提高了安全防護(hù)的有效性。

關(guān)鍵詞：層次分析法;可拓學(xué);安全性等級(jí);公路爆破

中國分類號(hào)：U416.1+13文章標(biāo)識(shí)碼：A100384

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的深入，在建設(shè)過程中經(jīng)常性地會(huì)采用爆破施工的方法進(jìn)行施工。爆破施工在保障施工進(jìn)度、成本控制等方面有著巨大優(yōu)勢(shì)，但是爆破施工因其特殊性也附帶了許多的危害，如爆破振動(dòng)、爆破飛石、爆炸沖擊波、有毒氣體等，因此在進(jìn)行爆破施工時(shí)也需要采取嚴(yán)格的防護(hù)措施保證施工安全。為了使得防護(hù)措施更有針對(duì)性，在節(jié)約成本的同時(shí)提高保護(hù)效果，并促進(jìn)施工單位的技術(shù)水平和安全意識(shí)水平的整體提升，在爆破施工前，提前進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)和對(duì)策研究對(duì)爆破施工工作有著重要指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。通過對(duì)公路爆破的特點(diǎn)及規(guī)律的總結(jié)研究，能夠?yàn)橥愋偷谋剖┕ぷ鳂I(yè)提供參考依據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國基礎(chǔ)建設(shè)工程的推進(jìn)也有著積極的意義。

公路工程建設(shè)中的露天爆破往往會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的特殊性而產(chǎn)生新的問題，因此公路露天爆破的安全性評(píng)價(jià)和對(duì)策研究一直以來都是爆破施工的重要研究方向。雖然安全評(píng)價(jià)的方法有很多種，但是過去較為普遍的研究方法都是提前選定能夠影響露天爆破安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)，再利用量化評(píng)價(jià)的方法構(gòu)造出該次評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)體系。事實(shí)上露天爆破安全性的影響因素是多種多樣且相互作用的，它們當(dāng)中有些是能定量的指標(biāo)而有些是只能定性的指標(biāo)，同時(shí)它們之間有相互加強(qiáng)也有相互削弱的情況出現(xiàn)，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況需要進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)的有害因素并不相同，即影響因素具有不確定性和復(fù)雜性等特性，這就要求對(duì)爆破進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)時(shí)需要采用動(dòng)態(tài)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。過去，相關(guān)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，采用的方法有層次分析法（AHP）[1]、未確知測(cè)度模型[2]、事故樹分析法[3]、模糊數(shù)學(xué)法[4-5]等。雖然所采用的方法并不相同，但所采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)都是靜態(tài)的，與爆破現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化并不完全相符，存在著一定的誤差和局限性，有待更進(jìn)一步地完善。為了能夠更好地處理評(píng)價(jià)指標(biāo)中存在的不相容甚至矛盾的情況以及不同類型指標(biāo)（定性與定量）的問題，本文采用我國學(xué)者蔡文[6]、楊春燕等人創(chuàng)立的可拓學(xué)對(duì)此類問題進(jìn)行研究分析。

1 公路爆破評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

本文將層次分析法與可拓學(xué)相結(jié)合用于公路路基爆破的安全性評(píng)價(jià)當(dāng)中，以工程地質(zhì)條件、周邊環(huán)境因素、施工過程這三個(gè)類型的因素三位一體地考慮其對(duì)爆破施工安全性的影響，并結(jié)合《爆破安全評(píng)估規(guī)范》（T/CSEB0009-2019）選出評(píng)價(jià)指標(biāo)（見表1），建立一個(gè)較為全面的綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)爆破施工的安全性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。以融水至河池高速公路二分部工程為例，項(xiàng)目跨越1縣3鎮(zhèn)和數(shù)個(gè)村屯，沿線地方關(guān)系和情況錯(cuò)綜復(fù)雜，主線全長(zhǎng)28 km。為保證項(xiàng)目安全高效有序推進(jìn)，項(xiàng)目部邀請(qǐng)專家對(duì)工程地質(zhì)條件、周邊環(huán)境因素、施工階段這三類因素進(jìn)行了安全評(píng)估。

1.1 評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

專家根據(jù)地勘資料及土工實(shí)驗(yàn)對(duì)巖體特性采用十分制進(jìn)行定量打分，根據(jù)各自經(jīng)驗(yàn)對(duì)周邊環(huán)境因素以及施工階段進(jìn)行定性打分，打分結(jié)果如表2所示。

根據(jù)專家多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)將安全性等級(jí)分為1、2、3、4、5五個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)安全性高、較高、一般、較差以及不安全。則對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

1.3 層次分析法確定權(quán)重

層次分析法通過將多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行定性和定量的描述，實(shí)現(xiàn)較為科學(xué)合理的優(yōu)選方法，通過建立指標(biāo)結(jié)構(gòu)模型和構(gòu)造，判斷矩陣進(jìn)行排序和一次性檢驗(yàn)得出的最終比選結(jié)果[7]。

按照制定的指標(biāo)模型，將指標(biāo)層中的指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，比較標(biāo)度選擇常用的1～9標(biāo)度法，則比較標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

通過以上步驟構(gòu)建判斷矩陣B，求解其特征向量W與其最大特征根λ。

層次分析法中將一致性指標(biāo)定義為CI=[SX（][WTBX]λ-n[]n-1[SX）]，其中n代表判斷矩陣階數(shù)，CI=0時(shí)具有完全一致性，CI的取值越小則說明其效果越好，反之則越差。當(dāng)CI的取值符合要求時(shí)，便能夠確定各層次中評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)向量從而得出指標(biāo)權(quán)重W。

針對(duì)本工程進(jìn)行層次分析法分析后，得出指標(biāo)C1-C9對(duì)應(yīng)的權(quán)重為：[0.017 7，0.032 3，0.017 7，0.258 4，0.118 8，0.059 1，0.118 8，0.258 4，0.118 8]。

2 可拓學(xué)模型的建立與運(yùn)用

可拓學(xué)是建立在基元理論和可拓論的基礎(chǔ)上的，其基本單位為物元。將事物N作為對(duì)象，C作為其特征，同時(shí)規(guī)定N關(guān)于C的量值為V，則可用R={N，C，V}為基本元對(duì)事物進(jìn)行描述，N、C、V即是構(gòu)成物元M的三要素。

2.1 構(gòu)造物元

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)層次分析法所得出的指標(biāo)權(quán)重向量W=[0.017 7，0.032 3，0.017 7，0.258 4，0.118 8，0.059 1，0.118 8，0.258 4，0.118 8]，利用式（8）可計(jì)算出待評(píng)物元的單因素關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表6，為更好地得出公路爆破安全性評(píng)價(jià)結(jié)果，利用式（9）求得綜合關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表7。

只從單因素關(guān)聯(lián)度來分析，當(dāng)以不同因素作為考慮對(duì)象時(shí)，其安全性是完全不同的，例如以爆破方案作為考慮對(duì)象那么其屬于安全性較高的等級(jí)，不難看出單因素關(guān)聯(lián)度因只考慮了單個(gè)指標(biāo)的影響而不能全面反映出整個(gè)項(xiàng)目的安全性問題，而通過綜合評(píng)價(jià)就能更科學(xué)直觀地評(píng)定本次爆破工程項(xiàng)目的安全性，這也符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

4 結(jié)語

（1）將層次分析法與可拓理論相結(jié)合，在作公路爆破安全評(píng)價(jià)時(shí)是科學(xué)有用的，且能夠避免單用層次分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)導(dǎo)致結(jié)果過于主觀的缺陷。

（2）根據(jù)本次進(jìn)行的安全性評(píng)價(jià)結(jié)果，本次公路爆破工程的安全性為第5級(jí)（差），即本次爆破工程的風(fēng)險(xiǎn)性較高。

（3）本次對(duì)爆破施工作業(yè)安全性影響的主要因素是周邊環(huán)境過于復(fù)雜，因此建議在環(huán)境情況嚴(yán)峻的地方，能不采用爆破施工的就不采用爆破施工，對(duì)于特殊情況一定要爆破施工的，在施工作業(yè)過程中必須進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管、全程監(jiān)控、實(shí)時(shí)反饋，嚴(yán)格把控爆破施工設(shè)計(jì)，嚴(yán)格要求施工作業(yè)人員，爆區(qū)覆蓋炮被的同時(shí)壓上沙石袋，確保施工過程的規(guī)范合理，嚴(yán)格防護(hù)，以保證施工安全順利進(jìn)行。

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