摘要：在災害條件下隧道會呈現(xiàn)不同程度的損壞，導致交通線路堵塞影響交通，而且對災后搶險工作帶來不便。文章以災損隧道為對象，分析不同災損隧道的破壞形態(tài)，從隧道洞口部位及洞身部位綜合考慮，針對各類指標提出定性和定量分級標準，構建災損隧道通行能力判別指標體系，基于層次分析法（AHP）和模糊數(shù)學理論計算災損隧道指標權重和分級結果，為災損隧道提供可靠的通行能力評價方法。

關鍵詞：災損隧道；隧道通行能力；模糊綜合評價；層次分析法

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0 引言

災害作用下通常會導致隧道不同程度和類型的損壞。這種隧道洞身的破壞嚴重影響隧道的通暢性，且后期搶修加固需要消耗大量時間，給隧道的搶修工作以及震后災區(qū)的搶險工作造成很大程度的影響。因此，災后隧道的通行能力評估至關重要。

目前國內并沒有形成一套完整的災損隧道指標分級標準及災損分級標準?，F(xiàn)有的分級標準都處于定性的階段［1-3］，并不能反映隧道災損的真實狀態(tài)。黃皓、宋兵輝等［4-5］在評判南方公路隧道時，均提出了評價等級劃分，并選取若干個評判一級指標，確定了判別指標的權重值，采取模糊數(shù)學理論進行評判分級。王華牢等［6］在新型模糊算子的公路隧道健康狀態(tài)評價方法研究中，提出了隧道病害等級劃分的四級標準，建立三級評判指標體系，利用乘積標度法和模糊綜合評價的方法進行評判。

本文以災損隧道為對象，分析不同災損隧道的破壞形態(tài)，從隧道洞口部位及洞身部位綜合考慮，針對各類指標提出定性和定量分級標準，構建災損隧道通行能力判別指標體系，基于層次分析法（AHP）和模糊數(shù)學理論計算災損隧道指標權重和分級結果。

1 災損隧道通行能力評價體系

1.1 災損分級劃分

目前國內外對隧道受損情況判定分級從三級到十級不等［7-8］，其中十級標準過于密集，各層級之間會存在模糊區(qū)域，且層級之間界限難以確定；三級標準又過于稀疏，各層級之間跨度范圍過大，且包含因素太多，其結果往往也存在偏差。四級和五級的分級標準相較于其他兩種較為合理，且在實際操作中存在一定應用基礎。

鑒于上述等級劃分情況不同，在分析國內外大量隧道受損等級分級的基礎上［9-10］，從隧道結構、運營安全和隧道健康狀態(tài)等角度，提出災損隧道受損判別五級標準，見表1。

1.2 評判指標確定

因此通過調查閱讀大量文獻及規(guī)范，本文的災損隧道判別指標體系分別從隧道的洞口和洞身兩方面進行全面綜合考慮，其主要指標包括十個方面詳細指標分析，見下頁表2。

1.3 指標權重計算

基于解釋結構模型的分析結果，利用層次分析法構建災損隧道通行能力判別指標體系的判斷矩陣，計算各指標的最大特征值和特征向量，并判斷各指標的一致性，見下頁圖1。求得災損隧道通行能力判別體系中各指標權重，見下頁表3。

1.4 評價指標量化

1.4.1 定量指標量化

指標量化指的是利用具體可以表達的數(shù)據(jù)來體現(xiàn)指標，以一定范圍內的線性變換數(shù)據(jù)來反映問題的本質。指標量化過程可以通過采用隸屬函數(shù)的方式來確定其具體的隸屬度，梯形型分布式函數(shù)在實際操作中被廣泛應用，本文后續(xù)定量指標量化過程均采取梯形型分布式函數(shù)。梯形隸屬函數(shù)一般形式見下頁圖2。

1.4.2 定性指標量化

定性指標往往難以通過計算和測量的手段得到具體的數(shù)值，它通常包含了人的主觀意志在內。因此，為了減少由于主觀因素導致的誤差，在進行定性指標量化時，首先進行模糊評價，再進行量化。

2 災損隧道通行能力案例分析

2.1 工程概況

2020-06-14，某高速公路隧道左線內，兩貨車相撞，導致燃油泄漏并引發(fā)長達1.3 h火災，影響范圍為430 m。隧道損傷資料見表4；災損隧道通行能力判別體系模糊矩陣見表5。

2.2 評價過程

2.2.1 判別計算流程

基于解釋結構模型與層次分析法計算得到災損隧道通行能力判別體系中各指標權重，結合模糊數(shù)學理論選取隸屬度函數(shù)，確定災損指標的隸屬度。災損隧道通行能力判別分級流程見圖3。

由于災損隧道通行能力判別體系中一些指標難以定量化，經綜合考慮，在本次評價中，選取五個等級作為評價集：3A、2A、1A、B、S。選取8位專家（由業(yè)內人員、施工管理人員、設計人員組成）按照表6評價等級評分標準表的標準對評價指標中每個因素進行打分評價。假設8位專家權重相等，得出各因素的取值。見表6。

2.3 評價結果

通過災損隧道指標權重與模糊數(shù)學理論隸屬度函數(shù)結合運算，在火災不利因素作用下對隧道的影響評價等級以第Ⅲ級為主，隸屬度為0.089，受損程度為中度損傷。

李鵬等［10］在不同燃燒物及防護下隧道火災特征調查與分析中，分析了不同燃燒物對隧道的影響，火災后工程結構鑒定標準將其損傷程度分為五個等級（Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲ、Ⅳ）。依據(jù)上述標準，火災隧道的受損程度劃分為Ⅱb，而本文與李鵬的分析結果一致，進一步驗證了災損隧道通行能力判別體系中指標選取、等級劃分標準、權重計算和分級計算方法的合理性及適用性。

依據(jù)災損隧道襯砌強度劣化指標分級標準，結合災損隧道指標體系，Ⅲ級中度損傷隧道襯砌強度降低15%～35%，推薦采用注漿加固進行恢復。

3 結語

本文構建了災損隧道通行能力判別體系的分級標準，并展開說明，得到如下結論：

（1）在分析國內外大量隧道受損等級分級的基礎上，提出災損隧道受損判別五級標準，并從隧道的洞口和洞身兩方面綜合考慮建立了災損隧道評判指標體系。

（2）利用隸屬度函數(shù)，對指標進行量化，依據(jù)層次分析法（AHP）對指標權重賦值。

（3）以實際工程作為研究對象，依據(jù)上述指標的量化結果，構建災損隧道評價指標模糊矩陣，與層次分析法（AHP）計算結果相結合，得到災損隧道最終分級。望本文研究可為災損隧道提供參考。

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