王學

摘 要：本文通過基于系統(tǒng)工程的跨越上海地鐵9號線全套管鉆孔樁施工方案優(yōu)化的研究，提出了施工方案優(yōu)化必選以及加強過程監(jiān)控的建議，該建議不僅快速、安全、優(yōu)質的完成了施工任務，而且最大程度的節(jié)約了施工成本，優(yōu)化后的效果顯著，更為今后在類似的工程施工中的應用積累了豐富的施工經驗。通過工程實例分析表明，應運系統(tǒng)工程進行施工方案比選優(yōu)化能使以往的定性分析變?yōu)槎糠治?，分析結果直觀一目了然。依據結果進行指導方案優(yōu)化，使得決策更加合理，取得更大的綜合效益。

關鍵詞：全套管施工；解釋結構模型；層次分析法

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0369-01

1 工程概況

新建滬杭鐵路客運專線工程采用全線無砟軌道設計，其中DK5+250～DK5+450為上跨地鐵9#線的路基段，采用樁板梁結構。滬杭鐵路客運專線上跨地鐵9號線三個盾構，正交，其中3個盾構的截面形式為圓形，結構直徑為6.20m，相鄰盾構外側間距為3.80m。兩側盾構的頂標高為-4.98m，底標高為-11.18m；中間盾構的頂標高為-4.20m，底標高為-10.40m；既有原地面標高平均為4.00m。

2 改進的動機和原因

通過分析，采用原設計技術方案從進度、成本安全幾個方面進行分析存在以下不足：①由于滬杭鐵路客運專線工程工期緊迫，將近兩個月的施工周期不能滿足工期要求；②鋼套管和進口刀頭施工后不能拔出，均為一次性投入，材料成本一次性攤銷大；③鋼套管體積較大，擠壓土體嚴重，對地鐵盾構的影響較大，安全風險大[1]。

通過以上分析，采用系統(tǒng)論的方法將是處理好該項目的有效途徑，我們決定對設計施工技術方案進行重新論證并優(yōu)化。

3 系統(tǒng)解決方案

3.1 設計理念、目標的形成（解釋結構模型法）

影響上跨地鐵9號線全套管鉆孔樁施工的因素很多，從施工進度、成本、質量、安全幾個方面進行分析主要的因素有：施工進度S1；已運營的地鐵9號線隧道安全S2；鉆孔樁鋼套長度S3；鋼套筒及合金刀頭材質S4；施工成本S5；施工質量S6；工程試驗樁效果S7；監(jiān)控量測S8。

這些影響因素通過設計院、業(yè)主、施工單位三個項目干系方的多次溝通、討論，確定了它們之間的關系，形成鄰接矩陣。

經計算可得可達矩陣（X+I）4=（X+I）5，（X+I）4就是反映總體結構關系的可達矩陣R.根據可達矩陣，進行結構等級劃分，最后得到系統(tǒng)結構的排列順序{S2、S8、S1、S3、S4、S5、S6、S7}

結論：隧道安全和監(jiān)控量測是影響方案優(yōu)化的關鍵要數。因此隧道安全和監(jiān)控量測是我們方案優(yōu)化的著重考量點，是其他因素的前提和保障。

3.2 方案評價系統(tǒng)的建立（層次分析法）

在跨越地鐵9號線鋼套管鉆孔施工方案優(yōu)化的過程中，通過對試樁效果為研究樣本，進行優(yōu)化方案層次分析模型的建構與形式檢驗：

3.2.1 建立AHP模型：AHP模型分為三個層次

（1）目標層?？缭降罔F9號線鋼套管鉆孔施工方案優(yōu)化。

（2）指標層。借助解釋結構模型，將影響跨越地鐵9號線鋼套管鉆孔施工方案優(yōu)化的因素列表如表1所示。

（3）方案層。即不同的設計方案比較。根據跨越地鐵9號線鋼套管鉆孔施工方案進行的論證，形成了二個的概念方案即優(yōu)化方案和原方案。

3.2.2 構造判斷矩陣

這一步的實現通過對指標層進行兩個因素ai，aj之間進行比較，比較出哪一個因素對設計方案的合理、優(yōu)化影響大，大多少，這是一種將思維判斷數量化的辦法。一般對單一準則，兩個方案進行比較總能判斷出優(yōu)勢，對不同情況的比較給出數量標度，就形成9級與給定的1-9標度[2]。

3.2.3 計算單一因素下各指標的相對權重

（1）經計算歸一化后的矩陣，如表2所示。

（2）將按列一歸化后的元素按行相加計算。

W1=2.5947 W2=0.6703 W3=1.0921 W4=0.3086

W5=0.3086 W6=0.7654 W7=1.4836 W8=0.7766

（3）所得到的行和歸一化，可得各行權：W1=0.324，W2=0.084，W3=0.137，W4=0.039，W5=0.039，W6=0.096，W7=0.185，W8=0.097因此，A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、C1，8個指標對設計方案合理、優(yōu)化重要程度的影響權重分別為0.324，0.084，0.137，0.039，0.039，0.096，0.185，0.097。

4 方案比選

在通過了一致性檢驗的評價標準后，我們利用該評價標準，邀請建設方、設計、施工、監(jiān)理相關人員進行討論，根據8個指標對方案一、二、三進行分別打分（百分制），其結果如表3所示。

根據A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、C1所計算得到的影響權重分別計算各方案的總得分。

方案一：95×0.324+90×0.084+60×0.137+80×0.039+80×0.039+60×0.096+80×0.185+90×0.097=82.09

方案二：90×0.324+90×0.084+90×0.137+70×0.039+70×0.039+90×0.096+80×0.185+80×0.097=85.71

因此，可以得出優(yōu)化后跨越地鐵9號線的鋼套管鉆孔樁施工方案的評價結果是最優(yōu)的，因此優(yōu)化可行。

5 結束語

綜上所述，應用系統(tǒng)方法論進行方案優(yōu)化設計，不僅可以大大加快施工進度，確保工程的安全質量，此外還可以通過方案的優(yōu)化，節(jié)約各個施工工序的成本，提高施工工效，為今后在類似的工程施工中的應用積累了豐富的施工經驗。

參考文獻

[1]郇 盼.全套管鉆進中套管的受力分析與數值模擬[D].北京：中國地質大學（北京），2014.

[2]王平衛(wèi).全套管灌注樁承載性狀及施工工藝的研究[D].長沙：中南大學，2007.

收稿日期：2018-9-10

作者簡介：王 學（1983-），男，江蘇泗陽人，高級工程師，本科，從事施工技術管理工作。