池 傳 樹(shù)

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院道路工程系，福建 福州 350007)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通擁堵問(wèn)題隨之而來(lái)，為了解決交通瓶頸，各大城市掀起了修建地鐵的熱潮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2019年9月30日，全國(guó)已有39個(gè)城市開(kāi)通軌道交通，線路運(yùn)營(yíng)里程達(dá)6 333.3 km[1]。然而由于地鐵修建工程多處于城市中心城區(qū)，沿線施工環(huán)境非常惡劣，導(dǎo)致施工安全風(fēng)險(xiǎn)事故頻發(fā)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年—2017年15年間，我國(guó)地鐵施工過(guò)程中共發(fā)生322起事故[2]。事故的頻發(fā)，給城市人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。為了減少地鐵施工過(guò)程中的安全事故，對(duì)地鐵施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估顯得尤為重要。風(fēng)險(xiǎn)管理理念源于20世紀(jì)50年代的歐美國(guó)家，是項(xiàng)目管理的一個(gè)重要組成部分[3]。最早將風(fēng)險(xiǎn)管理理念應(yīng)用于地下工程領(lǐng)域的是美國(guó)的Einstein.H.H教授[4]。在我國(guó)，同濟(jì)大學(xué)的丁士昭教授是最早從事地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究工作的，他將相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)管理理論研究應(yīng)用于廣州地鐵、上海地鐵工程建設(shè)當(dāng)中[5]。此后，國(guó)內(nèi)學(xué)者逐步對(duì)地鐵施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估各個(gè)方面深入研究，取得了較大成果。在前人研究的基礎(chǔ)上，從地鐵車站施工各個(gè)分部分項(xiàng)工程中，識(shí)別出地鐵車站施工的各類風(fēng)險(xiǎn)源，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)一線人員建議對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行修正。最后構(gòu)建基于Fuzzy-AHP法的地鐵車站施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，通過(guò)計(jì)算得出最終結(jié)論。

1 基于Fuzzy-AHP的地鐵車站施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

1.1 Fuzzy-AHP的原理

Fuzzy-AHP是將層次分析法(AHP)與模糊綜合評(píng)價(jià)法(Fuzzy)相結(jié)合的一種評(píng)價(jià)方法，其原理是：首先將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系層次化，其次利用層次分析法來(lái)確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，然后進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，并得到綜合的評(píng)價(jià)結(jié)果[6]。

1.2 Fuzzy-AHP法模型的構(gòu)建

1)建立地鐵車站施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系；2)確定各指標(biāo)的權(quán)重；3)進(jìn)行模糊綜合評(píng)判；4)模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的處理。

2 實(shí)例研究

2.1 工程概況

塔頭站為福州地鐵4號(hào)線第10個(gè)站，位于福州市鼓樓區(qū)繁華地帶。塔頭站為雙柱三跨(局部單柱雙跨)地下二層島式站臺(tái)車站，交叉路口的西北象限為東大社區(qū)，西南象限為匯通商廈、鼓樓區(qū)中醫(yī)院等，車站東側(cè)為晉安河。

車站設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為297 m，寬度19.5 m～27.1 m，基坑開(kāi)挖深度17.4 m～19.5 m，頂板覆土3.1 m～4.7 m。采用半蓋挖順筑法分兩期進(jìn)行施工。主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的支護(hù)體系，第一道支撐為混凝土支撐，二、三、四道支撐為鋼支撐。管線有雨水管、污水管、電力線、通信線、給水管、燃?xì)夤?、溫泉管等，管線錯(cuò)綜復(fù)雜，地下水的水位和水量隨季節(jié)變化較大，雨季上層滯水水量較豐富。

2.2 塔頭站施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素體系的建立

根據(jù)工程概況，塔頭站施工的總體順序?yàn)椋簣?chǎng)地平整圍擋、綠化改移、管線改移→地基處理(三軸攪拌樁)→圍護(hù)結(jié)構(gòu)(地下連續(xù)墻)施工→支撐體系施工→基坑開(kāi)挖前的降排水→基坑開(kāi)挖→主體結(jié)構(gòu)施工→土方回填、恢復(fù)路面。

通過(guò)對(duì)塔頭站的現(xiàn)場(chǎng)踏勘，收集了施工方、監(jiān)理單位、業(yè)主方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和技術(shù)負(fù)責(zé)人的意見(jiàn)，并與現(xiàn)場(chǎng)一線施工人員、監(jiān)測(cè)單位等工作人員進(jìn)行了交流，結(jié)合塔頭站車站土建工程的施工流程，總結(jié)出該車站施工過(guò)程中經(jīng)常存在的風(fēng)險(xiǎn)源，并形成其施工安全風(fēng)險(xiǎn)8個(gè)一級(jí)指標(biāo)和30個(gè)二級(jí)指標(biāo)，如表1所示[9]。

表1 地鐵車站施工安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

2.3 各指標(biāo)權(quán)重的確定

每個(gè)指標(biāo)的重要性不同，其權(quán)重值將直接影響到評(píng)價(jià)的結(jié)論。在計(jì)算權(quán)重值過(guò)程中，邀請(qǐng)了該車站工程項(xiàng)目業(yè)主、施工、監(jiān)理及監(jiān)測(cè)單位資深的專家和經(jīng)驗(yàn)豐富的施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員共10人，讓他們各自分別就一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)給出相對(duì)標(biāo)度，構(gòu)成判斷矩陣。借助計(jì)算輔助軟件MATLAB 2018b，編寫(xiě)代碼，計(jì)算出一個(gè)專家的權(quán)重值，為了綜合考慮10位專家的意見(jiàn)，計(jì)算10位專家權(quán)重的平均值，確定各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的最終權(quán)重如下：

W=[0.073 9 0.061 8 0.180 0 0.097 1

0.069 7 0.343 9 0.150 8 0.022 8]；

W1=[0.071 9 0.279 0 0.649 1]；

W2=[0.229 7 0.122 0 0.648 3]；

W3=[0.060 0 0.215 0 0.477 9 0.032 2 0.215 0]；

W4=[0.086 1 0.077 8 0.510 3 0.325 7]；

W5=[0.133 6 0.747 1 0.119 4]；

W6=[0.090 5 0.471 8

0.269 1 0.030 2 0.056 2 0.082 1]；

W7=[0.569 3 0.060 9 0.105 5 0.264 3]；

W8=[0.333 3 0.666 7]。

2.4 指標(biāo)體系的模糊綜合評(píng)判

1)確定項(xiàng)目的評(píng)價(jià)集。

參照我國(guó)交通運(yùn)輸部《公路橋梁和隧道工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》(試行)中的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則[8]，將評(píng)價(jià)集劃分為4個(gè)等級(jí)，分別為“風(fēng)險(xiǎn)極高”“高風(fēng)險(xiǎn)”“中等風(fēng)險(xiǎn)”以及“低風(fēng)險(xiǎn)”，即V={低、中等、高、極高}。

2)模糊矩陣的建立。

本課題選取了該工區(qū)參建單位資深的專家和經(jīng)驗(yàn)豐富的施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員共10人的調(diào)查問(wèn)卷，通過(guò)整理統(tǒng)計(jì)，最后得到相應(yīng)的模糊矩陣。

3)模糊運(yùn)算。

由：

W1=[0.071 9 0.279 0.649 1]；

可知：

B1=W1·R1=

[0.071 0 0.492 8 0.250 5 0.185 6]。

同理：

B2=[0.124 4 0.435 2 0.252 6 0.187 8]；

B3=[0.167 7 0.241 4 0.386 6 0.204 4]；

B4=[0.156 7 0.249 4 0.418 2 0.175 9]；

B5=[0.100 0 0.277 3 0.448 0 0.174 7]；

B6=[0.028 9 0.175 3 0.504 4 0.291 3]；

B7=[0.065 8 0.251 9 0.448 1 0.234 3]；

B8=[0.533 3 0.366 7 0.100 0 0]。

B=W·[B1B2B3B4B5B6B7B8]T=

[0.073 9 0.061 8 0.180 0

0.097 1 0.069 7 0.343 9 0.150 8 0.022 8]·

[0.097 3 0.256 9 0.418 9 0.226 9]。

2.5 計(jì)算結(jié)果的處理

1)根據(jù)最大隸屬度原則，我們可以判斷該車站施工過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”等級(jí)，參照相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，該風(fēng)險(xiǎn)屬于不可接受，參建各方應(yīng)給予高度重視，應(yīng)對(duì)該工程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)防控、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，并制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)處置措施，降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

2)通過(guò)定量計(jì)算，該車站土建工程的總體施工過(guò)程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、支撐體系(鋼管支撐)施工、基坑降水施工和主體結(jié)構(gòu)施工的等級(jí)均為“高風(fēng)險(xiǎn)”；前期準(zhǔn)備和地基處理施工二者施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“中等風(fēng)險(xiǎn)”；而土方回填、恢復(fù)路面工程施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“低風(fēng)險(xiǎn)”。參建各方，特別是施工方，要針對(duì)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程，從其風(fēng)險(xiǎn)源入手，分析并提出相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)控制措施的建議并在施工過(guò)程中給予監(jiān)測(cè)跟蹤。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)Fuzzy-AHP原理，構(gòu)建福州地鐵4號(hào)線塔頭站車站施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，模型計(jì)算結(jié)論表明該車站施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“高級(jí)”，同時(shí)施工過(guò)程中要特別注意基坑開(kāi)挖、車站主體結(jié)構(gòu)施工中的高支模、基坑降排水對(duì)周邊建筑物的影響、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中鋼筋籠吊裝、支撐體系中鋼支撐架設(shè)、基坑內(nèi)管線以及臺(tái)風(fēng)暴雨期間的基坑積水等重大安全風(fēng)險(xiǎn)源，這與工程實(shí)際施工重難點(diǎn)、主要風(fēng)險(xiǎn)源、安全水平相符合，驗(yàn)證了模型評(píng)價(jià)的可行性。這也為其他城市地鐵車站施工風(fēng)險(xiǎn)管理提供一定的參考依據(jù)。