基于德爾菲法的深基坑安全風險分析

陳 博

（遼寧工程技術大學土木與交通學院，遼寧 阜新123000）

0 引言

地下工程是一項高風險建設工程，對其進行正確的風險評估，進而實現(xiàn)恰當?shù)娘L險控制十分必要[1]。實際工程證明風險分析能夠有效的解決地下工程的風險問題[2]，而風險分析的核心即為風險評估方法的確定。目前廣發(fā)使用的層次分析法雖然可以通過MATLAB較為方便的實現(xiàn)[3]，但仍然存在不足。在建立風險分析模型的過程中不可避免的要對影響要素進行簡化，忽略其中一些被認作次要的因素。隨著工程的開展，這些被忽略的次要因素很可能成為主要因素，這就使得相應的評估準則可靠度下降。為提高評判的可靠度，不得不針對不同情況提出不同的評判準則，對于較大的工程（如北京市城市地下道路系統(tǒng)的風險評估準則[4]）的評判準則應適時做出調整。相比上述方法而言，風險分析方法中的專家打分法則考慮了更為全面的風險影響因素，這一點在重慶兩江隧道的建設中得以證明[5]。同時，專家打分法也比風險分析中的屬性集和屬性測度理論[6]更容易實現(xiàn)。

本文以某高層深基坑為研究對象，采用更為完善的專家打分系統(tǒng)—德爾菲法，對深基坑工程的風險進行分析，得到了較為滿意的效果。

1 德爾菲法

德爾菲法，又稱專家意見法，是指評估專家采用匿名發(fā)表意見的方式，并通過多輪次交換調查專家對問題的看法，最后匯總成專家看法，作為預測的結果。在交換意見過程中，每位專家只能得到其他專家的意見，而并不知道意見歸屬。這種策劃方法的優(yōu)點是能夠充分利用專家的經驗和學識，發(fā)覺潛在風險；而且專家彼此間不發(fā)生橫向聯(lián)系，在沒有權威壓力影響的狀態(tài)下對風險做出較為合理、準確的判斷。

2 工程實例

依據(jù)深基坑工程的地質水文、勘察、設計等資料咨詢專家，確定了該工程的風險主要可以分為勘察風險、設計風險、施工風險、監(jiān)測風險、自然風險、環(huán)境風險等，并將每個風險劃分為10個等級。然后根據(jù)工程的進展程度以及遇到的困難組織熟悉深基坑、有豐富經驗的專家，組成專家小組，共5人。向所有專家提供所有背景材料，由專家對風險等級進行多輪次評判，直到不再修改意見為止。

專家權威與否對評價的可靠性有相當大的影響,為消除專家個人因素的偏差,提高了評分精度。在對評價結果進行處理時,要考慮專家對某一指標要素的權威程度。專家權威程度用Cr表示，其值越大,表明專家權威程度越高。計算公式為：

式中：Ca為專家對指標要素作出判斷的依據(jù)，文中所用依據(jù)相同，其值取為0；Cs為專家對指標要素的熟悉程度。

加權算術平均值Ci指標要素的加權平均值Ci越大,指標要素的相對重要性越高。加權平均值體現(xiàn)了專家評分的集中程度。計算公式為：

式中：Ci為指標要素i的加權平均值；Cij為專家j對指標要素i的評分值；m為專家人數(shù)。

標準差Si是指標要素得分的標準差：

變異系數(shù)Vi是代表評價波動大小的重要指標。Vi表明了專家對指標要素i相對重要性認識上的差異程度,也就是協(xié)調程度。Vi越小,專家們的協(xié)調程度越高。計算公式為：

歸一化處理得到權重值：

根據(jù)專家的最終評判結果，由公式（2）、（3）、（4）、（5）確定加權算術平均值Cˉi、標準差 Si、變異系數(shù) Vi和權重值 w。

經專家評判后，權重值小于0.1，可認為風險較小。風險發(fā)生的可能性很小，風險發(fā)生后造成的損失很小，或者風險發(fā)生的可能性較小，發(fā)生后造成的損失較小。當權重值大于0.1小于0.2時，可認為風險發(fā)生的可能性不大，發(fā)生后造成的損失也不大。當權重值大于0.2時可認為風險發(fā)生的可能性較大，發(fā)生后造成的損失也較大，必須采取必要的控制措施和確保一定數(shù)量的風險投入。

3 結論

德爾菲法是系統(tǒng)分析方法在意見和價值判斷方面的一種有益延伸，它提供了多方案選擇的可能性,在國內外許多領域都有廣泛的應用，具有較高可信性和科學性。本文結合地下工程施工投入大，安全風險高，風險評估理論匱乏等特點，采用德爾菲法對城市地下工程安全風險評估，設計評估準則和風險對策。通過匿名投票的方式，廣泛征集專家的意見，利用德爾菲法對地下空間安全風險評估，繼而對數(shù)據(jù)進行分析使用。但是由于地下工程安全性涉及的因素很多，問題比較復雜，可借鑒的工程實際經驗不多，本文的研究顯然還不完善，仍需要在今后的工程實踐和研究中進一步改進和完善。

［1］錢七虎，戎曉力.中國地下工程安全風險管理的現(xiàn)狀、問題及相關建議[J].巖石力學與工程學報，2008，27（04）：649-656.

［2］李景龍,李術才,李樹忱.地下工程的風險分析研究[J].地下空間與工程學報，2008，04（05）：835-841.

［3］宋飛,趙法鎖.地下工程風險分析的層次分析法及Matlab應用[J].地球科學與環(huán)境學報，2008，30（03）：292-297.

［4］姚宣德,王夢恕.地下工程風險評估準則分析與研究[J].中國工程科學，2009，11（07）：86-93.

［5］林志,陳楊.水下隧道施工期風險分析[J].公路，2007，03：202-205.

［6］孫維豐，陳立文，劉廣平，等.地下工程施工風險分析應用研究[J].河北工業(yè)大學學報，2008，37（03）：79-83.