鐵路既有線下橋涵頂進施工安全的模糊綜合評價

楊珍 YANG Zhen；樊艷艷 FAN Yan-yan；劉子銘 LIU Zi-ming

（①蘭州交通大學土木工程學院，蘭州 730070；②成都鐵路局，成都 610036）

（①School of Civil Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070，China；②Chengdu Railway Bureau，Chengdu 610036，China）

0 引言

近年來隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路、鐵路建設已經(jīng)進入到一個蓬勃發(fā)展的階段。由于交通量的不斷加大，城市也相應的加大了公路主干道的修建，然而既有鐵路平交道口已嚴重影響城市公路交通運輸能力。鐵路既有線下頂進橋涵施工作為一種廣泛采用的施工方法，既解決了施工與運輸相互干擾的問題，又保證了行車和施工的安全。

橋涵頂進工程主要工作包括括橋涵主體分節(jié)預制、線路加固、施工降水、橋體頂進、中線與高程控制等施工技術。由于工程施工本身具有特殊性，同時為確保人身及行車安全，因而對其施工安全性要求很高，而及時、正確地對施工現(xiàn)場安全狀況進行掌握和評判則為預防和控制安全事故發(fā)生提供了有效途徑。

1 施工安全的模糊綜合評價模型

1.1 構建安全評價體系模型 模糊綜合評價建立在合理、科學的評價指標體系之上，因而能否正確選取評價指標、建立合理評價體系將直接影響到最后評價結果的準確性。在進行安全評價指標選取時，不僅要綜合考慮各方面影響因素，而且要遵循一定目的性、全面性、可行性等原則。

1.2 模糊綜合評價的原理及步驟 針對多種評價指標，在模糊綜合評價作用下，結合定性和定量分析方法，將受模糊因素影響的事物以定量化，通過人的主觀判斷來進行表達和處理，從而得到更加準確、直觀、科學的評價結果。模糊綜合評價是一種常用的評價與決策的方法，此方法已在工程、經(jīng)濟、社會的許多方面得到廣泛應用。模糊綜合評價的六大因素及評價步驟如下[1][2]：

①構建評語集；②建立評價集；③計算權重并且確定權重集；④建立模糊矩陣；⑤計算模糊向量B。

2 實例應用

下面以正公路下穿成昆鐵路工程作為實例討論模糊綜合評價方法的應用。

正公路與成昆鐵路相交，成昆正線鐵路里程為K43+970.603，正公路里程為K8+201.751。公鐵斜交82.43度，公路下穿鐵路。正公路下穿成昆鐵路工程設計里程范圍為K8+141.9～K8+348.1段，全長206.2m，共分U型槽段、頂推框架橋段及明挖現(xiàn)澆框架橋段三種結構形式。

2.1 構建評語集 根據(jù)實際情況建立了三級安全評價指標體系模型，評價指標體系包括1個目標層，4個一級評價指標，14個二級評價指標[3]。如表1所示。

表1 評價指標體系及專家打分表

2.2 構建評價集 根據(jù)專家建議，將鐵路既有線下橋涵頂進工程施工安全評價等級分為5級。通過百分制將評價結果定量化，并且賦以分值，如表2[4][5]。V={v1,v2,v3,v4,v5}={安全，較安全，一般性安全，較危險，危險}。

表2 鐵路既有線下橋涵頂進工程施工安全等級評分標準表

2.3 確定各評價指標權重集 ①計算一級評價指標的權重。模糊綜合評價法有多種確定評價指標權重的方法，本文運用層次分析來確定指標權重。根據(jù)多年的安全施工經(jīng)驗以及對該項目實際施工情況和安全事故分析，按照九標度法[6]對每個準則層中相對應的評價指標進行兩兩評判，得出相對重要度。

對 B1、B2、B3、B4兩兩比較得出相對重要度：

一致性檢驗解得 λ1=λ2=4.065，λ3=λmax=4.077，λ4=3.963 C.I=0.026＜0.10，所以可以接受。

即：對于 U={B1,B2,B3,B4}，權重集 A0=(0.2,0.2,0.52,0.08)。

②計算二級評價指標權重。同理得指標權重：A1=(0.25,0.30,0.30,0.15)；A2=(0.35,0.50,0.15)；A3=(0.25,0.35,0.30,0.1)；A4=(0.35,0.2,0.45)。

2.4 計算模糊矩陣 綜合考慮到評價指標的變換對工程安全施工總體水平具有一定影響，且是一個漸變的影響過程，因而本文采取柯西分布的原理來確定隸屬函數(shù)，求得單因素模糊向量以及模糊變換矩陣[7-9]。

對于Uv1(X)，由于隸屬度隨著x增大而增大，采用升半柯西分布；Uv2(x)(X)、Uv3(X)、Uv4(X)采用對稱柯西分布；Uv5(X)則采用降半柯西分布。

則一級評判矩陣 B'=A0。B=（0.20,0.27,0.34,0.18,0.15）；歸一化處理B″=(0.18,0.24,0.30,0.16,0.12)

以評分標準表的評分中值作為參數(shù)，將B″單值化N=（0.18,0.24,0.30,0.16,0.12）×（95,85,75,65,30）T=74 分。

根據(jù)最后計算得到該工程施工安全評價結果為74分，對應評分標準表為一般性安全，所以該鐵路既有線下橋涵頂進工程施工安全等級為一般性安全。一級評價指標中從業(yè)人員狀況最大隸屬度為0.25，介于安全和較安全間。設備管理、安全管理、作業(yè)條件最大隸屬度分別為0.5、0.35、0.41，安全等級均為一般性安全。在這三個指標中，安全管理的隸屬度明顯低于其他兩個，可見該項目目前在安全管理上有所缺陷和不足，今后工作的重點主要放在加強安全管理措施，提高安全管理水平。

3 結論

①既有線下頂進工程施工過程中影響施工安全的因素有很多，通過引入模糊綜合評價法，將工程施工中的定性問題定量化，建立施工安全評價模型，具體而系統(tǒng)的進行了施工安全評價與分析。計算出相應評價因素的影響程度，得出項目的施工安全等級，同時找到項目在今后施工安全方面的工作重點。②通過實際工程中的應用，結合現(xiàn)場實際施工安全狀況，證明該模型是可行的。因而建立此安全評價模型對加強建設工程施工安全評價具有理論指導意義，此外該模型結構清晰、易于構建、簡單易懂、可操作性高，可以廣泛應用于項目建設評價中。③本文的不足之處在于層次分析法對人的主觀意識依賴性比較大，利用此法計算出的權重主觀性較強，宜選擇具有豐富經(jīng)驗的專家進行打分和權重的確定，使得最終計算結果更加真實、可信，同時可以提高評價方法的可靠性、適用性。

[1]張群勝.鐵路既有線橋涵基礎及頂進施工關鍵技術方法分析[J].鐵道工程學報,2008,114(3):33-37.

[2]李艷枚，高峰.建筑施工安全狀況的模糊評判方法[J].建筑施工,2006,28(9):740-745.

[3]郭社鋒.模糊綜合評判法在西部地區(qū)高速公路施工現(xiàn)場安全評判中的應用[J].中國安全生產(chǎn)科學技術,2011,7(6):43-48.

[4]張鴻,黎劍華,黃紅元.基于模糊層次分析的隧道施工安全評價方法[J].南昌工程學院學報,2009,28(3):60-67.

[5]何衍興,王琴,蔣瑛.模糊綜合評價在建筑施工安全評價中的應用[J].安全與環(huán)境工程,2011,18(5):107-110.

[6]李婷婷,時偉.模糊綜合評價在山區(qū)高速公路施工安全評價中的應用[J].西安文理學院報,2013,16(2):104-109.

[7]蘇義坤,宋立強,馬曉東.基于模糊評價的施工安全管理研究[J].森林工程,2010,26(2):87-89.

[8]歐爾峰,嚴松宏,梁慶國.巖體隧道施工安全風險模糊綜合評判研究[J].蘭州交通大學學報,2011,30(4):38-42.

[9]陳文,高原.橋梁施工安全評價模型及應用[J].山西建筑,2013,39(10):140-141.