基于層次分析法的單洞雙層隧道施工風險分析

陳增穩

(重慶交通大學 重慶 400074)

基于層次分析法的單洞雙層隧道施工風險分析

陳增穩

(重慶交通大學 重慶 400074)

單洞雙層隧道以其獨特的優勢迅速發展，與此同時，隧道施工過程中的安全問題也越來越突出。根據單洞雙層隧道的特點，本文運用層次分析法重點對單洞雙層隧道施工風險評價指標體系和評價模型進行了研究。

單洞雙層隧道;隧道施工

一、引言

當前，眾多大城市為緩解交通擁堵的問題已經選擇單洞雙層隧道。它作為一種新的結構形式，在某些特定受限制地段，由于其較分離式隧道布置靈活，已經開始受到工程界的重視。單洞雙層隧道的開挖斷面大，空間效應現象顯著，圍巖支護系統的應力、位移和穩定性等力學行為更為復雜。很多學者對單洞雙層隧道作了大量的研究，但對于單洞雙層隧道施工過程中的風險問題研究很少，本文選用層次分析法對某單洞雙層隧道的施工安全風險進行定性與定量的分析。

二、利用層次分析法分析單洞雙層隧道施工安全風險

(一)建立風險評價結構模型

單洞雙層隧道開挖高度較大，施工工序多，開挖和支護相互交錯，對圍巖的擾動就比較大，應力變化復雜的特點，建立如下施工安全風險的層次結構模型如圖1。

圖1 單洞雙層隧道施工安全風險的層次結構模型

(二)建立單洞雙層隧道施工安全風險要素兩兩比較判斷矩陣

判斷矩陣的值直接反映了人們對各元素相對重要性的認識，通過訪問專家和運用saaty教授提出的標度量化表，可以得到判斷矩陣:

1.建立單洞雙層隧道施工安全風險要素判斷矩陣并計算權重值

根據專家調查表統計表，得出第二層指標兩兩比較的重要性標度，從而構造一層判斷矩陣。接著我們可以構建準則層與方案層之間的、比較矩陣A1、A2、A3、A4、A5，對A1，A2，A3，A4，A5進行歸一化處理，再對歸一化后的矩陣各行要素求平均數，得到最大特征根，即其對應的權向量w1，w2，w3，w4，w5。

2.一致性檢驗

定義衡量不一致程度的數量指標:

為了檢驗一致程度的準確性還引進了平均隨機一致性指標RI。令一致性比例，若CR≤0.1時，則稱判斷矩陣通過了一致性檢驗，可用其歸一化特征向量作為權向量，若CR＞0.1，則該矩陣沒有通過一致性檢驗，需要考慮重新構造成對比較矩陣。

3.結果分析與有效性評價

最后，為了得到所有元素對單洞雙層隧道施工安全的影響程度的比較，我們需要計算出同一層次所有要素對于單洞雙層隧道施工安全的影響程度的排序權值，在此基礎上還必須進行層次總排序，層次總排序的一致性比率為:

當CR＜0.1時，可認為層次總排序通過一致性檢驗，可依據總排序權向量表示的結果來判斷單洞雙層隧道的施工安全風險要素對目標影響大小，及時釆取應對策略。如不通過檢驗，需要重新考慮模型或重新構造那些一致性比率較大的成對比較矩陣。

單洞雙層隧道各潛在施工安全風險對施工目標影響的總排序權向量表示的結果表1:

表1 各潛在施工安全風險因素影響權重

根據層次總排序一致性比率公式進行層次總排序一致性檢驗，可知:

CR=0.09 ＜ 0.1

因此，層次總排序通過一致性檢驗。

可以根據B1至B17分別對總目標財務風險評價的影響權值確定單洞雙層隧道施工安全各影響要素大小。

三、總結

通過我們分析，可以知道爆破方法B10對單洞雙層隧道施工安全的影響最大，支護方法B13對單洞雙層隧道施工安全影響最小。據此，企可以根據此方法分析結果來進行決策，同時采取有效的風險應對策略。

［1］石波.軟弱地質條件下單洞雙層隧道開挖力學行為研究［D］.重慶，重慶交通大學，2012－4－14

［2］丁秀珍.基于系統動力學的隧道施工風險管理研究 ［D］.成都，西南交通大學，2015－5－6