地鐵車(chē)站深基坑涌水事故應(yīng)急救援約束建模研究

馮興仁 秦善良 楊雪韻 徐青

摘 要：近年來(lái)，地鐵車(chē)站深基坑開(kāi)挖過(guò)程中涌水事故頻發(fā)，造成周邊建筑物沉降甚至是倒塌，人員傷亡和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重。本文以此為背景，針對(duì)目前深基坑涌水事故特點(diǎn)，以應(yīng)急救援為主線，對(duì)深基坑涌水應(yīng)急的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析與總結(jié)，提出了基于多目標(biāo)的涌水事故應(yīng)急約束模型，從而有效的解決應(yīng)急過(guò)程中的種種約束難題。

關(guān)鍵詞：深基坑；涌水事故；應(yīng)急；約束模型

近年來(lái)，地鐵深基坑開(kāi)挖過(guò)程中涌水事故頻發(fā)。2015年12月，武漢地鐵6號(hào)線與10號(hào)線在建換乘地鐵車(chē)站唐家墩站發(fā)生突水事故；2016年5月，深圳地鐵5號(hào)線航海路站南側(cè)右線第四道支撐底部出現(xiàn)滲漏水情況，經(jīng)兩天的連續(xù)搶險(xiǎn)才控制住險(xiǎn)情。

1 深基坑涌水事故特點(diǎn)分析

本文通過(guò)大量的深基坑涌水事故的資料，將其應(yīng)急特點(diǎn)歸納總結(jié)如下：

（1） 事故破壞力大。基坑發(fā)生涌水事故極有可能演變?yōu)橥挥渴录瑢?dǎo)致地下水涌出，并帶出基坑下部土顆粒，發(fā)生流砂、噴水及冒砂現(xiàn)象。給施工進(jìn)度造成很大的困難。加之地鐵深基坑周?chē)h(huán)境往往比較復(fù)雜、人口密集，一旦地面沉降將帶來(lái)非常嚴(yán)重的損失和傷害[1]。（2） 應(yīng)急結(jié)構(gòu)單一，信息交互差。地鐵深基坑涌水事故應(yīng)急流程中，各部門(mén)之間的相互協(xié)調(diào)，組織之間的相互配合在實(shí)際的涌水應(yīng)急過(guò)程中卻沒(méi)有很好的體現(xiàn)。（3） 應(yīng)急約束條件復(fù)雜，物資調(diào)度困難。由于涌水事故的緊迫性，需要大量的時(shí)間、物資、人力、成本的投入，而這一系列因素的有效配置也成為制約涌水事故救援的瓶頸。

2 深基坑涌水事故應(yīng)急約束模型研究

（1） 模型構(gòu)建分析。（1）TSGHC因素的約束已經(jīng)成為制約地鐵深基坑涌水事故應(yīng)急救援效率的瓶頸。基于應(yīng)急特點(diǎn)中存在的問(wèn)題，引入應(yīng)急約束模型概念，應(yīng)急約束模型是用數(shù)學(xué)模擬的方式，在給出影響因素可選擇情況下，進(jìn)行約束求解，得到高效可行的應(yīng)急方案的模型。

（2） 模型基本假設(shè)。設(shè)L為地鐵深基坑涌水點(diǎn)，L1、L2、L3…Ln為n個(gè)可以提供涌水搶險(xiǎn)物資的供應(yīng)點(diǎn)。本文作出以下假設(shè)：

①施工現(xiàn)場(chǎng)所儲(chǔ)備的應(yīng)急物資和部分設(shè)備在事故發(fā)生后，必須從供貨商或其他單位臨時(shí)調(diào)運(yùn)。

②指揮中心做出的應(yīng)急決策中所涉及的應(yīng)急搶險(xiǎn)物資種類(lèi)和數(shù)量確定，約束條件確定。

③Ln提供的物資可單次全部運(yùn)輸?shù)绞鹿尸F(xiàn)場(chǎng)，即不考慮多次往返問(wèn)題。

以上約束問(wèn)題可以用X=表示。

若物資集合G={G1，G2，…，Gn}中物資Gi需要機(jī)械集合M={M1，M2，…，Mn}中的機(jī)械Mj來(lái)完成搬運(yùn)，則對(duì)應(yīng)的映射了規(guī)則RULE；但是由于空間集合S={S1，S2，…，Sn}中空間SK的的限制，導(dǎo)致物資Gi無(wú)法用機(jī)械Mj完成搬運(yùn)工作，這種映射定義為RULE，因此物資的搬運(yùn)就只能考慮人力Hz搬運(yùn)，不同的物資所對(duì)應(yīng)不同的人力資源，此情況下定義映射規(guī)則RULE。

4 總結(jié)

本文建立的應(yīng)急約束模型可以有效的解決深基坑涌水事故應(yīng)急約束過(guò)程中的時(shí)間與成本最低問(wèn)題，為涌水事故應(yīng)急提供科學(xué)參考依據(jù)。組合求解框架充分的考慮了實(shí)際應(yīng)急救援過(guò)程中所遇到的空間（Space）、人力（Human）以及機(jī)械（Machine）等問(wèn)題，有效的解決了在涌水應(yīng)急過(guò)程中的空間沖突，人力沖突，機(jī)械沖突等，并利用專(zhuān)家系統(tǒng)編譯將其知識(shí)庫(kù)化，為涌水應(yīng)急決策提供支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫向明，胡艷榮，趙小文.基坑突涌事故的分析與處理[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2006，（07）：460-461.

[2]王海軍，王婧，鄭鼎，等.運(yùn)力約束下多應(yīng)急物資供應(yīng)點(diǎn)選擇模型研究[J].管理工程學(xué)報(bào)，2013，（04）：156-160.