基于實測數據的地鐵基坑工程施工風險可拓評價研究

摘要：為了有效評估基坑工程施工風險，本文在構建風險評估指標體系的基礎上，采用有序加權算子賦權和物元可拓模型相結合的評價方法，通過計算待評物元與評價等級的關聯度和等級特征值，從定量的角度評估基坑工程施工風險等級，提高了風險評估的客觀性，實例分析表明將有序加權算子與物元分析方法運用于基坑施工階段風險評估具有可行性和實用性。

關鍵詞：實測數據;基坑工程;風險評估;可拓評價

中圖分類號：U231.3;F224.9文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2021）10-0117-03

0引言

隨著軌道交通工程的快速發展，地鐵基坑工程建設項目數量急劇增加，而地鐵基坑工程由于開挖深度大、周邊環境復雜、建設周期長，在施工過程中容易產生安全事故，因此，需要采用科學的風險評估方法指導基坑工程建設。近年來，諸多學者采用了模糊評估法[1]、神經網絡法[2]、DMAIC模型[3]等方法進行安全風險評估，產生了一定的積極效果。但在評價指標的選取和賦權方法上仍有需要改進的地方，基于此，本文嘗試運用有序加權與物元可拓模型相結合的方法對地鐵基坑工程進行風險評估。

1基坑工程施工風險評估指標體系

為了提高評估的客觀性，本文在指標體系構建過程中，全部采用變形監測數據，通過安全監測報表的監測項目構建評價指標體系，共構建17個評價指標，如表1 所示。

2基坑工程施工風險可拓評價模型

2.1確定經典域和值域

基坑工程施工風險可拓評價方法把評價對象用“事物、特征、量值”3個要素來描述，并組成有序的三元組的基本元，即物元[4]。R表示基坑工程施工風險評價物元，N全體風險分級，N表示劃分的第j個等級，C表示第i個評級指標，（V）表示同征物元陣，為N關于指標C的經典域范圍，R表示基坑工程風險評價指標允許的取值范圍，N表示全體風險等級，V表示N中指標C的允許取值范圍，即值域，則：

作者簡介：光輝（1984—），男，河南三門峽人，博士，副教授，研究方向：工程管理和地下工程變形理論及工程應用。

2.2計算關聯函數

關聯函數指監測數據與關于等級j的隸屬度。設<a，b>為指標C的值域范圍，則指標C關于評價等級j的隸屬度為K（V）。關聯函數為：

若（2）

若（3）

其中：

2.3計算評價結果

所有評價指標關于等級j的關聯度為：

（4）

式中：a—指標i的權重系數。

若K=maxK（P）（j=1，2，…n）則評價對象的等級為j;

等級特征值表示基坑工程風險偏向某一級別的程度，計算方法是：

（5）

（6）

3實證分析

本文以鄭州地鐵五號線某車站基坑工程項目變形監測數據為例，運用有可拓評價相結合的方法對其項施工風險進行評估。

3.1確定評價指標的經典域和值域

參考已有的研究成果[5-7]，將基坑工程施工風險評價等級劃分為I級～III級，分別對應一級風險、二級風險、三級風險三個等級，并以此為基礎，確定經典域和值域。為了比較不同施工階段的風險狀況，根據監測數據的完整性，取第10期、期60期、第110期、第160期、第225期的實測數據，如表2所示。

3.2計算權重系數

運用有序加權算子算法計算權重系數，如表3所示。

3.3評價結果

根據物元模型計算步驟，計算關聯度和評價等級特征值計算結果如表4所示。

從表4可以看出，在施工初期，基坑開挖深度小，基坑風險等級為三級風險，評價等級特征值為2.50，在施工中期，開挖深度大，基坑風險等級為一級風險，評價等級特征值為1.00，風險程度增加，在施工后期，基坑主體結構完成，基坑風險等級為二級風險，評價等級特征值為1.90，風險程度減小。評價結果與工程實際情況一致。

4結論

本文以基坑工程施工階段變形監測數據為研究對象，結合物元可拓模型和有序加權算子賦權方法，通過計算待評物元與評價等級的關聯度和等級特征值，從定量的角度評估基坑工程施工風險等級，提高了風險評估的客觀性，評價結果顯示，運用物元可拓模型評價結論與工程實際情況一致。

參考文獻

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Study on Extension Evaluation of Construction Risk of Metro Foundation Pit Based on Measured Data

GUANG Hui

（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia Henan 472500）

Abstract：In order to evaluate the construction risk of foundation pit engineering effectively，this paper adopts the evaluation method which combines the weight of ordered weighted operator and matter element extension model on the basis of constructing the risk evaluation index system，by calculating the correlation degree and the grade characteristic value between the matter element to be evaluated and the evaluation grade，the risk grade of foundation pit construction is evaluated quantitatively，which improves the objectivity of the risk evaluation，the example analysis shows that the application of ordered weighted operator and matter element analysis method to the risk assessment of foundation pit construction stage is feasible and practical.

Keywords：measured data;foundation pit engineering;risk assessment;extension assessment