上海某超深基坑減壓降水運營的風(fēng)險分析

王 莉 繆俊發(fā)

0 引言

隨著地下空間開發(fā)規(guī)模與深度的不斷擴(kuò)大，承壓水引發(fā)風(fēng)險的概率日趨增加，探索和建立完善的承壓水減壓降水運營風(fēng)險分析理論和風(fēng)險評價體系，已成為亟待解決的重要課題。減壓降水運營涉及風(fēng)險源多，關(guān)系復(fù)雜。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，對于其具有適用、簡潔和系統(tǒng)等特點。

1 工程概況

本基坑屬上海市長興島某工作井，尺寸為30m×30m，其開挖深度達(dá)39.4m;經(jīng)承壓水抗突涌驗算，需降壓深度大，需降⑦2層承壓水位約25.2m;且由于工程位于長興島，基坑下部承壓含水層滲透性好，平均滲透系數(shù)達(dá)24m/d，較上海市常規(guī)的⑦層滲透系數(shù)大約5倍～8倍;除此之外，承壓水水位恢復(fù)達(dá)1.2m/min。

2 減壓降水運營風(fēng)險分析及評價

2.1 風(fēng)險源識別

據(jù)專家調(diào)查評分的方法，將本工程減壓降水運營風(fēng)險源及風(fēng)險源的重要度進(jìn)行分類并排位，得到風(fēng)險源識別歸類表，見表 1。

表1 風(fēng)險源識別歸類表

2.2 風(fēng)險分析及評價

2.2.1 單因子權(quán)重分析

表2 判斷矩陣A—B

首先構(gòu)造將同一層次的各風(fēng)險源進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造同一層次風(fēng)險源對上一層次因子的相對重要度的判斷矩陣，然后計算各個因子的權(quán)值，并在計算過程中進(jìn)行一致性檢驗得到一致性指標(biāo)CR，并驗證是否小于0.1。

判斷矩陣A—B見表2。

同理可以計算B—C一致性指標(biāo)CR見表3。

表3 B—C一致性指標(biāo)CR

經(jīng)一致性驗證，上述矩陣的一致性指標(biāo)為 CR，值均小于0.1，則說明上述判斷矩陣的一致性均可以接受。

2.2.2 風(fēng)險源的概率水平

二級風(fēng)險源的概率水平是由專家打分得出(Ⅳ級取 0.7;Ⅲ級取0.6;Ⅱ級取0.5;Ⅰ級取 0.3)，而一級風(fēng)險源的概率水平則是由二級風(fēng)險源的概率水平和權(quán)重值的乘積計算得出，見表 4。

表4 一級風(fēng)險源概率水平值

2.2.3 風(fēng)險概率基本值計算

結(jié)合一級風(fēng)險源中各個風(fēng)險源的概率水平和權(quán)重值可以計算風(fēng)險概率水平基本值P*，見表5。

表5 風(fēng)險概率水平基本值P*

2.2.4 綜合影響因素的確定

為了確定最終風(fēng)險概率水平，需要考慮 3個綜合影響系數(shù)的影響。

1)區(qū)域性影響系數(shù)αg。根據(jù)本工程位置及水文地質(zhì)條件，本工程基坑最大深度達(dá) 39.4m，⑤3層具有微承壓性，且厚度較大。同時⑦層，⑨層相連，取αg=1.5。

2)從業(yè)單位綜合實力影響系數(shù) αs:我司從事工程降水十余年，參與多項上海市重大基坑工程降水施工與運營管理，具有豐富的設(shè)計與施工管理經(jīng)驗，αs取 0.8。

3)環(huán)境影響系數(shù):本工程位于離市區(qū)較偏遠(yuǎn)的長興島，周邊環(huán)境較為簡單，無重要建筑物、構(gòu)筑物或地下管線。經(jīng)專家評定環(huán)境影響系數(shù)αe取 1.0。

2.2.5 減壓降水運營綜合風(fēng)險概率水平P

綜合考慮區(qū)域性影響系數(shù)、從業(yè)單位綜合實力影響系數(shù)和環(huán)境影響系數(shù)后，對基坑工程承壓水風(fēng)險概率基本值P*進(jìn)行修正，得到基坑工程承壓水風(fēng)險概率水平:

查表 6得，該基坑工程的降壓運營風(fēng)險概率水平為二級，有非常高的風(fēng)險發(fā)生的可能性。

2.2.6 減壓降水運營風(fēng)險損失等級

根據(jù)本工程的基坑規(guī)模、工程造價和工程意義等綜合分析，參考表 7，確定該基坑的風(fēng)險損失等級為一級。

表7 風(fēng)險損失等級劃分

2.2.7 降壓運營風(fēng)險等級確定

表8 風(fēng)險矩陣

根據(jù)風(fēng)險公式R=P×C，我們可以定義不同的風(fēng)險等級。為了與國內(nèi)外現(xiàn)行的工程常規(guī)風(fēng)險等級相協(xié)調(diào)，采取四級分級標(biāo)準(zhǔn)。表中的風(fēng)險等級體系必須針對每一個具體的項目及特定的風(fēng)險策略確定，根據(jù)風(fēng)險事件的概率水平等級和損失水平等級確定風(fēng)險事件的發(fā)生頻率和損失程度，并用 1～5的整數(shù)分值表示(見表 8)，將風(fēng)險概率水平分值與風(fēng)險損失水平分值相乘并進(jìn)行歸一化后得到風(fēng)險指標(biāo)R(見表9)。

表9 風(fēng)險等級劃分

通過上述風(fēng)險分析，認(rèn)為本基坑工程降壓運營過程中存在風(fēng)險，其風(fēng)險等級為一級，必須采取嚴(yán)格控制措施，避免風(fēng)險事故的發(fā)生。

3 結(jié)語

風(fēng)險分析作為一種方法，在工程領(lǐng)域正被廣泛關(guān)注著。隨著人們對風(fēng)險分析和風(fēng)險控制的重視，使得對該問題的研究不但具有理論上的意義，而且是實際工程的需要。本文通過層次分析法在降壓井運營期間的風(fēng)險分析中應(yīng)用，為下一步風(fēng)險防范和控制提供了依據(jù)。

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