輸水隧洞工程TBM施工安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

輸水隧洞工程TBM施工安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

宮治軍

(遼寧省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督中心站， 沈陽(yáng)110003)

【摘要】針對(duì)輸水隧洞工程TBM施工的特點(diǎn)，構(gòu)建了TBM施工安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并且運(yùn)用AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行了計(jì)算分析，可為我國(guó)輸水隧洞工程TBM施工安全指標(biāo)評(píng)價(jià)提供參考。

【關(guān)鍵詞】隧洞工程； TBM施工； 安全評(píng)價(jià)； AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TV554文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Construction of Water Delivery Tunnel Project TBM Construction

Safety Indicator Evaluation System

GONG Zhi-jun

(LiaoningWaterConservancyProjectConstructionQualityandSafetySupervisionCentralStation,Shenyang

110003,China)

Abstract：TBM construction safety indicator evaluation system is constructed according to characteristics of water delivery tunnel project TBM construction. AHP—fuzzy comprehensive evaluation method is utilized for calculation and analysis, thereby providing reference for water delivery tunnel project TBM construction safety indicator evaluation in China.

Keywords：tunnel project; TBM construction; safety evaluation; AHP—fuzzy comprehensive evaluation

目前，我國(guó)主要采用長(zhǎng)距離引水輸水隧洞的形式進(jìn)行跨流域調(diào)水。這些隧洞埋深大、距離長(zhǎng)、地質(zhì)條件復(fù)雜，給工程施工帶來(lái)了很大的困難。全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine, 簡(jiǎn)稱TBM)具有施工速度快、安全性高、隧洞成形好以及對(duì)圍巖影響小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為世界上隧洞開(kāi)挖的主要方法[1]。

本文以TBM施工安全為評(píng)價(jià)對(duì)象，通過(guò)選取全面系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建了TBM施工安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，旨在為我國(guó)TBM施工的安全管理提供參考。

1TBM施工安全評(píng)價(jià)體系

1.1AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)是將層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法有機(jī)結(jié)合，即通過(guò)層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)確定評(píng)價(jià)模糊矩陣[2]。

1.2確定低碳評(píng)價(jià)指標(biāo)

通過(guò)查閱相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和TBM施工的技術(shù)資料[3-4]，咨詢專家，聽(tīng)取建議，確定了26個(gè)輸水隧洞工程TBM施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，如下頁(yè)表1所列。

表1　輸水隧洞工程TBM施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.3評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

邀請(qǐng)專家對(duì)評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)用標(biāo)度方法進(jìn)行兩兩比較打分，得到判斷矩陣并計(jì)算權(quán)重，進(jìn)行單層次和層次總排序，并通過(guò)一致性檢驗(yàn)，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重集W，如右表2所列。

1.4建立評(píng)價(jià)因素集

評(píng)價(jià)因素集為層次分析法得到的各層次相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：

因素集U={B1, B2, …,B5}

子因素集U′={C1, C2, …C12}

表2　TBM施工安全指標(biāo)及權(quán)重

1.5確定等級(jí)評(píng)語(yǔ)集

等級(jí)評(píng)語(yǔ)集由評(píng)價(jià)對(duì)象可能做出的評(píng)價(jià)結(jié)果所組成，可表示為：

V={v1,v2,v3,…,vm}

式中vi(i=1, 2, …，m)是評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，m是等級(jí)評(píng)語(yǔ)次數(shù)。本文的四個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)為{好，較好，一般，差}。

1.6確定評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度

采用專家投票法統(tǒng)計(jì)確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度。

設(shè)專家組總?cè)藬?shù)為N，對(duì)第i個(gè)指標(biāo)投第j級(jí)別的人數(shù)為nij，其隸屬度為rij=nij/N，投票結(jié)果如下頁(yè)表3所列。

表3　評(píng)價(jià)指標(biāo)專家投票及隸屬度計(jì)算

1.7確定評(píng)價(jià)模糊矩陣

將26個(gè)指標(biāo)值代入各自的隸屬函數(shù)或統(tǒng)計(jì)表中，計(jì)算第i個(gè)指標(biāo)第j級(jí)的隸屬度rij，并作歸一化處理，全體rij的集合構(gòu)成了評(píng)價(jià)矩陣R：

1.8選取評(píng)價(jià)模型

依據(jù)權(quán)重集W和評(píng)價(jià)矩陣R進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得到模糊綜合評(píng)價(jià)模型：

式中：bj(j=1, 2, 3, 4)為模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。依據(jù)最大隸屬度原則，選擇最大的bj所對(duì)應(yīng)的等級(jí)評(píng)語(yǔ)作為綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果。

2算例

2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文以輸水隧洞工程TBM施工項(xiàng)目為對(duì)象進(jìn)行算例計(jì)算。經(jīng)10名專家投票得到上述安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的投票結(jié)果，進(jìn)而計(jì)算得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度，如右表4所列。

2.2綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)模型計(jì)算，得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：

B=WT·R=(0.502,0.386,0.103,0.009)

結(jié)果說(shuō)明有50.2%的比例認(rèn)為該項(xiàng)目的安全評(píng)

表4　專家投票結(jié)果及指標(biāo)隸屬度

價(jià)結(jié)果為好，38.6%的比例認(rèn)為該項(xiàng)目的安全評(píng)價(jià)結(jié)果較好，10.3%的比例認(rèn)為該項(xiàng)目的安全評(píng)價(jià)結(jié)果為一般，0.9%的比例認(rèn)為該項(xiàng)目的安全評(píng)價(jià)結(jié)果為差。按照最大隸屬度原則，該項(xiàng)目安全評(píng)價(jià)結(jié)果為0.502，對(duì)應(yīng)結(jié)論為“好”。

按照百分制將TBM施工安全評(píng)價(jià)結(jié)果分為四個(gè)等級(jí)，如表5所列。

表5　TBM施工安全等級(jí)劃分

此算例安全評(píng)價(jià)結(jié)果為：

G=90b2+80b2+70b2+60b4=83.81

得分對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)為二級(jí)。

3結(jié)論

a.本文建立了輸水隧洞工程TBM施工安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并通過(guò)算例說(shuō)明了計(jì)算過(guò)程，計(jì)算結(jié)果能夠較為有效地評(píng)價(jià)TBM施工安全管理情況。

b.本文提出的TBM安全等級(jí)劃分和評(píng)價(jià)方法可以為類似的安全等級(jí)評(píng)價(jià)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)金秀,王建宇,范文田.全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].世界隧道,1998(4):1-5.

[2]許樹(shù)柏.實(shí)用決策方法:層次分析法原理[M].天津:天津大學(xué)出版社,1988.

[3]余明暉,楊浩.水利水電施工現(xiàn)場(chǎng)安全評(píng)價(jià)方法的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010(12):10410-10413.

[4]鄭楊.引水工程安全運(yùn)行的模糊綜合評(píng)價(jià)[D].天津大學(xué),2007.