隧道爆破參數設計合理性的模糊綜合評判

孫　亮，王文濤劉清泉

（四川省煤田地質局一四一隊，四川德陽618000）

隧道爆破參數設計合理性的模糊綜合評判

孫亮*，王文濤劉清泉

（四川省煤田地質局一四一隊，四川德陽618000）

通過模糊評判對隧道爆破參數合理性進行分析，避免了人為主觀因素的影響，更加符合實際情況，較為客觀地評價了爆破中裝藥量、炮眼數量、炮孔間距、最小抵抗線、炮孔深度、不耦合系數等因素對爆破效果的影響。

隧道爆破；模糊評判；權重集

我國近20年大力發展基礎設施建設,中西部地區鐵路、公路建設采用隧道方案較盤山繞行方案更加合理經濟。隨著中西部大開發以及國家多個五年計劃的實施，山區鐵路公路隧道建設規模數量都不斷增加。巖體力學理論在隧道建設中應用產生了新奧法理論，圍巖作為巖體壓力產生的原因同時又是承受自身壓力的主體，保護圍巖利用圍巖作為基點，從設計到施工全過程中都應該盡可能減少對圍巖的破壞，防止圍巖出現惡化，從而實現圍巖穩定能力得以保存和提高。限于目前技術水平和勞動力市場經濟因素等，目前我國隧道施工采用“鉆爆法”進行開挖作業，工程爆破設計過程中對圍巖級別判別缺乏足夠的認識，很容易造成爆破參數設計和實際情況不符，造成了圍巖穩定受到破壞，隧道超挖、欠挖時常發生，浪費炸藥增加建設投資，還可能隧道塌方，甚至人員傷亡。因此爆破參數設計的合理性是隧道施工人員在隧道開挖中正待考慮的問題。巖體是一種模糊聚合體，巖石、巖體的力學物理參數均是同時含有隨機不確定性和模糊不確定性的隨機一模糊變量，爆破參數設計是否合理可以通過模糊綜合評判對各參數的合理性進行評判。

1　隧道爆破參數的數學模型

上述評價體系中的因素不是唯一確定值，具有一定的模糊性，因此，采用模糊綜合評判對隧道爆破參數進行判斷。應用模糊數學對一項決策進行綜合評判主要涉及4個要素，即因素集U、評語集v、單因素評價矩陣R以及權重分配向量A。具體評價步驟如下：

確定因素集合U，對U作劃分P，將其分成n個子集U1，U2，…，Un滿足：

確定U的諸因素權重分配向量A：

確定Ui的評語集v：

對U的每個因素進行單因素評價，得評價矩陣：

式中：rim=(i=1，2，…，n) 表示第i個因素給予評語vi1的隸屬度。

對U進行中和評判，得二級模糊綜合評判結果為：

B=A×R

根據多層次綜合評價的原理，對多個評判對象進行評判，得出各個對象的綜合評判值向量。對各個評語的打分進行加權求和，得綜合評判的總分，最后根據總分的大小來進行比較優劣。

2　模糊評判

權重在模糊決策中起著非常重要的作用，它反映各個指標在綜合決策過程中所占有的地位或所起的作用，直接影響到綜合評價的結果?，F階段確定權重的常用方法有經驗確定法、統計方法、模糊協調決策法、模糊關系方程法、層次分析法、熵權法等。本文權重的確定采用專家咨詢調查法[2]?？紤]到隧道爆破參數涉及到各種因素，因此專家應從有經驗的爆破專家中選取。

設計調查表格并測評：結合子因素設計相應表格并請有經驗的專家測評，通常在5個評價等級V={很差,較差,好,較好，很好 }。而對爆破結果的影響程度依次是裝藥量、炮眼數量、炮孔間距、最小抵抗線、炮孔深度、不耦合系數等因素，權重集可確定為：

單因素評判矩陣R為：

模糊綜合評判結果為：

這一評判結果表明：此類圍巖的爆破參數設計中,爆破的效果很差為10%，較差為10%，一般為20%，較好為30%，很好為30%，從中可以的出該爆破參數是合理的。

3　結論

（1）模糊評判可以較好的避免了主觀因素，具有較強的客觀性，比較符合工程實際情況；

（2）爆破參數設計中各因素所起作用因圍巖級別不同而不相同，應根據實際情況予以分析；

（3）在評價因素的選取上，必須通過實地的調查分析，取對隧道爆破掘進影響較大的因素作為評判因子；

（4）利用模糊評判方法來評價圍巖爆破參數設計的合理性是可行的，但在隸屬函數的構造上，如何正確的進行圍巖的分級等須進一步進行分析和論證。

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Fuzzy Comprehensive Evaluation of Rationality of Tunnel Blasting Parameters Design

SUN Liang,WANG Weng-tao,LIU Qing-quan
(141 Team of Sichuan Coalfield Geology Bureau,Deyang Sichuan 618000,China)

Through the fuzzy comprehensive evaluation of tunnel blasting parameters rationality,to avoid the influence of subjective factors,more in line with the actual situation,the paper objectively evaluate the effect of blasting with dosage,hole spacing,hole number,minimum resistance line,hole depth,coupling coefficient and other factors on blasting effect.

tunnel blasting；fuzzy evaluation；weight set

U45

A

1004-5716(2016)11-0189-02

2015-12-30

2016-01-07

孫亮（1982-），男（漢族），浙江江山人，工程師、注冊巖土工程師、一級結構工程師，現從事巖土工程勘察技術審核工作。