合肥軌道交通黃河路站深基坑施工風險模糊層次評價

李欽三 (中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京 101100)

1 工程概況

合肥市軌道交通5號線土建3標黃河路站主體為地下三層三跨13m島式站臺車站，結構型式為矩形框架結構。主體結構總長158m，標準段結構寬度21.9m。車站地面南低北高，規劃地面標高15.85m～16.35m。站臺中心覆土約為3m，標準段基坑深度23.11m～23.50m。

標準段基坑開挖深度23.11m～23.50m，坑底位于④2層粘土。圍護結構選用Ф1000@1300鉆孔灌注樁，樁長約33m，樁底位于④2層粘土中。沿基坑深度方向設置5道支撐，第1道為鋼筋混凝土支撐，其余為鋼支撐(其中第2、3、5道為Ф609鋼支撐，第4道為Ф800 鋼支撐)。

端頭井基坑開挖深度24.87m(南)/25.44m(北)，坑底位于④2層粘土。圍護結構選用Ф1000@1300鉆孔灌注樁，樁長約36.3m，樁底位于④2層粘土中。沿基坑深度方向設置5道支撐和1道換撐，其中第1道為鋼筋混凝土支撐，其余為Ф609鋼支撐。

車站范圍內埋深約33m⑦4層粉細砂夾粉質粘土層存在承壓水，承壓水頭絕對標高為9.62m。⑦4層承壓水位于主體基坑開挖范圍內，主體圍護結構施工時采用井點降水降承壓水。

車站主體基坑開挖深度大于20m，基坑自身風險等級為一級；周邊環境風險等級為三級，工程監測等級為一級。

2 模糊層次分析法的基本原理[1-5]

③模糊運算得到綜合評判向量B。

對于單層次的評價模型，模糊綜合評判表示為：

權重集合W為一行n列的模糊矩陣，矩陣相乘即為：

其中，B稱為模糊綜合評判集，bj為稱為模糊綜合評判指標。

對于多層次的評價模型，可以先將因素集U按某種屬性劃分成S個子集合，分別作，其中：。

最后將Uj視為一個單獨元素，用Bj作為Uj的單因素評價，由此得出因素集。

單因素評價矩陣為

根據每一Uj在U中所起作用的不同程度給出權重：。

得出綜合評價矩陣

這個過程稱為二級綜合評價模型。按照同樣的程序還可以建立三級、四級和多級綜合評價模型。

④評價結論

采用最大隸屬度法獲得與最大的評價指標相對應的備選元素為評價的結果，即：。

3 風險指標體系的建立及權重

依據現場資料，結合《合肥軌道交通風險評價及應對措施》中的一些研究成果[6]，建立風險指標體系如表1所示。

4 黃河路站深基坑多級模糊綜合評價

4.1 黃河路車站深基坑一級模糊綜合評價

①基坑開挖：

歸一化得到：

②基坑支護：

黃河路站深基坑風險指標體系與權重 表1

③基坑內積水：

歸一化得到：

④基坑周邊建筑：

根據上述一級模糊綜合評價結果，利用最大隸屬度原則我們可以得到一級評價結果如表2所示。

黃河路站深基坑一級模糊評價結果等級表 表2

4.2 黃河路車站深基坑二級模糊綜合評價

①地質因素：

②人員與管理因素：

歸一化得到：

③監控與量測因素：

歸一化得到：

將上述一級模糊綜合評價結果中的基坑開挖，基坑支護，基坑內積水這三個評價結果的評價向量合成一個二級隸屬度向量：

④技術因素：

則其模糊二級合成結果分別為：

⑤環境因素：

由上述二級模糊綜合評價結果，利用最大隸屬度原則我們可以得到二級指標的風險等級如表3所示。

黃河路站深基坑二級模糊評價結果等級表 表3

4.3 黃河路車站深基坑三級模糊綜合評價

將所有2級指標的評價結果向量合成三級隸屬度矩陣：

其三級模糊合成結果為：

黃河路深基坑三級模糊評價結果等級表 表4

5 結論

黃河路車站深基坑施工風險模糊一級評價：基坑開挖風險等級為1級，基坑支護風險等級為2級，為重要風險源，而周邊建筑及管線風險等級為5級，屬于低風險。

模糊二級評價：技術因素為2級，屬主要重大風險因素，而地質、環境則相對為可接受風險。

模糊三級評價：黃河路車站基坑整體風險為2級，為具有重大風險的基坑，需采取有效的措施加以控制。