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user: 4. 车站施工风险评估 风险评估方法有定性分析法(包括专家评议法、德尔菲法、失效模式和后果分析法等)、定性定量分析法(包括事故树法、决策树法、影响图法、因果分析法、风险评价指数和矩阵法等)和定量分析法(包括层次分析法、蒙特卡洛法、风险图法和神经网络法等)。本文采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process， AHP)，将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为名个目标或准则，进而分解为多指标(或准则、约束)的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序(权数)和总排序，以作为目标(多指标)、多方案优化决策。该方法条理性强，理论基础成熟，可以处理很多用传统的最优化技术无法解决的问题，应用范围比较广，能够满足地铁车站初支拱盖法施工风险评估的需求。 4.1. 建立风险评估模型 根据识别出的风险清单，建立红岩村车站风险评估模型，如图3。 图3. 车站风险评估模型 4.2. 确定层次内相对权重 本文在专家问卷调查(是指通过专家研讨会或信函调研等方式，紧密结合工程基础性资料，确定风险清单或进一步进行风险权重分析)的基础上对得到的数据进行整理和分析，采用本章介绍的方法分别对各层次风险构造判断矩阵，同时采用风险权重计算公式计算在各层次中单个风险的相对权重，并进行一致性检验。 鉴于专家打分是构建风险判断矩阵及计算风险权重的重要依据，在具体评估时应选择具有丰富的软岩深埋地铁车站建设或初支拱盖法施工理论知识和工作经验的专家，评分应以实际工程资料和相关研究成果为依托，体现各风险因素的影响程度。 评判准则表如表3所示。 Table 3 The comparative quantitative value of factor 含义 量化值 i元素与j元素同等重要 1 i元素比j元素略重要 3 i元素比j元素较为重要 5 i元素比j元素非常重要 7 i元素比j元素绝对重要 9 两相邻判断的中间值 2，4，6，8 i元素与j元素有B ij × B ji = 1 倒数 表3. 因素对比量化值 注：同一级元素进行两两重要性对比分析，以彼此为戒尺，进行重要性比较，确定判断矩阵。 1) 求判断矩阵每行所有元素的集合平均值 ω i ¯ 。 i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ，n为 ω i ¯ = ∏ j = 1 n a i j n 为判断矩阵阶数。 2) 将 ω i ¯ 归一化，计算本层次隶属于上一层次某元素的第i个元素重要性的权值。 ω i ¯ = ω i ¯ ∑ i = 1 n ω i ¯ 3) 计算判断矩阵的最大特征值 λ max λ max = ∑ i = 1 n ( A W ) i n ω i 式中，A为判断矩阵 W = ( ω 1 ， ω 2 ， ⋯ ， ω n ) ；T(AW) i 为向量(AW)的第i个元素。 4) 一致性检验 为了考察判断矩阵对于各元素重要性的对比设定是否标准一致，需要在各层次单排序中进行一致性检验。当一致性比率CR < 0.10时，判断矩阵才有满意的一致性，否则，需要调整判断矩阵。 C I = λ max − n n − 1 C R = C I / R I 其中，RI的值如表4所示。 Table 4 The value of R 阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RI 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 表4. RI取值 综上，各层次风险判断矩阵及一致性检验如表5~9所示。 Table 5 Judgment matrix of risk 风险因素重要性 风险因素重要性 风险权重 A 1 A 2 A 3 A 4 A 1 1 1/3 2 4 0.242 A 2 3 1 4 6 0.552 A 3 1/2 1/4 1 2 0.134 A 4 1/4 1/6 1/2 1 0.072 表5. 风险A判断矩阵 计算一致指标CR = 0.0532 < 0.1，满足一致性检验要求。 Table 6 Judgment matrix of construction risk A 风险因素重要性 风险因素重要性 风险权重 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 A 16 A 17 A 18 A 19 A 11 1 1/5 2 1/6 1/4 1/3 1/4 1/3 1/3 0.032 A 12 4 1 6 1/2 1 1/2 1 2 2 0.122 A 13 1/2 1/6 1 1/8 1/5 1/7 1/6 1/4 1/4 0.021 A 14 6 2 8 1 3 2 3 4 4 0.267 A 15 4 1 5 1/3 1 1/2 1 2 2 0.114 A 16 5 2 7 1/2 2 1 2 3 3 0.190 A 17 4 1 6 1/3 1 1/2 1 2 2 0.117 A 18 3 1/2 4 1/4 1/2 1/3 1/2 1 1 0.068 A 19 3 1/2 4 1/4 1/2 1/3 1/2 1 1 0.068 表6. 施工风险A 1 判断矩阵 计算一致指标CR = 0.0687 < 0.1，满足一致性检验要求。 Table 7 Judgment matrix of technical risk A 风险因素重要性 风险因素重要性 风险权重 A 21 A 22 A 23 A 24 A 25 A 21 1 1/3 1/5 1/6 1/6 0.044 A 22 3 1 1/3 1/4 1/4 0.088 A 23 5 3 1 1/2 1/2 0.200 A 24 6 4 2 1 1 0.334 A 25 6 4 2 1 1 0.334 表7. 技术风险A 2 判断矩阵 计算一致指标CR = 0.0752 < 0.1，满足一致性检验要求。 Table 8 Judgment matrix of manage risk A 风险因素重要性 风险因素重要性 风险权重 A 31 A 32 A 33 A 34 A 35 A 31 1 1 1/2 1/4 1/3 0.088 A 32 1 1 1/2 1/4 1/3 0.088 A 33 2 2 1 1/3 1/2 0.153 A 34 4 4 3 1 2 0.414 A 35 3 3 2 1/2 1 0.258 表8. 管理风险A 3 判断矩阵 计算一致指标CR = 0.0843 < 0.1，满足一致性检验要求。 Table 9 Judgment matrix of manage risk A 风险因素重要性 风险因素重要性 风险权重 A 41 A 42 A 43 A 44 A 41 1 1/3 1/3 1/4 0.088 A 42 3 1 1 1/2 0.239 A 43 3 1 1 1/2 0.239 A 44 4 2 2 1 0.433 表9. 管理风险A 4 判断矩阵 计算一致指标CR = 0.0869 < 0.1，满足一致性检验要求。 综上看来，每一层判断矩阵均符合一致性检验条件，足以说明专家打分情况较好，能够体现出重庆轨道交通九号线一期工程红岩村车站的风险问题。 4.3. 风险评估结果 按照递阶层次从上到下逐层计算得到最低层风险事件关于最高层总目标的重要性权值，并进行排序，如表10所示。 Table 1 0 Overall risk weigh 风险权重 A i 层次 A ij 权重 排序 A ij 层次 A 1 A 2 A 3 A 4 名称 编号 0.242 0.552 0.134 0.072 爆破施工不合格 A 11 0.032 0.0078 18 爆破影响初期支护 A 12 0.122 0.0296 9 锚杆施工不合格 A 13 0.021 0.0051 20 喷射混凝土厚度不够 A 14 0.267 0.0647 3 掌子面封闭不及时 A 15 0.114 0.0277 11 临时支撑拆除过早 A 16 0.190 0.0459 6 单次拆撑长度过大 A 17 0.117 0.0283 10 监测点布设不合格 A 18 0.068 0.0165 15 监控量测不及时 A 19 0.068 0.0165 15 爆破设计不合理造成超欠挖 A 21 0.044 0.0241 12 地质勘察离散性大 A 22 0.088 0.0488 5 开挖工序设计不合理 A 23 0.200 0.1106 2 初支设计强度不足 A 24 0.334 0.1842 1 位移控制基准设定不合理 A 25 0.334 0.1842 1 管理制度不完善，未严格落实 A 31 0.088 0.0118 17 组织架构不合理，执行力不足 A 32 0.088 0.0118 17 人员安全意识不足 A 33 0.153 0.0205 13 现场管理不足，施工混乱 A 34 0.414 0.0554 4 监管缺失，问题整改不到位 A 35 0.258 0.0345 8 地下管线发生位移 A 41 0.242 0.0174 14 周边建筑物发生位移 A 42 0.552 0.0397 7 道路下沉 A 43 0.134 0.0096 16 人防隧道变形 A 44 0.072 0.0052 19 表10. 风险整体权重 从表8中，我们可以看出该工程最大的风险为“初支设计强度不足以及位移基准设计不合理”，此外，风险权重大于0.05的风险源还有开挖工序设计不合理、岩土参数离散性大、喷射混凝土厚度不够和临时支撑拆除过早，主要都集中在技术风险方面，需给予重点关注，这可能是因为初支拱盖法第一次应用于深埋地铁车站，尚未有类似工程经验做参考，在设计方面可能存在较大不确定性，因此，需要我们重点关注并提出针对性的预防和应对措施，同时加强对初支拱盖法在深埋地层中施工安全性的研究。此外，各风险因素在地铁工程施工过程中的权重会随着工程的推进不断变化，可在今后的风险分析相关研究中引入时间因子，使风险评估结果更加科学合理有效。