基于改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法的地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)評(píng)估與防控策略研究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景隨著城市化進(jìn)程的加速，城市人口數(shù)量急劇增長(zhǎng)，交通擁堵問題愈發(fā)嚴(yán)重。地鐵作為一種大運(yùn)量、高效率、節(jié)能環(huán)保的城市軌道交通方式，能夠有效緩解城市交通壓力，提高居民出行效率，因此在各大城市得到了廣泛的建設(shè)與發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)地鐵建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。截至2023年底，全國(guó)城市地鐵建設(shè)運(yùn)營(yíng)總長(zhǎng)度達(dá)8543.11公里，2023年城市地鐵建設(shè)運(yùn)營(yíng)凈增長(zhǎng)長(zhǎng)度為534.94公里，占全年城市軌道運(yùn)營(yíng)線路凈增長(zhǎng)長(zhǎng)度的61.73%。上海、北京地鐵運(yùn)營(yíng)里程在全國(guó)位列前二，2022年運(yùn)營(yíng)里程依次為795.37公里、722.08公里，合計(jì)占全國(guó)地鐵運(yùn)營(yíng)總里程比例的18.9%；深圳、廣東、成都、杭州這四個(gè)城市的2022年地鐵運(yùn)營(yíng)線路長(zhǎng)度均已超過(guò)500公里。從全球范圍來(lái)看，中國(guó)同樣是全球地鐵運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的國(guó)家，占全球的比重達(dá)到48.60%，接近一半。在全球地鐵運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的10個(gè)城市中，來(lái)自中國(guó)的北京、上海、成都3個(gè)城市分別位居全球前三名。在地鐵建設(shè)過(guò)程中，深基坑施工是極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。地鐵車站通常采用深基坑施工，然而其面臨著諸多挑戰(zhàn)，如地質(zhì)條件復(fù)雜、施工環(huán)境惡劣等，導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)較高。深基坑工程是指在城市建設(shè)中，為滿足建筑物、地下設(shè)施等建設(shè)需要，在地表以下開挖深度大于等于5m的工程項(xiàng)目，具有高風(fēng)險(xiǎn)性、復(fù)雜性和不確定性等特點(diǎn)。在施工過(guò)程中，涉及大量的土方開挖和支撐結(jié)構(gòu)安裝，作業(yè)面狹窄且環(huán)境復(fù)雜，同時(shí)基坑周邊建筑物和地下管線密集，施工過(guò)程中容易引發(fā)地面沉降、邊坡失穩(wěn)、地下水位下降等不良影響，給周邊環(huán)境帶來(lái)安全隱患。例如，2003年7月上海地鐵4號(hào)線黃浦江隧道口工地發(fā)生地面沉降；2004年4月廣州地鐵3號(hào)線某站地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)突然出現(xiàn)塌方，造成車站北端周邊范圍內(nèi)出現(xiàn)沉降。這些事故不僅造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)人員安全和社會(huì)穩(wěn)定產(chǎn)生了負(fù)面影響。由于地鐵深基坑施工的復(fù)雜性和不確定性，施工過(guò)程中存在著眾多風(fēng)險(xiǎn)因素，如地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)（軟土、砂土液化、淤泥質(zhì)土等不良地質(zhì)條件可能導(dǎo)致基坑失穩(wěn)、坍塌；地下水影響可能引發(fā)涌水、流砂等問題；地質(zhì)斷層、溶洞等可能導(dǎo)致突水、突泥等災(zāi)害）、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（鄰近建筑物的荷載及基礎(chǔ)類型對(duì)基坑變形有直接影響，可能引發(fā)建筑物開裂、傾斜；施工可能對(duì)地下管線及設(shè)施造成破壞，影響城市正常運(yùn)行；地鐵深基坑施工往往位于城市交通繁忙區(qū)域，交通荷載對(duì)基坑穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響）、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)（不同的施工方法如明挖法、暗挖法、蓋挖法等，選擇不當(dāng)可能導(dǎo)致施工效率低下、安全事故頻發(fā)；支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)失效；土方開挖順序、速度及運(yùn)輸方式等直接影響基坑穩(wěn)定性，處理不當(dāng)易引發(fā)基坑坍塌、滑坡等事故）以及項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)（施工組織設(shè)計(jì)不合理可能導(dǎo)致施工效率低下、資源浪費(fèi)；安全管理不到位是引發(fā)各類安全事故的主要原因之一；質(zhì)量監(jiān)控不嚴(yán)格可能導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)一系列安全問題）。這些風(fēng)險(xiǎn)因素相互交織，使得地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估變得至關(guān)重要。準(zhǔn)確有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能夠幫助施工方提前識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，從而保障施工安全，降低事故發(fā)生的概率，減少經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估還有助于優(yōu)化施工方案，提高施工效率，確保工程按時(shí)完成。因此，對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.1.2研究意義本研究基于改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)展開研究，具有重要的理論與實(shí)踐意義。從理論層面來(lái)看，目前地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法眾多，但每種方法都存在一定的局限性。傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法往往難以全面考慮地鐵深基坑施工過(guò)程中的復(fù)雜因素，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不夠準(zhǔn)確。而模糊綜合評(píng)判法雖然在一定程度上能夠處理模糊和不確定性問題，但在指標(biāo)權(quán)重確定、隸屬度函數(shù)選取等方面還存在改進(jìn)空間。本研究通過(guò)對(duì)模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠更準(zhǔn)確地處理地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的模糊性和不確定性，完善了地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的理論體系，為后續(xù)相關(guān)研究提供了新的思路和方法，推動(dòng)了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論在地鐵工程領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。在實(shí)踐方面，本研究成果具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以為地鐵深基坑施工提供科學(xué)的決策依據(jù)。施工方能夠根據(jù)評(píng)估結(jié)果，提前制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，有效降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率和影響程度，從而保障施工人員的生命安全，減少事故對(duì)周邊環(huán)境和居民生活的影響。例如，通過(guò)對(duì)地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，施工方可以提前采取地基加固、降水等措施，防止基坑失穩(wěn)、坍塌等事故的發(fā)生；對(duì)周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，有助于施工方提前制定保護(hù)周邊建筑物和地下管線的方案，避免施工對(duì)其造成破壞。同時(shí)，合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估還可以幫助施工方優(yōu)化施工方案，合理安排施工進(jìn)度和資源配置，提高施工效率，降低工程成本。通過(guò)對(duì)施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，施工方可以及時(shí)調(diào)整施工方法、加強(qiáng)安全管理和質(zhì)量監(jiān)控，避免因施工技術(shù)不當(dāng)或管理不善導(dǎo)致的資源浪費(fèi)和工期延誤，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。此外，本研究成果對(duì)于整個(gè)地鐵建設(shè)行業(yè)也具有重要的借鑒意義，能夠促進(jìn)地鐵建設(shè)行業(yè)的安全、穩(wěn)定發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)研究現(xiàn)狀國(guó)外在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)研究方面起步較早，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已形成了較為完善的理論體系和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別上，學(xué)者們通過(guò)大量的工程案例分析和實(shí)地調(diào)研，全面梳理了可能影響地鐵深基坑施工的各類風(fēng)險(xiǎn)因素。例如，Rowe等學(xué)者對(duì)地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入研究，分析了不同地質(zhì)條件下基坑的穩(wěn)定性問題，指出軟土、砂土液化等不良地質(zhì)條件是導(dǎo)致基坑失穩(wěn)、坍塌的重要原因；在周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)方面，他們研究了鄰近建筑物的荷載及基礎(chǔ)類型對(duì)基坑變形的影響，以及施工對(duì)地下管線及設(shè)施的破壞風(fēng)險(xiǎn)；在施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)研究中，探討了不同施工方法的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，以及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理和土方開挖不當(dāng)所帶來(lái)的安全隱患；在項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)方面，分析了施工組織設(shè)計(jì)不合理、安全管理不到位和質(zhì)量監(jiān)控不嚴(yán)格等問題對(duì)工程的影響。在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法上，國(guó)外學(xué)者提出了多種定量和定性相結(jié)合的評(píng)估方法。如風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，通過(guò)將風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率和后果嚴(yán)重程度進(jìn)行量化，在二維矩陣中直觀展示風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，幫助決策者快速了解風(fēng)險(xiǎn)狀況；故障樹分析法（FTA），以故障為頂事件，通過(guò)邏輯門關(guān)系分析導(dǎo)致故障的各種直接和間接原因，構(gòu)建故障樹模型，從而計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，找出關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素；層次分析法（AHP），將復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)問題分解為多個(gè)層次，通過(guò)兩兩比較確定各因素的相對(duì)重要性權(quán)重，進(jìn)而對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。這些方法在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用，取得了較好的效果。在風(fēng)險(xiǎn)控制措施方面，國(guó)外強(qiáng)調(diào)從工程設(shè)計(jì)、施工過(guò)程管理和應(yīng)急預(yù)案制定等多個(gè)環(huán)節(jié)入手。在工程設(shè)計(jì)階段，充分考慮地質(zhì)條件和周邊環(huán)境因素，優(yōu)化基坑設(shè)計(jì)方案，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性；在施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)和質(zhì)量的管理，嚴(yán)格按照規(guī)范操作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑的變形和周邊環(huán)境的變化，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)；同時(shí)，制定完善的應(yīng)急預(yù)案，配備必要的應(yīng)急物資和設(shè)備，定期組織應(yīng)急演練，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。國(guó)內(nèi)對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的研究雖然起步相對(duì)較晚，但近年來(lái)隨著地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，相關(guān)研究也取得了顯著進(jìn)展。在風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者結(jié)合我國(guó)城市地鐵建設(shè)的特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了更為細(xì)致的分析。例如，考慮到我國(guó)城市人口密集、地下空間開發(fā)利用程度高的特點(diǎn)，進(jìn)一步研究了施工場(chǎng)地狹窄、交通擁堵等因素對(duì)施工的影響；在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，如巖溶地區(qū)、軟土地區(qū)等，深入研究了特殊地質(zhì)條件下的風(fēng)險(xiǎn)因素，以及對(duì)周邊建筑物和地下管線的影響。在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法上，國(guó)內(nèi)學(xué)者在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。除了應(yīng)用傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法外，還引入了一些新的技術(shù)和理論。如模糊綜合評(píng)價(jià)法，將模糊數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，通過(guò)構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣和確定隸屬度函數(shù)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化處理，綜合考慮多種因素，得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的不確定性推理能力，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果關(guān)系進(jìn)行建模，能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率和影響程度；灰色關(guān)聯(lián)分析法，通過(guò)分析風(fēng)險(xiǎn)因素與風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度，確定主要風(fēng)險(xiǎn)因素，為風(fēng)險(xiǎn)控制提供依據(jù)。在風(fēng)險(xiǎn)控制措施方面，國(guó)內(nèi)注重結(jié)合工程實(shí)際情況，采取針對(duì)性的措施。例如，在施工過(guò)程中，引入信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑變形、地下水位等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)；利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控，提前發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問題，優(yōu)化施工方案；加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)和管理，提高其安全意識(shí)和操作技能，確保施工過(guò)程的安全。然而，目前國(guó)內(nèi)外在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)研究方面仍存在一些不足之處。在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別上，雖然已經(jīng)識(shí)別出了大部分常見的風(fēng)險(xiǎn)因素，但對(duì)于一些潛在的、復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)因素，如不同風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用和耦合效應(yīng)，以及施工過(guò)程中突發(fā)的不確定性因素，還缺乏深入的研究和全面的認(rèn)識(shí)；在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法上，現(xiàn)有的方法雖然各有優(yōu)勢(shì)，但都存在一定的局限性，如主觀性較強(qiáng)、對(duì)數(shù)據(jù)的依賴性較大等，難以準(zhǔn)確地評(píng)估地鐵深基坑施工過(guò)程中的復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)；在風(fēng)險(xiǎn)控制措施方面，雖然已經(jīng)提出了多種控制措施，但在實(shí)際工程中，由于施工條件的復(fù)雜性和多變性，一些控制措施的實(shí)施效果并不理想，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制措施的有效性和可行性研究。1.2.2模糊綜合評(píng)判法研究現(xiàn)狀模糊綜合評(píng)判法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，由我國(guó)學(xué)者汪培莊在20世紀(jì)80年代提出。該方法以模糊數(shù)學(xué)中的模糊變換和合成原理為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣和確定隸屬度函數(shù)，將多個(gè)模糊因素對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象的影響進(jìn)行綜合考慮，從而得出對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。其基本原理是將評(píng)價(jià)因素集合與評(píng)價(jià)等級(jí)集合之間的關(guān)系用模糊關(guān)系矩陣來(lái)表示，通過(guò)模糊變換將評(píng)價(jià)因素的權(quán)重向量與模糊關(guān)系矩陣進(jìn)行合成，得到被評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)于各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度向量，進(jìn)而確定被評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)。模糊綜合評(píng)判法具有能夠處理模糊和不確定性信息、綜合考慮多個(gè)因素的影響、評(píng)價(jià)結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)，因此在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在工程領(lǐng)域，它被用于工程質(zhì)量評(píng)價(jià)、工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、工程方案優(yōu)選等方面。例如，在建筑工程質(zhì)量評(píng)價(jià)中，通過(guò)建立質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)建筑工程的各個(gè)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而得出工程的整體質(zhì)量等級(jí)；在橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，考慮到橋梁建設(shè)過(guò)程中的各種不確定因素，如地質(zhì)條件、施工技術(shù)、環(huán)境因素等，利用模糊綜合評(píng)判法對(duì)橋梁工程的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，為風(fēng)險(xiǎn)控制提供依據(jù)。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，模糊綜合評(píng)判法用于環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等。例如，在大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，選取二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等污染物作為評(píng)價(jià)因素，通過(guò)確定各因素的隸屬度函數(shù)和權(quán)重，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷大氣環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣；在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，對(duì)水體中的化學(xué)需氧量、氨氮、總磷等指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，評(píng)估水體的污染程度。在經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域，模糊綜合評(píng)判法可用于企業(yè)績(jī)效評(píng)價(jià)、投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析等。比如，在企業(yè)績(jī)效評(píng)價(jià)中，從財(cái)務(wù)指標(biāo)、非財(cái)務(wù)指標(biāo)等多個(gè)方面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià)，為企業(yè)的管理決策提供參考；在投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，考慮市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、信用風(fēng)險(xiǎn)、操作風(fēng)險(xiǎn)等多種因素，利用模糊綜合評(píng)判法對(duì)投資項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，幫助投資者做出合理的投資決策。在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，模糊綜合評(píng)判法也逐漸得到應(yīng)用。學(xué)者們通過(guò)構(gòu)建地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重和隸屬度函數(shù)，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。例如，郭健等學(xué)者采用梯形隸屬函數(shù)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)事件的隸屬度，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；李立新等學(xué)者依據(jù)地鐵車站基坑工程安全評(píng)價(jià)體系的基本框架，構(gòu)建地鐵車站基坑工程的指標(biāo)體系，通過(guò)專家調(diào)查確定各因素權(quán)重，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)地鐵車站基坑工程的安全性進(jìn)行較為全面、合理地評(píng)價(jià)。然而，在應(yīng)用過(guò)程中，模糊綜合評(píng)判法也存在一些問題，如指標(biāo)權(quán)重的確定主觀性較強(qiáng)，不同的專家可能給出不同的權(quán)重值，影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性；隸屬度函數(shù)的選取缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的選取方法可能導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的差異；對(duì)于復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)，模糊綜合評(píng)判法的計(jì)算過(guò)程較為繁瑣，且難以直觀地反映風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互關(guān)系。針對(duì)這些問題，一些學(xué)者提出了改進(jìn)措施，如采用層次分析法、熵權(quán)法等方法確定指標(biāo)權(quán)重，以減少主觀性；結(jié)合實(shí)際工程數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化隸屬度函數(shù)的選取；將模糊綜合評(píng)判法與其他方法相結(jié)合，如與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論等相結(jié)合，提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和可靠性。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究聚焦于地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)，基于改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法展開全面深入的研究，具體內(nèi)容如下：地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)因素分析：全面梳理地鐵深基坑施工過(guò)程中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素，將其歸納為地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)四大類。地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)涵蓋軟土、砂土液化、淤泥質(zhì)土等不良地質(zhì)條件導(dǎo)致的基坑失穩(wěn)、坍塌風(fēng)險(xiǎn)，以及地下水影響引發(fā)的涌水、流砂問題，還有地質(zhì)斷層、溶洞等造成的突水、突泥災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)包括鄰近建筑物荷載及基礎(chǔ)類型對(duì)基坑變形的影響，可能引發(fā)的建筑物開裂、傾斜問題，施工對(duì)地下管線及設(shè)施的破壞風(fēng)險(xiǎn)，以及交通荷載對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響；施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)涉及不同施工方法選擇不當(dāng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的支護(hù)結(jié)構(gòu)失效風(fēng)險(xiǎn)，以及土方開挖順序、速度及運(yùn)輸方式不當(dāng)引發(fā)的基坑坍塌、滑坡風(fēng)險(xiǎn)；項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)包含施工組織設(shè)計(jì)不合理造成的施工效率低下、資源浪費(fèi)問題，安全管理不到位引發(fā)的各類安全事故，以及質(zhì)量監(jiān)控不嚴(yán)格導(dǎo)致的施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問題。通過(guò)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)因素的深入分析，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法原理與應(yīng)用：深入剖析傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的局限性，如指標(biāo)權(quán)重確定主觀性較強(qiáng)、隸屬度函數(shù)選取缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等問題。針對(duì)這些不足，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，運(yùn)用層次分析法（AHP）與熵權(quán)法相結(jié)合的方式確定指標(biāo)權(quán)重，以充分考慮主觀經(jīng)驗(yàn)和客觀數(shù)據(jù)，減少主觀性；結(jié)合實(shí)際工程數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)，采用三角形隸屬度函數(shù)與梯形隸屬度函數(shù)相結(jié)合的方法優(yōu)化隸屬度函數(shù)的選取，提高其準(zhǔn)確性。詳細(xì)闡述改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法的計(jì)算步驟，包括構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、確定指標(biāo)權(quán)重、建立模糊關(guān)系矩陣、進(jìn)行模糊合成運(yùn)算等，為地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)、準(zhǔn)確的方法。實(shí)例分析：選取某實(shí)際地鐵深基坑工程項(xiàng)目作為研究對(duì)象，收集該項(xiàng)目的地質(zhì)勘察報(bào)告、施工方案、周邊環(huán)境資料等相關(guān)數(shù)據(jù)。運(yùn)用改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法對(duì)該項(xiàng)目的施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，明確主要風(fēng)險(xiǎn)因素。對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行深入分析，探討其合理性和可靠性，與實(shí)際施工情況進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，進(jìn)一步說(shuō)明改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的有效性和實(shí)用性。風(fēng)險(xiǎn)控制策略制定：依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，針對(duì)性地制定地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)控制策略。對(duì)于地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)，采取地基加固、降水、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等措施；針對(duì)周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施建筑物保護(hù)、管線遷移或加固、交通疏導(dǎo)等措施；對(duì)于施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化施工方法、加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制、合理安排土方開挖順序和速度等；針對(duì)項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)，完善施工組織設(shè)計(jì)、加強(qiáng)安全管理和質(zhì)量監(jiān)控、提高人員素質(zhì)等。同時(shí)，建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，以便采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，降低風(fēng)險(xiǎn)損失。1.3.2研究方法本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，以確保研究的科學(xué)性、全面性和有效性：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)、模糊綜合評(píng)判法等方面的文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、工程案例等。通過(guò)對(duì)這些文獻(xiàn)的梳理和分析，了解相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及存在的問題，總結(jié)前人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)，為本研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和研究思路。同時(shí)，關(guān)注行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和政策法規(guī)，確保研究符合實(shí)際工程需求和相關(guān)要求。實(shí)例分析法：選取具有代表性的地鐵深基坑工程項(xiàng)目進(jìn)行深入研究，詳細(xì)收集項(xiàng)目的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工技術(shù)、項(xiàng)目管理等方面的信息和數(shù)據(jù)。運(yùn)用改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法對(duì)該項(xiàng)目的施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果與實(shí)際施工情況進(jìn)行對(duì)比分析。通過(guò)實(shí)例分析，驗(yàn)證改進(jìn)方法的有效性和可行性，同時(shí)深入了解地鐵深基坑施工過(guò)程中的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)狀況，為風(fēng)險(xiǎn)控制策略的制定提供實(shí)際依據(jù)。定性與定量結(jié)合法：在風(fēng)險(xiǎn)因素分析階段，采用定性分析方法，對(duì)地鐵深基坑施工過(guò)程中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行全面識(shí)別和分類，深入分析其產(chǎn)生的原因和可能導(dǎo)致的后果。在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，運(yùn)用改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行定量分析，將定性的風(fēng)險(xiǎn)因素轉(zhuǎn)化為定量的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，使評(píng)估結(jié)果更加客觀、準(zhǔn)確。在風(fēng)險(xiǎn)控制策略制定階段，結(jié)合定性分析的結(jié)果，綜合考慮各種因素，制定出具有針對(duì)性和可操作性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，實(shí)現(xiàn)定性與定量分析的有機(jī)結(jié)合，全面提高研究的質(zhì)量和水平。二、地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)因素分析2.1地鐵深基坑施工特點(diǎn)2.1.1施工環(huán)境復(fù)雜地鐵深基坑施工通常位于城市中心區(qū)域，周邊建筑物密集，地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，交通流量大。在某繁華商業(yè)區(qū)進(jìn)行地鐵車站深基坑施工時(shí)，周邊緊鄰著多棟高層商業(yè)建筑和居民樓，這些建筑物的基礎(chǔ)形式多樣，年代跨度大，對(duì)基坑變形的承受能力各不相同?；娱_挖過(guò)程中產(chǎn)生的土體位移和沉降，可能導(dǎo)致周邊建筑物出現(xiàn)墻體開裂、基礎(chǔ)下沉等問題，嚴(yán)重影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全。此外，城市地下分布著給排水、燃?xì)狻㈦娏?、通信等各種市政管線，在施工過(guò)程中，一旦對(duì)這些管線造成破壞，將會(huì)引發(fā)停水、停電、停氣等事故，給城市的正常運(yùn)行帶來(lái)極大的影響。如在某地鐵車站深基坑施工中，由于前期對(duì)地下管線探測(cè)不準(zhǔn)確，在基坑開挖時(shí)不慎挖斷了一根供水主管道，導(dǎo)致周邊區(qū)域大面積停水，給居民生活和商業(yè)活動(dòng)帶來(lái)了諸多不便。而且，施工區(qū)域通常位于城市交通要道附近，施工期間需要采取交通疏解措施，但車輛行駛產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音，會(huì)對(duì)基坑工程產(chǎn)生不利影響，同時(shí)基坑施工占用道路空間，也容易導(dǎo)致交通擁堵，影響市民出行。2.1.2工程規(guī)模大地鐵車站的深基坑工程往往具有較大的規(guī)模。以常見的地下兩層島式車站為例，其長(zhǎng)度一般在150-200米左右，寬度約為20-30米，開挖深度通常在15-20米之間。如此大的規(guī)模，使得土方開挖量巨大，一般一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車站的土方開挖量可達(dá)數(shù)十萬(wàn)立方米。大量的土方不僅需要合理安排開挖順序和運(yùn)輸路線，還需要尋找合適的堆放場(chǎng)地。同時(shí)，大規(guī)模的基坑需要構(gòu)建穩(wěn)固的支護(hù)體系來(lái)確保施工安全。支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工難度較大，需要考慮多種因素，如地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、基坑形狀和尺寸等。此外，大規(guī)模的深基坑工程還涉及到眾多的施工環(huán)節(jié)和專業(yè)，如土方開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、降水工程、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工等，各環(huán)節(jié)之間需要緊密配合，協(xié)同作業(yè)，這對(duì)施工組織和管理提出了很高的要求。2.1.3施工技術(shù)復(fù)雜地鐵深基坑施工涉及到多種復(fù)雜的施工技術(shù)。在土方開挖方面，由于基坑深度大、空間狹窄，大型機(jī)械設(shè)備的施展受到限制，需要采用分層分段開挖、盆式開挖、島式開挖等多種方法相結(jié)合，以確保開挖過(guò)程中基坑的穩(wěn)定性。在支護(hù)體系施工方面，根據(jù)不同的地質(zhì)條件和工程要求，需要選擇合適的支護(hù)形式，如土釘墻、灌注樁、地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐等。這些支護(hù)形式的施工工藝各不相同，施工過(guò)程中對(duì)技術(shù)要求極高。以地下連續(xù)墻施工為例，需要進(jìn)行泥漿護(hù)壁、鋼筋籠制作與下放、混凝土澆筑等多個(gè)工序。在泥漿護(hù)壁過(guò)程中，要嚴(yán)格控制泥漿的性能指標(biāo)，確保其能夠有效地防止槽壁坍塌；鋼筋籠制作時(shí)，要保證鋼筋的規(guī)格、數(shù)量和焊接質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，鋼筋籠下放時(shí)要確保其垂直度和位置準(zhǔn)確；混凝土澆筑過(guò)程中，要控制好澆筑速度和澆筑高度，防止出現(xiàn)堵管、斷樁等質(zhì)量問題。降水工程也是深基坑施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一，需要根據(jù)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，合理選擇降水方法和降水設(shè)備，確?；觾?nèi)水位降至合適的高度，同時(shí)要防止降水對(duì)周邊環(huán)境造成不利影響。2.1.4施工周期長(zhǎng)地鐵深基坑施工從前期的地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)方案制定，到施工過(guò)程中的土方開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、降水工程、主體結(jié)構(gòu)施工等多個(gè)環(huán)節(jié)，再到后期的基坑回填和周邊環(huán)境恢復(fù)，整個(gè)過(guò)程通常需要較長(zhǎng)的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)普通的地鐵車站深基坑施工周期可能在1-2年左右，如果遇到地質(zhì)條件復(fù)雜、周邊環(huán)境特殊等情況，施工周期還會(huì)進(jìn)一步延長(zhǎng)。在施工過(guò)程中，可能會(huì)受到各種因素的影響，如惡劣天氣、地下障礙物、施工安全事故等，這些因素都可能導(dǎo)致施工進(jìn)度延誤，從而增加施工周期。長(zhǎng)時(shí)間的施工不僅會(huì)增加工程成本，還會(huì)對(duì)周邊居民的生活和城市的正常運(yùn)行產(chǎn)生持續(xù)的影響，如施工噪音、交通擁堵等問題。2.1.5安全風(fēng)險(xiǎn)高地鐵深基坑施工存在著較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。由于地質(zhì)條件的不確定性，實(shí)際工程中的地質(zhì)情況可能與勘察報(bào)告存在差異，如存在未探明的軟弱土層、孤石、巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象，這些都可能導(dǎo)致基坑坍塌、滑坡等事故的發(fā)生。不同的施工方法對(duì)基坑的穩(wěn)定性影響不同，不合理的施工方法可能導(dǎo)致基坑變形、失穩(wěn)。周邊建筑物、道路、管線等環(huán)境因素也可能對(duì)深基坑施工造成影響，如周邊建筑物的沉降、變形可能會(huì)引發(fā)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，地下管線的破裂可能會(huì)導(dǎo)致基坑涌水、涌砂等事故。施工過(guò)程中的管理不善，如安全管理制度不完善、施工人員安全意識(shí)淡薄、違規(guī)操作等，也是引發(fā)安全事故的重要原因。一旦發(fā)生安全事故，不僅會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)對(duì)社會(huì)穩(wěn)定產(chǎn)生負(fù)面影響。2.2風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別2.2.1地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)條件是地鐵深基坑施工中至關(guān)重要的風(fēng)險(xiǎn)因素，不同的地質(zhì)條件會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生顯著影響。軟土地層具有強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性差等特點(diǎn)。在軟土地層中進(jìn)行地鐵深基坑施工時(shí)，基坑土體容易產(chǎn)生較大的變形和沉降。例如，上海地區(qū)廣泛分布著軟土地層，在地鐵建設(shè)過(guò)程中，軟土地層導(dǎo)致基坑周邊地面沉降的情況時(shí)有發(fā)生。由于軟土的抗剪強(qiáng)度低，基坑邊坡穩(wěn)定性較差，在開挖過(guò)程中容易出現(xiàn)滑坡等事故。軟土地層的高壓縮性還可能導(dǎo)致基坑底部隆起，影響基坑的正常施工和后續(xù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。砂土地層顆粒間的黏聚力較小，透水性較強(qiáng)。在地鐵深基坑施工中，若遇到砂土地層，尤其是粉細(xì)砂層，在地下水的作用下，極易發(fā)生液化、流砂和涌砂現(xiàn)象。比如在天津某地鐵車站深基坑施工中，由于地下水位較高，且地層為粉細(xì)砂層，在基坑開挖過(guò)程中，出現(xiàn)了流砂現(xiàn)象，導(dǎo)致基坑局部坍塌，不僅延誤了工期，還造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。流砂和涌砂會(huì)使基坑土體的強(qiáng)度降低，支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到威脅，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)基坑整體失穩(wěn)。巖石地層的風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自于巖石的硬度、完整性以及地質(zhì)構(gòu)造等方面。對(duì)于硬度較高的巖石，在進(jìn)行土方開挖時(shí)，施工難度較大，需要采用爆破等特殊施工方法，而爆破施工存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，如飛石傷人、爆破震動(dòng)對(duì)周邊建筑物的影響等。若巖石地層存在斷層、節(jié)理等地質(zhì)構(gòu)造，會(huì)降低巖石的完整性和強(qiáng)度，在基坑開挖過(guò)程中，容易導(dǎo)致巖石坍塌、滑落等事故。在巖溶地區(qū)，巖石中存在溶洞、溶蝕裂隙等，這些巖溶空洞可能在施工過(guò)程中突然塌陷，引發(fā)突水、突泥等災(zāi)害，給施工帶來(lái)極大的安全隱患。此外，地下水也是地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)中的重要因素。地下水位的高低、地下水的滲流特性以及地下水對(duì)巖土體的物理化學(xué)作用等，都會(huì)對(duì)地鐵深基坑施工產(chǎn)生影響。當(dāng)基坑開挖深度低于地下水位時(shí)，需要進(jìn)行降水作業(yè)，若降水措施不當(dāng)，可能導(dǎo)致周邊地下水位下降，引起地面沉降，對(duì)周邊建筑物和地下管線造成破壞。地下水的滲流還可能引發(fā)流砂、管涌等現(xiàn)象，危及基坑的安全。地下水對(duì)巖土體的物理化學(xué)作用，如軟化、溶蝕等，會(huì)降低巖土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增加施工風(fēng)險(xiǎn)。2.2.2施工方法風(fēng)險(xiǎn)地鐵深基坑施工方法眾多，不同的施工方法具有各自的風(fēng)險(xiǎn)及適用條件。明挖法是地鐵深基坑施工中較為常用的方法之一。該方法是先將地面挖開，在露天情況下修筑襯砌，然后再覆蓋回填。明挖法施工簡(jiǎn)單、快捷，能保證主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，造價(jià)相對(duì)較低。然而，它也存在一些風(fēng)險(xiǎn)。明挖法施工時(shí)需要占用較大的施工場(chǎng)地，對(duì)周邊交通影響較大，在城市中心區(qū)域施工時(shí)，交通疏解難度較大。該方法對(duì)周邊環(huán)境的影響也較為明顯，如施工噪音、粉塵等會(huì)對(duì)周邊居民的生活造成干擾。在軟土地層或地下水位較高的地區(qū)，采用明挖法施工時(shí)，基坑的支護(hù)和防水難度較大，若支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，容易導(dǎo)致基坑坍塌、涌水等事故。例如，在某城市的地鐵車站明挖施工中，由于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足，在基坑開挖過(guò)程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，最終導(dǎo)致基坑局部坍塌，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。明挖法適用于場(chǎng)地開闊、建筑物稀少、交通及環(huán)境允許的區(qū)域。暗挖法是在不挖開地面的情況下，采用在地下挖洞的方式施工，礦山法和盾構(gòu)法等均屬暗挖法。暗挖法的優(yōu)點(diǎn)是施工時(shí)對(duì)地面交通和周邊環(huán)境的影響較小，特別適用于市中心和一些埋深很深的結(jié)構(gòu)。但其風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。暗挖法施工技術(shù)要求高，施工過(guò)程中對(duì)地質(zhì)條件的變化較為敏感，若遇到不良地質(zhì)條件，如斷層、溶洞等，施工難度和風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大幅增加。盾構(gòu)法施工中，盾構(gòu)機(jī)的選型和操作至關(guān)重要，若盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)故障或操作不當(dāng)，可能導(dǎo)致隧道坍塌、盾構(gòu)機(jī)被困等事故。礦山法施工時(shí)，需要進(jìn)行大量的爆破作業(yè)，爆破參數(shù)的選擇和控制不當(dāng)，容易引發(fā)安全事故。暗挖法施工過(guò)程中，對(duì)施工人員的技術(shù)水平和安全意識(shí)要求較高，若施工人員操作不規(guī)范，也容易引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。暗挖法適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、地表環(huán)境敏感的區(qū)域。蓋挖法是當(dāng)?shù)叵鹿こ淌┳鰰r(shí)需要穿越公路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法。該方法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工，主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。蓋挖法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)結(jié)構(gòu)的水平位移小，安全系數(shù)高，對(duì)地面的影響小，只在短時(shí)間內(nèi)封鎖地面交通，施工受外界氣候的影響小。然而，蓋挖法施工工藝較為復(fù)雜，施工過(guò)程中需要進(jìn)行多次結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，若轉(zhuǎn)換過(guò)程中施工不當(dāng)，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力不均，引發(fā)安全事故。蓋挖法施工前期需要投入較大的資金用于頂蓋的施工，且頂蓋的承載能力和穩(wěn)定性對(duì)施工安全至關(guān)重要，若頂蓋設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，可能導(dǎo)致頂蓋坍塌，危及施工人員的生命安全。蓋挖法適用于松散的地質(zhì)條件、隧道處于地下水位以上的地區(qū)，以及需要穿越公路、建筑物等障礙物的區(qū)域。不同的施工方法在地鐵深基坑施工中都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，施工單位應(yīng)根據(jù)具體的工程情況，綜合考慮地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工技術(shù)水平等因素，合理選擇施工方法，并制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以確保施工安全。2.2.3周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地鐵深基坑施工通常位于城市中心區(qū)域，周邊環(huán)境復(fù)雜，周邊建筑物、地下管線、道路交通等環(huán)境因素對(duì)施工有著重要影響。周邊建筑物是地鐵深基坑施工中需要重點(diǎn)關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)因素之一。鄰近建筑物的荷載及基礎(chǔ)類型會(huì)對(duì)基坑變形產(chǎn)生直接影響。若鄰近建筑物為高層建筑，其基礎(chǔ)荷載較大，在基坑開挖過(guò)程中，可能導(dǎo)致基坑周邊土體產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，從而引起基坑變形。若建筑物的基礎(chǔ)類型為淺基礎(chǔ)，其對(duì)基坑變形的承受能力較弱，基坑開挖過(guò)程中的土體位移和沉降可能導(dǎo)致建筑物開裂、傾斜甚至倒塌。在某地鐵車站深基坑施工中，由于鄰近建筑物為一棟老舊的多層住宅，基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)，在基坑開挖過(guò)程中，由于土體位移過(guò)大，導(dǎo)致該建筑物出現(xiàn)了多處墻體開裂和基礎(chǔ)下沉的情況，嚴(yán)重影響了建筑物的結(jié)構(gòu)安全。施工過(guò)程中的振動(dòng)、噪音等也可能對(duì)鄰近建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，如導(dǎo)致建筑物內(nèi)部的墻體、樓板等出現(xiàn)裂縫。地下管線也是地鐵深基坑施工中不容忽視的風(fēng)險(xiǎn)因素。城市地下分布著給排水、燃?xì)?、電力、通信等各種市政管線，這些管線在地鐵深基坑施工過(guò)程中容易受到破壞。若在施工過(guò)程中不慎挖斷供水或排水管線，會(huì)導(dǎo)致周邊區(qū)域停水或積水，影響居民生活和城市正常運(yùn)行；若破壞燃?xì)夤艿溃赡芤l(fā)燃?xì)庑孤┖捅ㄊ鹿剩＜叭藛T生命安全；若損壞電力或通信管線，會(huì)導(dǎo)致停電或通信中斷，給社會(huì)帶來(lái)不便。在某地鐵車站深基坑施工中，由于前期對(duì)地下管線探測(cè)不準(zhǔn)確，在基坑開挖時(shí)挖斷了一根燃?xì)夤艿溃l(fā)了燃?xì)庑孤┦鹿?，造成了周邊區(qū)域的人員疏散和交通管制，給社會(huì)帶來(lái)了較大的影響。施工過(guò)程中的土體位移和沉降也可能導(dǎo)致地下管線變形、破裂，影響其正常使用。道路交通是地鐵深基坑施工中的另一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)因素。地鐵深基坑施工往往位于城市交通繁忙區(qū)域，施工期間需要采取交通疏解措施，如封閉部分道路、設(shè)置臨時(shí)交通標(biāo)志等。這些措施可能導(dǎo)致交通擁堵，影響市民出行。車輛行駛產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音會(huì)對(duì)基坑工程產(chǎn)生不利影響，如振動(dòng)可能導(dǎo)致基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的松動(dòng)，噪音可能影響施工人員的注意力和工作效率。交通荷載對(duì)基坑穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生一定影響，如重型車輛的行駛可能導(dǎo)致基坑周邊土體的應(yīng)力增加，從而影響基坑的穩(wěn)定性。在某城市主干道旁的地鐵深基坑施工中，由于施工期間交通疏解措施不到位，導(dǎo)致該路段交通擁堵嚴(yán)重，給市民的出行帶來(lái)了極大的不便，同時(shí)交通荷載也對(duì)基坑的穩(wěn)定性產(chǎn)生了一定的影響，增加了施工風(fēng)險(xiǎn)。2.2.4管理與人為風(fēng)險(xiǎn)在地鐵深基坑施工過(guò)程中，施工管理不善、人員違規(guī)操作等人為因素是引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的重要原因。施工管理不善體現(xiàn)在多個(gè)方面。施工組織設(shè)計(jì)不合理是常見的問題之一。施工組織設(shè)計(jì)是指導(dǎo)施工全過(guò)程的重要文件，若其不合理，會(huì)導(dǎo)致施工效率低下、資源浪費(fèi)。施工順序安排不當(dāng)，可能導(dǎo)致各施工工序之間相互干擾，影響施工進(jìn)度；施工資源配置不合理，如機(jī)械設(shè)備、人員等配備不足或過(guò)剩，會(huì)影響施工效率和質(zhì)量。在某地鐵深基坑施工中，由于施工組織設(shè)計(jì)中對(duì)土方開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的順序安排不合理，導(dǎo)致在土方開挖過(guò)程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)法及時(shí)跟進(jìn)，基坑出現(xiàn)了局部坍塌的情況，不僅延誤了工期，還造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。安全管理不到位也是引發(fā)各類安全事故的主要原因之一。安全管理制度不完善，缺乏明確的安全責(zé)任劃分和安全操作規(guī)程，會(huì)導(dǎo)致施工人員在施工過(guò)程中無(wú)所適從，容易出現(xiàn)違規(guī)操作。安全檢查和隱患排查工作不及時(shí)、不徹底，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患，也會(huì)增加事故發(fā)生的概率。在某地鐵深基坑施工現(xiàn)場(chǎng)，由于安全管理制度不完善，施工人員在進(jìn)行高處作業(yè)時(shí)未系安全帶，且現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止，最終導(dǎo)致一名施工人員從高處墜落，造成重傷。質(zhì)量監(jiān)控不嚴(yán)格同樣可能導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)一系列安全問題。對(duì)原材料和構(gòu)配件的質(zhì)量檢驗(yàn)不嚴(yán)格，使用不合格的材料，會(huì)影響工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。在某地鐵深基坑施工中，由于對(duì)鋼筋的質(zhì)量檢驗(yàn)不嚴(yán)格，使用了強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的鋼筋，導(dǎo)致在后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工中，出現(xiàn)了鋼筋斷裂的情況，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量和安全。對(duì)施工過(guò)程中的各工序質(zhì)量控制不嚴(yán)格，如混凝土澆筑不密實(shí)、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工不符合設(shè)計(jì)要求等，也會(huì)降低工程的安全性。人員違規(guī)操作也是引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的重要因素。施工人員的專業(yè)素質(zhì)和安全意識(shí)不足，對(duì)施工工藝和安全操作規(guī)程不熟悉，容易在施工過(guò)程中出現(xiàn)違規(guī)操作。如在進(jìn)行土方開挖時(shí)，未按照規(guī)定的開挖順序和方法進(jìn)行操作，導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)；在進(jìn)行電氣設(shè)備操作時(shí)，未采取必要的安全防護(hù)措施，引發(fā)觸電事故。部分施工人員為了追求施工進(jìn)度，忽視安全規(guī)定，冒險(xiǎn)作業(yè)，也會(huì)增加事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。在某地鐵深基坑施工中，施工人員為了加快施工進(jìn)度，在未對(duì)基坑進(jìn)行有效支護(hù)的情況下，超挖土方，最終導(dǎo)致基坑坍塌，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。2.3風(fēng)險(xiǎn)因素分類與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建為了全面、系統(tǒng)地評(píng)估地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)，需對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行科學(xué)分類，并構(gòu)建合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本文將地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)因素分為地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)四大類，并進(jìn)一步細(xì)分二級(jí)指標(biāo)，具體如下表所示：一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)指標(biāo)含義及作用地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)不良地質(zhì)條件包括軟土、砂土液化、淤泥質(zhì)土等，這些不良地質(zhì)條件會(huì)降低土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增加基坑失穩(wěn)、坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。明確該指標(biāo)有助于提前采取地基加固等措施，保障基坑施工安全。地下水影響地下水位的高低、滲流特性以及對(duì)巖土體的物理化學(xué)作用等，會(huì)影響基坑的穩(wěn)定性，可能引發(fā)涌水、流砂等問題。了解地下水影響指標(biāo)，便于制定合理的降水方案和防水措施。地質(zhì)構(gòu)造如地質(zhì)斷層、溶洞等，可能導(dǎo)致突水、突泥等災(zāi)害，對(duì)基坑施工安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。該指標(biāo)能幫助施工方提前進(jìn)行地質(zhì)勘察，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)鄰近建筑物影響鄰近建筑物的荷載及基礎(chǔ)類型會(huì)對(duì)基坑變形產(chǎn)生直接影響，可能導(dǎo)致建筑物開裂、傾斜。評(píng)估該指標(biāo)，可指導(dǎo)施工方采取建筑物保護(hù)措施，確保周邊建筑物安全。地下管線及設(shè)施施工可能對(duì)地下管線及設(shè)施造成破壞，影響城市正常運(yùn)行。明確此指標(biāo)，有利于施工方提前進(jìn)行管線探測(cè)和保護(hù)，避免施工對(duì)管線造成損壞。道路交通地鐵深基坑施工往往位于城市交通繁忙區(qū)域，交通荷載對(duì)基坑穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，施工期間的交通疏解也會(huì)影響施工進(jìn)度和周邊交通?？紤]道路交通指標(biāo)，可制定合理的交通疏導(dǎo)方案，減少交通對(duì)施工的影響。施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)施工方法選擇不同的施工方法如明挖法、暗挖法、蓋挖法等，各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，選擇不當(dāng)可能導(dǎo)致施工效率低下、安全事故頻發(fā)。該指標(biāo)能指導(dǎo)施工方根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇施工方法。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工支護(hù)結(jié)構(gòu)是保證基坑穩(wěn)定的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)失效。關(guān)注此指標(biāo)，有助于加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)審查和施工質(zhì)量控制。土方開挖土方開挖順序、速度及運(yùn)輸方式等直接影響基坑穩(wěn)定性，處理不當(dāng)易引發(fā)基坑坍塌、滑坡等事故。明確土方開挖指標(biāo)，可規(guī)范土方開挖作業(yè)，確?；影踩ｍ?xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)施工組織設(shè)計(jì)合理的施工組織設(shè)計(jì)能保證施工進(jìn)度、資源合理配置，提高施工效率；不合理的施工組織設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致施工效率低下、資源浪費(fèi)。該指標(biāo)有助于優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，保障施工順利進(jìn)行。安全管理安全管理不到位是引發(fā)各類安全事故的主要原因之一，完善的安全管理制度和嚴(yán)格的執(zhí)行能有效降低安全事故發(fā)生的概率。評(píng)估安全管理指標(biāo)，可加強(qiáng)安全管理措施，提高施工安全性。質(zhì)量監(jiān)控質(zhì)量監(jiān)控不嚴(yán)格可能導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)一系列安全問題，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控能確保施工質(zhì)量符合要求。明確質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)，有利于強(qiáng)化施工過(guò)程中的質(zhì)量控制。通過(guò)以上風(fēng)險(xiǎn)因素分類和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，能夠全面、系統(tǒng)地涵蓋地鐵深基坑施工過(guò)程中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了清晰、明確的指標(biāo)框架。每個(gè)指標(biāo)都具有明確的含義和作用，相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立，從不同角度反映了地鐵深基坑施工的風(fēng)險(xiǎn)狀況。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體工程情況，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行量化和評(píng)估，從而準(zhǔn)確判斷施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)水平，為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。三、改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法原理與模型構(gòu)建3.1傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法概述傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，其核心在于利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬度理論，將定性評(píng)價(jià)巧妙轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，從而對(duì)受多種因素制約的事物或?qū)ο笞鞒鋈娴目傮w評(píng)價(jià)。該方法最早由美國(guó)自動(dòng)控制專家L.A.Zadeh于1965年在其發(fā)表的《模糊集》文章中提出模糊集合理論后逐漸發(fā)展而來(lái)，我國(guó)學(xué)者汪培莊對(duì)其進(jìn)行了深入研究并提出了具體應(yīng)用措施。其基本思想是用屬于程度（即隸屬度）來(lái)替代傳統(tǒng)的屬于或不屬于的明確判斷。例如，在對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)中，某個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度為0.7，就表明該風(fēng)險(xiǎn)因素在一定程度上更傾向于被歸為高風(fēng)險(xiǎn)類別。傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法的實(shí)施步驟嚴(yán)謹(jǐn)且有序。首先，要確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集，設(shè)為U=\{u_1,u_2,\cdots,u_m\}，其中m為評(píng)價(jià)因素的個(gè)數(shù)，這些因素全面涵蓋了影響地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)方面，如前文所述的地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)中的不良地質(zhì)條件、地下水影響、地質(zhì)構(gòu)造等因素，以及周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)所包含的各個(gè)二級(jí)指標(biāo)，都屬于因素集的范疇。為了便于權(quán)重分配和評(píng)議，還可按評(píng)價(jià)因素的屬性將其分成若干類，每一類視為單一評(píng)價(jià)原因，稱為第一級(jí)評(píng)價(jià)因素，第一級(jí)評(píng)價(jià)因素還可設(shè)置下屬的第二級(jí)評(píng)價(jià)因素，依此類推。其次，需確定評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)語(yǔ)集，設(shè)為V=\{v_1,v_2,\cdots,v_n\}，這是評(píng)價(jià)者對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象可能作出的各種總的評(píng)價(jià)成果構(gòu)成的評(píng)語(yǔ)等級(jí)集合。在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，評(píng)語(yǔ)集可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定為“低風(fēng)險(xiǎn)”“較低風(fēng)險(xiǎn)”“中等風(fēng)險(xiǎn)”“較高風(fēng)險(xiǎn)”“高風(fēng)險(xiǎn)”等，v_j代表第j個(gè)評(píng)價(jià)成果，n為總的評(píng)價(jià)成果數(shù)，一般劃分為3-5個(gè)等級(jí)，每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)模糊子集。然后，確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)重向量A=(a_1,a_2,\cdots,a_m)，其中a_i表示第i個(gè)因素的權(quán)重，且要求a_i???0，\suma_i=1。權(quán)重的確定至關(guān)重要，它反映了各因素在綜合評(píng)價(jià)中的相對(duì)重要程度，不同的權(quán)重分配往往會(huì)導(dǎo)致截然不同的評(píng)價(jià)結(jié)果。在傳統(tǒng)方法中，權(quán)重通常憑經(jīng)驗(yàn)給出，主觀性較強(qiáng)。確定權(quán)重的方法有多種，如加權(quán)平均法，當(dāng)專家人數(shù)局限性30人時(shí)，可由多位專家各自獨(dú)立地給出各因素的權(quán)重，然后取各因素權(quán)重的平均值作為其權(quán)重；頻率分布確定權(quán)數(shù)法，當(dāng)專家人數(shù)不低于30人時(shí)，通過(guò)找出最值、確定分組、計(jì)算頻率，取最大頻率所在分組的組中值為其權(quán)重；還有模糊協(xié)調(diào)決策法、模糊關(guān)系方程法、層次分析法（AHP）等。其中，層次分析法是將問題分解為不同層次，通過(guò)兩兩比較確定各因素的相對(duì)重要性權(quán)重，在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，可將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目標(biāo)作為目標(biāo)層，地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)作為準(zhǔn)則層，各二級(jí)指標(biāo)作為方案層，通過(guò)構(gòu)建判斷矩陣、進(jìn)行層次單排序及其一致性檢查、層次總排序及其組合一致性檢查等步驟，確定各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重。接下來(lái)是進(jìn)行單因素模糊評(píng)價(jià)，確立模糊關(guān)系矩陣R。單獨(dú)從一個(gè)因素出發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集合V的隸屬程度，稱為單因素模糊評(píng)價(jià)。在構(gòu)造了等級(jí)模糊子集后，就要逐一對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象從每個(gè)因素u_i上進(jìn)行量化，也就是確定從單因素來(lái)看被評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬度，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣R。在實(shí)際操作中，一般由專家或與評(píng)價(jià)問題有關(guān)的專業(yè)人員根據(jù)評(píng)判等級(jí)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行打分，然后記錄打分結(jié)果，求出各評(píng)價(jià)等級(jí)所占比例，以此確定隸屬度。例如，對(duì)于“不良地質(zhì)條件”這一因素，邀請(qǐng)多位專家對(duì)其屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的程度進(jìn)行打分，統(tǒng)計(jì)結(jié)果后得出其對(duì)“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度。最后，進(jìn)行多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，運(yùn)用合適的模糊合成算子將模糊權(quán)矢量A與模糊關(guān)系矩陣R合成，得到各被評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)成果矢量B，模糊綜合評(píng)價(jià)的模型為B=A\circR，其中“\circ”表示模糊合成算子，常見的模糊合成算子有M(\land,\lor)、M(\cdot,\lor)、M(\land,\oplus)、M(\cdot,\oplus)等，不同的算子具有不同的運(yùn)算規(guī)則和特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體情況選擇合適的算子。得到模糊綜合評(píng)價(jià)矢量B=(b_1,b_2,\cdots,b_n)后，常用的分析處理方法有最大從屬度原則和加權(quán)平均原則。最大從屬度原則是若模糊綜合評(píng)價(jià)成果矢量中b_r=\max\{b_1,b_2,\cdots,b_n\}，則被評(píng)價(jià)對(duì)象總體上來(lái)講從屬于第r等級(jí)；加權(quán)平均原則是將等級(jí)看作一種相對(duì)位置，使其持續(xù)化，通過(guò)計(jì)算加權(quán)平均值來(lái)確定最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法得到了一定的應(yīng)用。通過(guò)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重和隸屬度函數(shù)，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，能夠綜合考慮多種風(fēng)險(xiǎn)因素的影響，得出相對(duì)客觀的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果。在某地鐵車站基坑工程中，運(yùn)用傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法，邀請(qǐng)專家對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定權(quán)重和隸屬度，最終計(jì)算出該基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為施工方制定風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供了重要參考。然而，傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在應(yīng)用過(guò)程中也暴露出一些局限性，如指標(biāo)權(quán)重確定的主觀性較強(qiáng)，不同專家的經(jīng)驗(yàn)和判斷差異可能導(dǎo)致權(quán)重分配的不合理；隸屬度函數(shù)的選取缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同的選取方法會(huì)使評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生較大差異；對(duì)于復(fù)雜的地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)，計(jì)算過(guò)程繁瑣，且難以清晰直觀地反映風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互關(guān)系，這些問題限制了其在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的準(zhǔn)確性和可靠性，亟待改進(jìn)。3.2傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的不足傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中雖然得到了一定應(yīng)用，但也暴露出一些明顯的不足之處，這些不足限制了其評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在權(quán)重確定方面，傳統(tǒng)方法存在較強(qiáng)的主觀性。權(quán)重的確定在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中起著關(guān)鍵作用，它直接影響到各風(fēng)險(xiǎn)因素在綜合評(píng)價(jià)中的相對(duì)重要程度。在傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法中，權(quán)重往往依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)判斷。不同專家由于知識(shí)背景、工程經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人認(rèn)知的差異，對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)因素的重要性判斷可能會(huì)有很大不同，從而導(dǎo)致權(quán)重分配的不一致性。在確定地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)和施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重時(shí)，有的專家可能基于自身豐富的地質(zhì)勘察經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)更為關(guān)鍵，從而賦予其較高的權(quán)重；而另一些專家可能更注重施工技術(shù)的復(fù)雜性和不確定性，給予施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)更高的權(quán)重。這種主觀性導(dǎo)致的權(quán)重差異，使得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果缺乏穩(wěn)定性和可比性，不同專家的評(píng)估結(jié)果可能大相徑庭，難以形成統(tǒng)一、客觀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)論。傳統(tǒng)方法在隸屬度函數(shù)的選取上較為單一，且缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。隸屬度函數(shù)用于描述風(fēng)險(xiǎn)因素與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的模糊關(guān)系，其選取的合理性直接影響到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性。在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，傳統(tǒng)方法通常采用簡(jiǎn)單的三角形、梯形等隸屬度函數(shù)，這些函數(shù)雖然形式簡(jiǎn)單、計(jì)算方便，但難以準(zhǔn)確地反映復(fù)雜多變的風(fēng)險(xiǎn)因素的實(shí)際情況。在評(píng)估地下水影響這一風(fēng)險(xiǎn)因素時(shí)，實(shí)際工程中地下水的水位變化、滲流速度、水質(zhì)等因素相互交織，情況復(fù)雜，簡(jiǎn)單的隸屬度函數(shù)無(wú)法全面、準(zhǔn)確地描述其對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬程度。而且，不同的研究者在選取隸屬度函數(shù)時(shí)往往沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大多根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，這就導(dǎo)致同樣的風(fēng)險(xiǎn)因素在不同的評(píng)估中可能采用不同的隸屬度函數(shù)，從而使評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生較大差異，降低了評(píng)估結(jié)果的可信度和通用性。傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在處理復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)時(shí)，評(píng)判結(jié)果的準(zhǔn)確性受到一定限制。地鐵深基坑施工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及眾多風(fēng)險(xiǎn)因素，且這些因素之間存在著復(fù)雜的相互作用和耦合關(guān)系。傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在進(jìn)行模糊合成運(yùn)算時(shí)，通常采用簡(jiǎn)單的模糊算子，如最大-最小算子等，這些算子雖然計(jì)算簡(jiǎn)單，但在處理復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)丟失一些重要信息，無(wú)法準(zhǔn)確地反映風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互關(guān)系和綜合影響。在考慮地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)和施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)基坑穩(wěn)定性的共同影響時(shí)，簡(jiǎn)單的模糊算子可能無(wú)法全面考慮兩者之間的協(xié)同作用，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不能真實(shí)地反映基坑施工的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)狀況。而且，傳統(tǒng)方法在對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析處理時(shí)，常用的最大從屬度原則和加權(quán)平均原則也存在一定的局限性。最大從屬度原則只考慮了最大隸屬度對(duì)應(yīng)的等級(jí)，忽略了其他等級(jí)的信息，可能會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的片面性；加權(quán)平均原則雖然考慮了所有等級(jí)的信息，但在確定權(quán)重時(shí)也存在主觀性，且對(duì)于一些邊界情況和異常數(shù)據(jù)的處理能力較弱，從而影響了評(píng)判結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。3.3改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法的原理與改進(jìn)思路3.3.1改進(jìn)原理改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法旨在克服傳統(tǒng)方法的局限性，提高地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和可靠性。其改進(jìn)原理主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：權(quán)重確定方法的改進(jìn)：傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法中權(quán)重確定的主觀性較強(qiáng)，為了降低這種主觀性，本研究采用層次分析法（AHP）與熵權(quán)法相結(jié)合的方式來(lái)確定權(quán)重。層次分析法是一種將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。在確定地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重時(shí)，通過(guò)構(gòu)建判斷矩陣，對(duì)地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)等一級(jí)指標(biāo)以及各二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，從而確定它們之間的相對(duì)重要性。熵權(quán)法是一種根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的離散程度來(lái)確定權(quán)重的客觀賦權(quán)法。在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，通過(guò)計(jì)算各風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)數(shù)據(jù)的熵值，反映其信息的不確定性程度，熵值越小，表明該指標(biāo)提供的信息量越大，其權(quán)重也就越大。將層次分析法和熵權(quán)法相結(jié)合，既考慮了專家的主觀經(jīng)驗(yàn)判斷，又充分利用了客觀數(shù)據(jù)所包含的信息，使得權(quán)重的確定更加科學(xué)合理。在確定地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重時(shí)，利用層次分析法，邀請(qǐng)專家對(duì)不良地質(zhì)條件、地下水影響、地質(zhì)構(gòu)造等二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行判斷，構(gòu)建判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得到主觀權(quán)重；同時(shí)，收集大量類似地鐵深基坑工程的地質(zhì)條件數(shù)據(jù)，運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算各二級(jí)指標(biāo)的客觀權(quán)重，最后通過(guò)線性組合的方式將主觀權(quán)重和客觀權(quán)重相結(jié)合，得到地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)的最終權(quán)重。隸屬度函數(shù)選取的改進(jìn)：傳統(tǒng)方法在隸屬度函數(shù)選取上較為單一且缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，本研究結(jié)合實(shí)際工程數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)，采用三角形隸屬度函數(shù)與梯形隸屬度函數(shù)相結(jié)合的方法。三角形隸屬度函數(shù)適用于描述具有明確邊界和線性變化趨勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)因素，如土方開挖速度對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響，當(dāng)土方開挖速度在一定范圍內(nèi)時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)處于較低水平，隨著開挖速度超出合理范圍，風(fēng)險(xiǎn)呈線性增加，這種情況下采用三角形隸屬度函數(shù)能夠較好地描述風(fēng)險(xiǎn)與因素之間的關(guān)系。梯形隸屬度函數(shù)則更適合描述具有模糊邊界和非線性變化趨勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)因素，如地下水位變化對(duì)基坑的影響，地下水位在一定區(qū)間內(nèi)變化時(shí)，對(duì)基坑風(fēng)險(xiǎn)的影響相對(duì)較小，但當(dāng)水位超出某個(gè)范圍后，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)急劇增加，梯形隸屬度函數(shù)能夠更準(zhǔn)確地反映這種非線性變化。通過(guò)對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)因素的特點(diǎn)進(jìn)行分析，選擇合適的隸屬度函數(shù)，能夠更精確地描述風(fēng)險(xiǎn)因素與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的模糊關(guān)系，提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性。在評(píng)估地下水位影響時(shí)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范，確定地下水位的正常范圍、警戒范圍和危險(xiǎn)范圍，采用梯形隸屬度函數(shù)來(lái)描述地下水位處于不同范圍時(shí)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬程度；在評(píng)估土方開挖速度時(shí)，根據(jù)基坑的設(shè)計(jì)要求和施工經(jīng)驗(yàn)，確定合理的開挖速度范圍，采用三角形隸屬度函數(shù)來(lái)描述開挖速度偏離合理范圍時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)隸屬度。模糊合成算子的改進(jìn)：傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在模糊合成運(yùn)算時(shí)，常用的最大-最小算子等可能會(huì)丟失重要信息，無(wú)法準(zhǔn)確反映風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互關(guān)系。本研究采用加權(quán)平均型模糊合成算子，如M(\cdot,\oplus)算子，該算子在進(jìn)行模糊合成運(yùn)算時(shí)，不僅考慮了各風(fēng)險(xiǎn)因素的隸屬度，還考慮了其權(quán)重，能夠更全面地反映風(fēng)險(xiǎn)因素之間的綜合影響。在考慮地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)和施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)基坑穩(wěn)定性的共同影響時(shí)，使用加權(quán)平均型模糊合成算子，將地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)和施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重以及它們對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬度進(jìn)行綜合運(yùn)算，能夠更準(zhǔn)確地得出兩者共同作用下基坑的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，避免了因簡(jiǎn)單的模糊算子導(dǎo)致的信息丟失問題，從而使評(píng)估結(jié)果更能真實(shí)地反映基坑施工的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)狀況。3.3.2改進(jìn)思路針對(duì)傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法在地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的不足，本研究提出以下改進(jìn)思路：增強(qiáng)權(quán)重確定的客觀性：除了采用層次分析法與熵權(quán)法相結(jié)合的方式確定權(quán)重外，還可以引入更多的客觀數(shù)據(jù)和信息，如通過(guò)對(duì)大量地鐵深基坑施工案例的數(shù)據(jù)分析，挖掘各風(fēng)險(xiǎn)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，進(jìn)一步優(yōu)化權(quán)重的確定?？梢岳脵C(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)歷史工程數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，自動(dòng)學(xué)習(xí)各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重，減少人為因素的干擾，提高權(quán)重確定的準(zhǔn)確性和客觀性。優(yōu)化隸屬度函數(shù)的構(gòu)建：在結(jié)合三角形隸屬度函數(shù)與梯形隸屬度函數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索其他更適合地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的隸屬度函數(shù)形式，或者根據(jù)不同風(fēng)險(xiǎn)因素的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的隸屬度函數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。可以通過(guò)對(duì)實(shí)際工程數(shù)據(jù)的擬合分析，確定隸屬度函數(shù)的參數(shù)，使其更貼合實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)情況。同時(shí)，建立隸屬度函數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)不同的隸屬度函數(shù)進(jìn)行評(píng)估和比較，選擇最優(yōu)的隸屬度函數(shù)，提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的精度。完善風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)系處理：在模糊合成運(yùn)算中，除了改進(jìn)模糊合成算子外，還可以考慮引入風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)聯(lián)矩陣，以更清晰地描述風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用關(guān)系。關(guān)聯(lián)矩陣可以通過(guò)專家調(diào)查、數(shù)據(jù)分析等方式確定，它能夠反映出不同風(fēng)險(xiǎn)因素之間的正向促進(jìn)、反向抑制或相互獨(dú)立等關(guān)系。在進(jìn)行模糊合成運(yùn)算時(shí)，結(jié)合關(guān)聯(lián)矩陣對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行綜合考慮，使評(píng)估結(jié)果更能準(zhǔn)確地反映地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際情況。還可以將改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法與其他方法相結(jié)合，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等，利用這些方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行建模和分析，進(jìn)一步提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可靠性。提高評(píng)判結(jié)果的解釋性和可視化：傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的分析處理存在一定局限性，為了更好地理解和應(yīng)用評(píng)估結(jié)果，本研究提出采用更直觀的方式展示評(píng)判結(jié)果，如利用風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖、雷達(dá)圖等，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和主要風(fēng)險(xiǎn)因素直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，便于施工管理人員快速了解風(fēng)險(xiǎn)狀況。同時(shí)，建立評(píng)判結(jié)果的解釋模型，對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行深入分析，解釋各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)最終風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的貢獻(xiàn)程度，為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。3.4改進(jìn)模糊綜合評(píng)判法的模型構(gòu)建3.4.1確定評(píng)價(jià)因素集和評(píng)語(yǔ)集評(píng)價(jià)因素集是影響地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的各類因素的集合，它全面涵蓋了施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源。根據(jù)前文對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)因素的分析，將評(píng)價(jià)因素集U劃分為四個(gè)一級(jí)指標(biāo)，即地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)U_1、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)U_2、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)U_3和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)U_4。每個(gè)一級(jí)指標(biāo)又包含若干個(gè)二級(jí)指標(biāo)，具體如下：地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)：U_1=\{u_{11},u_{12},u_{13}\}，其中u_{11}表示不良地質(zhì)條件，包括軟土、砂土液化、淤泥質(zhì)土等對(duì)基坑穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響的地質(zhì)狀況；u_{12}代表地下水影響，涵蓋地下水位變化、滲流等因素對(duì)基坑施工的危害；u_{13}為地質(zhì)構(gòu)造，如地質(zhì)斷層、溶洞等可能引發(fā)施工事故的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：U_2=\{u_{21},u_{22},u_{23}\}，u_{21}指鄰近建筑物影響，包括鄰近建筑物的荷載及基礎(chǔ)類型對(duì)基坑變形的作用；u_{22}表示地下管線及設(shè)施，即施工過(guò)程中對(duì)地下給排水、燃?xì)?、電力、通信等管線及設(shè)施造成破壞的風(fēng)險(xiǎn)；u_{23}為道路交通，包含交通荷載對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響以及施工期間交通疏解對(duì)施工的干擾。施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)：U_3=\{u_{31},u_{32},u_{33}\}，u_{31}是施工方法選擇，不同施工方法（如明挖法、暗挖法、蓋挖法等）的適用性和風(fēng)險(xiǎn)程度不同；u_{32}代表支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)失效；u_{33}為土方開挖，土方開挖順序、速度及運(yùn)輸方式不當(dāng)可能引發(fā)基坑坍塌、滑坡等事故。項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)：U_4=\{u_{41},u_{42},u_{43}\}，u_{41}指施工組織設(shè)計(jì)，不合理的施工組織設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致施工效率低下、資源浪費(fèi)；u_{42}表示安全管理，安全管理不到位是引發(fā)各類安全事故的主要原因之一；u_{43}為質(zhì)量監(jiān)控，質(zhì)量監(jiān)控不嚴(yán)格可能導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)一系列安全問題。評(píng)語(yǔ)集是對(duì)地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)程度的評(píng)價(jià)結(jié)果集合，它為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了明確的等級(jí)劃分。結(jié)合地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際情況，將評(píng)語(yǔ)集V劃分為五個(gè)等級(jí)，即V=\{v_1,v_2,v_3,v_4,v_5\}，分別對(duì)應(yīng)“低風(fēng)險(xiǎn)”“較低風(fēng)險(xiǎn)”“中等風(fēng)險(xiǎn)”“較高風(fēng)險(xiǎn)”“高風(fēng)險(xiǎn)”。這種劃分方式能夠較為細(xì)致地反映施工風(fēng)險(xiǎn)的不同程度，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理提供準(zhǔn)確的依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需求和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)評(píng)語(yǔ)集的等級(jí)劃分進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化。3.4.2確定權(quán)重向量權(quán)重向量反映了各評(píng)價(jià)因素在綜合評(píng)價(jià)中的相對(duì)重要程度，其確定方法直接影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性。本研究采用層次分析法（AHP）與熵權(quán)法相結(jié)合的方式來(lái)確定權(quán)重向量。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法，通過(guò)構(gòu)建判斷矩陣，對(duì)各因素進(jìn)行兩兩比較，從而確定它們之間的相對(duì)重要性權(quán)重。熵權(quán)法是一種基于信息熵的客觀賦權(quán)法，通過(guò)計(jì)算各因素指標(biāo)數(shù)據(jù)的熵值，來(lái)確定其權(quán)重，熵值越小，表明該因素提供的信息量越大，其權(quán)重也就越大。運(yùn)用層次分析法確定主觀權(quán)重的具體步驟如下：構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型：將地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問題分解為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。目標(biāo)層為地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；準(zhǔn)則層包括地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)一級(jí)指標(biāo)；指標(biāo)層為各一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)。構(gòu)造判斷矩陣：邀請(qǐng)專家對(duì)同一層次的各因素進(jìn)行兩兩比較，判斷它們對(duì)于上一層次某因素的相對(duì)重要性。采用1-9標(biāo)度法對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行量化，構(gòu)建判斷矩陣。若對(duì)于準(zhǔn)則層B下的指標(biāo)C_i和C_j，專家認(rèn)為C_i比C_j稍微重要，則判斷矩陣元素a_{ij}=3，a_{ji}=\frac{1}{3}，其中a_{ii}=1。計(jì)算權(quán)重向量：對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，若通過(guò)檢驗(yàn)，則計(jì)算其最大特征值\lambda_{max}和對(duì)應(yīng)的特征向量W，將特征向量歸一化后得到各因素的主觀權(quán)重向量W_A。可使用方根法計(jì)算，先計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積M_i=\prod_{j=1}^{n}a_{ij}，再計(jì)算M_i的n次方根\overline{W}_i=\sqrt[n]{M_i}，最后將\overline{W}_i歸一化，即W_{Ai}=\frac{\overline{W}_i}{\sum_{i=1}^{n}\overline{W}_i}。一致性檢驗(yàn)：計(jì)算一致性指標(biāo)CI=\frac{\lambda_{max}-n}{n-1}，查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI（根據(jù)矩陣階數(shù)n查表得到），計(jì)算一致性比例CR=\frac{CI}{RI}。當(dāng)CR\lt0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整。運(yùn)用熵權(quán)法確定客觀權(quán)重的步驟如下：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：收集地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)各評(píng)價(jià)因素的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除量綱和數(shù)量級(jí)的影響。若評(píng)價(jià)因素為越大越優(yōu)型指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化公式為x_{ij}=\frac{X_{ij}-\min(X_{j})}{\max(X_{j})-\min(X_{j})}；若為越小越優(yōu)型指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化公式為x_{ij}=\frac{\max(X_{j})-X_{ij}}{\max(X_{j})-\min(X_{j})}，其中X_{ij}為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)值，x_{ij}為標(biāo)準(zhǔn)化后的值。計(jì)算熵值：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵值e_j=-k\sum_{i=1}^{m}f_{ij}\lnf_{ij}，其中k=\frac{1}{\lnm}，f_{ij}=\frac{x_{ij}}{\sum_{i=1}^{m}x_{ij}}，m為樣本數(shù)量。計(jì)算熵權(quán)：計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)W_{Ej}=\frac{1-e_j}{\sum_{j=1}^{n}(1-e_j)}，得到各因素的客觀權(quán)重向量W_E。最后，將主觀權(quán)重向量W_A和客觀權(quán)重向量W_E進(jìn)行線性組合，得到綜合權(quán)重向量W。設(shè)主觀權(quán)重的系數(shù)為\alpha，客觀權(quán)重的系數(shù)為\beta，且\alpha+\beta=1，則W=\alphaW_A+\betaW_E。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況確定\alpha和\beta的值，以充分發(fā)揮主觀經(jīng)驗(yàn)和客觀數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，使權(quán)重的確定更加科學(xué)合理。例如，當(dāng)對(duì)某地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，通過(guò)層次分析法得到地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)的主觀權(quán)重為0.3，周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的主觀權(quán)重為0.25，施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的主觀權(quán)重為0.25，項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)的主觀權(quán)重為0.2；通過(guò)熵權(quán)法計(jì)算得到地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)的客觀權(quán)重為0.28，周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的客觀權(quán)重為0.22，施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的客觀權(quán)重為0.24，項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)的客觀權(quán)重為0.26。若取\alpha=0.5，\beta=0.5，則地質(zhì)條件風(fēng)險(xiǎn)的綜合權(quán)重為0.5\times0.3+0.5\times0.28=0.29，以此類推，可得到其他風(fēng)險(xiǎn)因素的綜合權(quán)重。3.4.3建立模糊關(guān)系矩陣模糊關(guān)系矩陣反映了各評(píng)價(jià)因素與評(píng)語(yǔ)集之間的模糊關(guān)系，它是通過(guò)對(duì)各評(píng)價(jià)因素進(jìn)行單因素模糊評(píng)價(jià)得到的。在建立模糊關(guān)系矩陣時(shí)，結(jié)合實(shí)際工程數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)，采用三角形隸屬度函數(shù)與梯形隸屬度函數(shù)相結(jié)合的方法來(lái)確定隸屬度。對(duì)于具有明確邊界和線性變化趨勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)因素，如土方開挖速度對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響，采用三角形隸屬度函數(shù)。設(shè)土方開挖速度的合理范圍為[a,b]，當(dāng)開挖速度x在[a,b]內(nèi)時(shí)，屬于“低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v1}(x)=1，屬于“較低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v2}(x)=0，屬于“中等風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v3}(x)=0，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=0，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0；當(dāng)開挖速度x超出[a,b]范圍時(shí)，根據(jù)三角形隸屬度函數(shù)的公式計(jì)算隸屬度。若x大于b，且超出的范圍在[b,c]內(nèi)，則屬于“較低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v2}(x)=\frac{c-x}{c-b}，屬于“中等風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v3}(x)=\frac{x-b}{c-b}，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=0，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0；若x大于c，則屬于“中等風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v3}(x)=1，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=0，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0（當(dāng)x繼續(xù)增大時(shí)，隸屬度按照相應(yīng)規(guī)則繼續(xù)變化）。對(duì)于具有模糊邊界和非線性變化趨勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)因素，如地下水位變化對(duì)基坑的影響，采用梯形隸屬度函數(shù)。設(shè)地下水位的正常范圍為[a,b]，警戒范圍為[b,c]，危險(xiǎn)范圍為[c,d]，當(dāng)?shù)叵滤粁在[a,b]內(nèi)時(shí)，屬于“低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v1}(x)=1，屬于“較低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v2}(x)=0，屬于“中等風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v3}(x)=0，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=0，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0；當(dāng)?shù)叵滤粁在[b,c]內(nèi)時(shí)，屬于“低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v1}(x)=\frac{c-x}{c-b}，屬于“較低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v2}(x)=\frac{x-b}{c-b}，屬于“中等風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v3}(x)=0，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=0，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0；當(dāng)?shù)叵滤粁在[c,d]內(nèi)時(shí)，屬于“較低風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v2}(x)=\frac{d-x}{d-c}，屬于“中等風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v3}(x)=\frac{x-c}{d-c}，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=0，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0；當(dāng)?shù)叵滤粁大于d時(shí)，屬于“較高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v4}(x)=1，屬于“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度\mu_{v5}(x)=0（當(dāng)x繼續(xù)增大時(shí)，隸屬度按照相應(yīng)規(guī)則繼續(xù)變化）。通過(guò)上述方法，對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)因素u_i（i=1,2,\cdots,12）分別進(jìn)行單因素模糊評(píng)價(jià)，得到其對(duì)評(píng)語(yǔ)集V中各等級(jí)的隸屬度r_{ij}（j=1,2,\cdots,5），從而構(gòu)成模糊關(guān)系矩陣R：R=\begin{bmatrix}r_{11}&r_{12}&r_{13}&r_{14}&r_{15}\\r_{21}&r_{22}&r_{23}&r_{24}&r_{25}\\\vdots&\vdots&\vdots&\vdots&\vdots\\r_{121}&r_{122}&r_{123}&r_{124}&r_{125}\end{bmatrix}例如，對(duì)于“不良地質(zhì)條件”這一因素，邀請(qǐng)專家根據(jù)工程實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合梯形隸屬度函數(shù)，確定其對(duì)“低風(fēng)險(xiǎn)”“較低風(fēng)險(xiǎn)”“中等風(fēng)險(xiǎn)”“較高風(fēng)險(xiǎn)”“高風(fēng)險(xiǎn)”的隸屬度分別為0.1、0.2、0.4、0.2、0.1，則在模糊關(guān)系矩陣中，該因素對(duì)應(yīng)的行向量為[0.1,0.2,0.4,0.2,0.1]。以此類推，可得到整個(gè)模糊關(guān)系矩陣。3.4.4模糊合成與評(píng)價(jià)結(jié)果處理在確定了權(quán)重向量W和模糊關(guān)系矩陣R后，進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，以得到地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。本研究采用加權(quán)平均型模糊合成算子M(\cdot,\oplus)，該算子能夠充分考慮各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重和隸屬度，更全面地反映風(fēng)險(xiǎn)因素之間的綜合影響。模糊合成運(yùn)算的公式為：B=W\cdotR=(b_1,b_2,b_3,b_4,b_5)其中，b_j=\oplus_{i=1}^{12}(w_i\cdotr_{ij})（j=1,2,\cdots,5），“\cdot”表示普通乘法，“\oplus”表示有界和運(yùn)算，即a\oplusb=\min(1,a+b)。通過(guò)上述運(yùn)算，得到模糊綜合評(píng)價(jià)向量B，它表示地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)對(duì)評(píng)語(yǔ)集中各等級(jí)的隸屬程度。對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果B進(jìn)行處理，以確定地鐵深基坑施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。本研究采用加權(quán)平均原則，將評(píng)語(yǔ)集V中的各等級(jí)看作一種相對(duì)位置，使其連續(xù)化。設(shè)評(píng)語(yǔ)集V中各等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值為S=\{s_1,s_2,s_3,s_4,s_5\}，如可設(shè)定“低風(fēng)險(xiǎn)”對(duì)應(yīng)分值s_1=1，“較低風(fēng)險(xiǎn)”對(duì)應(yīng)分值s_2=2，“中等風(fēng)險(xiǎn)”對(duì)應(yīng)分值s_3=3，“較高風(fēng)險(xiǎn)”對(duì)應(yīng)分值s_4=4，“高風(fēng)險(xiǎn)”對(duì)應(yīng)分值s_5=5。計(jì)算綜合得分F：F=\frac{\sum_{j=1}^{5}(b_j\cdots_j)}{\sum_{j=1}^{5}b_j}根據(jù)綜合得分F確定地鐵深基坑施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。若F在[1,1.5)\\##????????o?o???1è???¨??3???????èˉ???¤?3??????°é???·±??o???????·￥é￡?é??èˉ???°????????????\##\#4.1?·￥?¨??|???μ?????????é???????????????-￡??¨??oè???????°é??[X]??·?o?[Y]è?|???????·±??o????·￥?¨?è??è???

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