基于德尔菲法的深基坑安全风险分析

陈 博

（辽宁工程技术大学土木与交通学院，辽宁 阜新123000）

0 引言

地下工程是一项高风险建设工程，对其进行正确的风险评估，进而实现恰当的风险控制十分必要[1]。实际工程证明风险分析能够有效的解决地下工程的风险问题[2]，而风险分析的核心即为风险评估方法的确定。目前广发使用的层次分析法虽然可以通过MATLAB较为方便的实现[3]，但仍然存在不足。在建立风险分析模型的过程中不可避免的要对影响要素进行简化，忽略其中一些被认作次要的因素。随着工程的开展，这些被忽略的次要因素很可能成为主要因素，这就使得相应的评估准则可靠度下降。为提高评判的可靠度，不得不针对不同情况提出不同的评判准则，对于较大的工程（如北京市城市地下道路系统的风险评估准则[4]）的评判准则应适时做出调整。相比上述方法而言，风险分析方法中的专家打分法则考虑了更为全面的风险影响因素，这一点在重庆两江隧道的建设中得以证明[5]。同时，专家打分法也比风险分析中的属性集和属性测度理论[6]更容易实现。

本文以某高层深基坑为研究对象，采用更为完善的专家打分系统—德尔菲法，对深基坑工程的风险进行分析，得到了较为满意的效果。

1 德尔菲法

德尔菲法，又称专家意见法，是指评估专家采用匿名发表意见的方式，并通过多轮次交换调查专家对问题的看法，最后汇总成专家看法，作为预测的结果。在交换意见过程中，每位专家只能得到其他专家的意见，而并不知道意见归属。这种策划方法的优点是能够充分利用专家的经验和学识，发觉潜在风险；而且专家彼此间不发生横向联系，在没有权威压力影响的状态下对风险做出较为合理、准确的判断。

2 工程实例

依据深基坑工程的地质水文、勘察、设计等资料咨询专家，确定了该工程的风险主要可以分为勘察风险、设计风险、施工风险、监测风险、自然风险、环境风险等，并将每个风险划分为10个等级。然后根据工程的进展程度以及遇到的困难组织熟悉深基坑、有丰富经验的专家，组成专家小组，共5人。向所有专家提供所有背景材料，由专家对风险等级进行多轮次评判，直到不再修改意见为止。

专家权威与否对评价的可靠性有相当大的影响,为消除专家个人因素的偏差,提高了评分精度。在对评价结果进行处理时,要考虑专家对某一指标要素的权威程度。专家权威程度用Cr表示，其值越大,表明专家权威程度越高。计算公式为：

式中：Ca为专家对指标要素作出判断的依据，文中所用依据相同，其值取为0；Cs为专家对指标要素的熟悉程度。

加权算术平均值Ci指标要素的加权平均值Ci越大,指标要素的相对重要性越高。加权平均值体现了专家评分的集中程度。计算公式为：

式中：Ci为指标要素i的加权平均值；Cij为专家j对指标要素i的评分值；m为专家人数。

标准差Si是指标要素得分的标准差：

变异系数Vi是代表评价波动大小的重要指标。Vi表明了专家对指标要素i相对重要性认识上的差异程度,也就是协调程度。Vi越小,专家们的协调程度越高。计算公式为：

归一化处理得到权重值：

根据专家的最终评判结果，由公式（2）、（3）、（4）、（5）确定加权算术平均值C¯i、标准差 Si、变异系数 Vi和权重值 w。

经专家评判后，权重值小于0.1，可认为风险较小。风险发生的可能性很小，风险发生后造成的损失很小，或者风险发生的可能性较小，发生后造成的损失较小。当权重值大于0.1小于0.2时，可认为风险发生的可能性不大，发生后造成的损失也不大。当权重值大于0.2时可认为风险发生的可能性较大，发生后造成的损失也较大，必须采取必要的控制措施和确保一定数量的风险投入。

3 结论

德尔菲法是系统分析方法在意见和价值判断方面的一种有益延伸，它提供了多方案选择的可能性,在国内外许多领域都有广泛的应用，具有较高可信性和科学性。本文结合地下工程施工投入大，安全风险高，风险评估理论匮乏等特点，采用德尔菲法对城市地下工程安全风险评估，设计评估准则和风险对策。通过匿名投票的方式，广泛征集专家的意见，利用德尔菲法对地下空间安全风险评估，继而对数据进行分析使用。但是由于地下工程安全性涉及的因素很多，问题比较复杂，可借鉴的工程实际经验不多，本文的研究显然还不完善，仍需要在今后的工程实践和研究中进一步改进和完善。

［1］钱七虎，戎晓力.中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议[J].岩石力学与工程学报，2008，27（04）：649-656.

［2］李景龙,李术才,李树忱.地下工程的风险分析研究[J].地下空间与工程学报，2008，04（05）：835-841.

［3］宋飞,赵法锁.地下工程风险分析的层次分析法及Matlab应用[J].地球科学与环境学报，2008，30（03）：292-297.

［4］姚宣德,王梦恕.地下工程风险评估准则分析与研究[J].中国工程科学，2009，11（07）：86-93.

［5］林志,陈杨.水下隧道施工期风险分析[J].公路，2007，03：202-205.

［6］孙维丰，陈立文，刘广平，等.地下工程施工风险分析应用研究[J].河北工业大学学报，2008，37（03）：79-83.