合肥轨道交通黄河路站深基坑施工风险模糊层次评价

李钦三 (中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，北京 101100)

1 工程概况

合肥市轨道交通5号线土建3标黄河路站主体为地下三层三跨13m岛式站台车站，结构型式为矩形框架结构。主体结构总长158m，标准段结构宽度21.9m。车站地面南低北高，规划地面标高15.85m～16.35m。站台中心覆土约为3m，标准段基坑深度23.11m～23.50m。

标准段基坑开挖深度23.11m～23.50m，坑底位于④2层粘土。围护结构选用Ф1000@1300钻孔灌注桩，桩长约33m，桩底位于④2层粘土中。沿基坑深度方向设置5道支撑，第1道为钢筋混凝土支撑，其余为钢支撑(其中第2、3、5道为Ф609钢支撑，第4道为Ф800 钢支撑)。

端头井基坑开挖深度24.87m(南)/25.44m(北)，坑底位于④2层粘土。围护结构选用Ф1000@1300钻孔灌注桩，桩长约36.3m，桩底位于④2层粘土中。沿基坑深度方向设置5道支撑和1道换撑，其中第1道为钢筋混凝土支撑，其余为Ф609钢支撑。

车站范围内埋深约33m⑦4层粉细砂夹粉质粘土层存在承压水，承压水头绝对标高为9.62m。⑦4层承压水位于主体基坑开挖范围内，主体围护结构施工时采用井点降水降承压水。

车站主体基坑开挖深度大于20m，基坑自身风险等级为一级；周边环境风险等级为三级，工程监测等级为一级。

2 模糊层次分析法的基本原理[1-5]

③模糊运算得到综合评判向量B。

对于单层次的评价模型，模糊综合评判表示为：

权重集合W为一行n列的模糊矩阵，矩阵相乘即为：

其中，B称为模糊综合评判集，bj为称为模糊综合评判指标。

对于多层次的评价模型，可以先将因素集U按某种属性划分成S个子集合，分别作，其中：。

最后将Uj视为一个单独元素，用Bj作为Uj的单因素评价，由此得出因素集。

单因素评价矩阵为

根据每一Uj在U中所起作用的不同程度给出权重：。

得出综合评价矩阵

这个过程称为二级综合评价模型。按照同样的程序还可以建立三级、四级和多级综合评价模型。

④评价结论

采用最大隶属度法获得与最大的评价指标相对应的备选元素为评价的结果，即：。

3 风险指标体系的建立及权重

依据现场资料，结合《合肥轨道交通风险评价及应对措施》中的一些研究成果[6]，建立风险指标体系如表1所示。

4 黄河路站深基坑多级模糊综合评价

4.1 黄河路车站深基坑一级模糊综合评价

①基坑开挖：

归一化得到：

②基坑支护：

黄河路站深基坑风险指标体系与权重 表1

③基坑内积水：

归一化得到：

④基坑周边建筑：

根据上述一级模糊综合评价结果，利用最大隶属度原则我们可以得到一级评价结果如表2所示。

黄河路站深基坑一级模糊评价结果等级表 表2

4.2 黄河路车站深基坑二级模糊综合评价

①地质因素：

②人员与管理因素：

归一化得到：

③监控与量测因素：

归一化得到：

将上述一级模糊综合评价结果中的基坑开挖，基坑支护，基坑内积水这三个评价结果的评价向量合成一个二级隶属度向量：

④技术因素：

则其模糊二级合成结果分别为：

⑤环境因素：

由上述二级模糊综合评价结果，利用最大隶属度原则我们可以得到二级指标的风险等级如表3所示。

黄河路站深基坑二级模糊评价结果等级表 表3

4.3 黄河路车站深基坑三级模糊综合评价

将所有2级指标的评价结果向量合成三级隶属度矩阵：

其三级模糊合成结果为：

黄河路深基坑三级模糊评价结果等级表 表4

5 结论

黄河路车站深基坑施工风险模糊一级评价：基坑开挖风险等级为1级，基坑支护风险等级为2级，为重要风险源，而周边建筑及管线风险等级为5级，属于低风险。

模糊二级评价：技术因素为2级，属主要重大风险因素，而地质、环境则相对为可接受风险。

模糊三级评价：黄河路车站基坑整体风险为2级，为具有重大风险的基坑，需采取有效的措施加以控制。