基于实测数据的地铁基坑工程施工风险可拓评价研究

摘要：为了有效评估基坑工程施工风险，本文在构建风险评估指标体系的基础上，采用有序加权算子赋权和物元可拓模型相结合的评价方法，通过计算待评物元与评价等级的关联度和等级特征值，从定量的角度评估基坑工程施工风险等级，提高了风险评估的客观性，实例分析表明将有序加权算子与物元分析方法运用于基坑施工阶段风险评估具有可行性和实用性。

关键词：实测数据;基坑工程;风险评估;可拓评价

中图分类号：U231.3;F224.9文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）10-0117-03

0引言

随着轨道交通工程的快速发展，地铁基坑工程建设项目数量急剧增加，而地铁基坑工程由于开挖深度大、周边环境复杂、建设周期长，在施工过程中容易产生安全事故，因此，需要采用科学的风险评估方法指导基坑工程建设。近年来，诸多学者采用了模糊评估法[1]、神经网络法[2]、DMAIC模型[3]等方法进行安全风险评估，产生了一定的积极效果。但在评价指标的选取和赋权方法上仍有需要改进的地方，基于此，本文尝试运用有序加权与物元可拓模型相结合的方法对地铁基坑工程进行风险评估。

1基坑工程施工风险评估指标体系

为了提高评估的客观性，本文在指标体系构建过程中，全部采用变形监测数据，通过安全监测报表的监测项目构建评价指标体系，共构建17个评价指标，如表1 所示。

2基坑工程施工风险可拓评价模型

2.1确定经典域和值域

基坑工程施工风险可拓评价方法把评价对象用“事物、特征、量值”3个要素来描述，并组成有序的三元组的基本元，即物元[4]。R表示基坑工程施工风险评价物元，N全体风险分级，N表示划分的第j个等级，C表示第i个评级指标，（V）表示同征物元阵，为N关于指标C的经典域范围，R表示基坑工程风险评价指标允许的取值范围，N表示全体风险等级，V表示N中指标C的允许取值范围，即值域，则：

作者简介：光辉（1984—），男，河南三门峡人，博士，副教授，研究方向：工程管理和地下工程变形理论及工程应用。

2.2计算关联函数

关联函数指监测数据与关于等级j的隶属度。设<a，b>为指标C的值域范围，则指标C关于评价等级j的隶属度为K（V）。关联函数为：

若（2）

若（3）

其中：

2.3计算评价结果

所有评价指标关于等级j的关联度为：

（4）

式中：a—指标i的权重系数。

若K=maxK（P）（j=1，2，…n）则评价对象的等级为j;

等级特征值表示基坑工程风险偏向某一级别的程度，计算方法是：

（5）

（6）

3实证分析

本文以郑州地铁五号线某车站基坑工程项目变形监测数据为例，运用有可拓评价相结合的方法对其项施工风险进行评估。

3.1确定评价指标的经典域和值域

参考已有的研究成果[5-7]，将基坑工程施工风险评价等级划分为I级～III级，分别对应一级风险、二级风险、三级风险三个等级，并以此为基础，确定经典域和值域。为了比较不同施工阶段的风险状况，根据监测数据的完整性，取第10期、期60期、第110期、第160期、第225期的实测数据，如表2所示。

3.2計算权重系数

运用有序加权算子算法计算权重系数，如表3所示。

3.3评价结果

根据物元模型计算步骤，计算关联度和评价等级特征值计算结果如表4所示。

从表4可以看出，在施工初期，基坑开挖深度小，基坑风险等级为三级风险，评价等级特征值为2.50，在施工中期，开挖深度大，基坑风险等级为一级风险，评价等级特征值为1.00，风险程度增加，在施工后期，基坑主体结构完成，基坑风险等级为二级风险，评价等级特征值为1.90，风险程度减小。评价结果与工程实际情况一致。

4结论

本文以基坑工程施工阶段变形监测数据为研究对象，结合物元可拓模型和有序加权算子赋权方法，通过计算待评物元与评价等级的关联度和等级特征值，从定量的角度评估基坑工程施工风险等级，提高了风险评估的客观性，评价结果显示，运用物元可拓模型评价结论与工程实际情况一致。

参考文献

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Study on Extension Evaluation of Construction Risk of Metro Foundation Pit Based on Measured Data

GUANG Hui

（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia Henan 472500）

Abstract：In order to evaluate the construction risk of foundation pit engineering effectively，this paper adopts the evaluation method which combines the weight of ordered weighted operator and matter element extension model on the basis of constructing the risk evaluation index system，by calculating the correlation degree and the grade characteristic value between the matter element to be evaluated and the evaluation grade，the risk grade of foundation pit construction is evaluated quantitatively，which improves the objectivity of the risk evaluation，the example analysis shows that the application of ordered weighted operator and matter element analysis method to the risk assessment of foundation pit construction stage is feasible and practical.

Keywords：measured data;foundation pit engineering;risk assessment;extension assessment