基于层次分析法的单洞双层隧道施工风险分析

陈增稳

(重庆交通大学 重庆 400074)

基于层次分析法的单洞双层隧道施工风险分析

陈增稳

(重庆交通大学 重庆 400074)

单洞双层隧道以其独特的优势迅速发展，与此同时，隧道施工过程中的安全问题也越来越突出。根据单洞双层隧道的特点，本文运用层次分析法重点对单洞双层隧道施工风险评价指标体系和评价模型进行了研究。

单洞双层隧道;隧道施工

一、引言

当前，众多大城市为缓解交通拥堵的问题已经选择单洞双层隧道。它作为一种新的结构形式，在某些特定受限制地段，由于其较分离式隧道布置灵活，已经开始受到工程界的重视。单洞双层隧道的开挖断面大，空间效应现象显著，围岩支护系统的应力、位移和稳定性等力学行为更为复杂。很多学者对单洞双层隧道作了大量的研究，但对于单洞双层隧道施工过程中的风险问题研究很少，本文选用层次分析法对某单洞双层隧道的施工安全风险进行定性与定量的分析。

二、利用层次分析法分析单洞双层隧道施工安全风险

(一)建立风险评价结构模型

单洞双层隧道开挖高度较大，施工工序多，开挖和支护相互交错，对围岩的扰动就比较大，应力变化复杂的特点，建立如下施工安全风险的层次结构模型如图1。

图1 单洞双层隧道施工安全风险的层次结构模型

(二)建立单洞双层隧道施工安全风险要素两两比较判断矩阵

判断矩阵的值直接反映了人们对各元素相对重要性的认识，通过访问专家和运用saaty教授提出的标度量化表，可以得到判断矩阵:

1.建立单洞双层隧道施工安全风险要素判断矩阵并计算权重值

根据专家调查表统计表，得出第二层指标两两比较的重要性标度，从而构造一层判断矩阵。接着我们可以构建准则层与方案层之间的、比较矩阵A1、A2、A3、A4、A5，对A1，A2，A3，A4，A5进行归一化处理，再对归一化后的矩阵各行要素求平均数，得到最大特征根，即其对应的权向量w1，w2，w3，w4，w5。

2.一致性检验

定义衡量不一致程度的数量指标:

为了检验一致程度的准确性还引进了平均随机一致性指标RI。令一致性比例，若CR≤0.1时，则称判断矩阵通过了一致性检验，可用其归一化特征向量作为权向量，若CR＞0.1，则该矩阵没有通过一致性检验，需要考虑重新构造成对比较矩阵。

3.结果分析与有效性评价

最后，为了得到所有元素对单洞双层隧道施工安全的影响程度的比较，我们需要计算出同一层次所有要素对于单洞双层隧道施工安全的影响程度的排序权值，在此基础上还必须进行层次总排序，层次总排序的一致性比率为:

当CR＜0.1时，可认为层次总排序通过一致性检验，可依据总排序权向量表示的结果来判断单洞双层隧道的施工安全风险要素对目标影响大小，及时釆取应对策略。如不通过检验，需要重新考虑模型或重新构造那些一致性比率较大的成对比较矩阵。

单洞双层隧道各潜在施工安全风险对施工目标影响的总排序权向量表示的结果表1:

表1 各潜在施工安全风险因素影响权重

根据层次总排序一致性比率公式进行层次总排序一致性检验，可知:

CR=0.09 ＜ 0.1

因此，层次总排序通过一致性检验。

可以根据B1至B17分别对总目标财务风险评价的影响权值确定单洞双层隧道施工安全各影响要素大小。

三、总结

通过我们分析，可以知道爆破方法B10对单洞双层隧道施工安全的影响最大，支护方法B13对单洞双层隧道施工安全影响最小。据此，企可以根据此方法分析结果来进行决策，同时采取有效的风险应对策略。

［1］石波.软弱地质条件下单洞双层隧道开挖力学行为研究［D］.重庆，重庆交通大学，2012－4－14

［2］丁秀珍.基于系统动力学的隧道施工风险管理研究 ［D］.成都，西南交通大学，2015－5－6