[发明专利]一种盾构隧道施工风险综合评价方法

说明书

本发明提供一种盾构隧道施工风险综合评价方法，克服了传统评估方法无法将风险评价的模糊性和随机性关联在一起的缺陷。该评价方法包括步骤：构建用于盾构隧道施工风险评价的指标体系，确定施工风险综合评价等级标准及其对应的云模型体系和云图，确定指标权重和安全状态评价体系及对应的云模型体系，评定每一项指标的权重云模型和最底层各项子指标的安全状态评价云模型，以此计算底层各项子指标的施工风险综合评价云模型，将该结果逐级传递至上层各指标，得到任意指标或盾构隧道的施工风险综合评价云模型，再将云模型转化为云图，与前述施工风险综合评价等级标准对应的云图进行比对，得到相应的施工风险综合评价等级。

技术领域

本发明涉及盾构隧道风险评价技术领域，具体涉及一种盾构隧道施工风险综合评价方法。

背景技术

盾构法作为城市轨道交通的主要施工工法，占据了城市轨道线路施工总长的50％～70％。由于盾构隧道穿梭于城市复杂地层中，其施工技术难度大，施工质量要求高，施工风险大，且周边存在重要构筑物及密集活动人群，给盾构隧道施工带来了许多不确定风险因素。针对这些不确定风险因素，通过高效、准确、实用的方法来确定隧道施工风险等级，保障隧道安全施工，成为了隧道施工安全风险管理中的一项极为重要的研究内容。

目前，盾构隧道施工风险评价过程中存在以下主要问题：

1)主要考虑了盾构隧道施工风险因素的模糊性，忽略了风险因素随机性和离散性的特点；

2)评价结果比较过程中，容易受到主观不确定性的影响。

云理论作为一种用来描述事物定性与定量之间不确定性关系转化的数学工具，能够同时反映描述事物的随机性和模糊性，并构成定性与定量之间的映射关系，因而可用于描述模糊、信息不完整的不确定性问题，以克服上述缺陷。目前，该理论已在电力系统评估、装备保障体系性能评估、环境质量评估等领域得到广泛应用，并显示出良好的发展前景。

发明内容

为此，本发明提供一种基于云理论的盾构隧道施工风险综合评价方法，将盾构隧道施工过程作为一个模糊系统，对各施工过程的风险因素进行逐级分解，构建盾构隧道施工风险评价指标体系，提出基于云理论的盾构隧道施工风险综合评估模型的可视化新方法，克服了传统的风险评估方法无法将风险评价的模糊性和随机性关联在一起的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的盾构隧道施工风险综合评价方法包括步骤：

(S1)构建用于盾构隧道施工风险综合评价的单层指标体系，或两层以上的树状指标体系；

(S2)确定施工风险综合评价等级标准及对应的施工风险综合评价标准云模型体系和云图；

(S3)确定评价指标权重的评价语言体系及其对应的权重云模型体系；

(S4)确定评价指标安全状态等级的评价语言体系及对应的安全状态评价云模型体系，优选为正态云模型体系，并采用黄金分割法进行计算；

(S5)根据(S3)评定每一项指标的权重云模型，根据(S4)评定最底层各项子指标的安全状态评价云模型；

(S6)根据最底层各项子指标的权重云模型和相应的安全状态评价云模型分别计算出底层各项子指标的施工风险综合评价云模型，结合对应的权重云模型，分别计算出底层子指标所归集的上一层各指标的施工风险综合评价云模型，以此类推，得到任一上层指标的施工风险综合评价云模型，最后根据顶层各指标的施工风险综合评价云模型及对应的权重云模型，计算出盾构隧道施工风险综合评价云模型，上述计算方法优选为加权平均法；

(S7)将(S6)计算得到任一指标或盾构隧道的施工风险综合评价云模型转化为评价结果云图，优选采用正向正态云发生器建立定量与定性之间的映射关系，将该云模型转化为云图，然后将该云图与(S2)的施工风险综合评价标准云图进行比对，得到任一指标或盾构隧道的施工风险综合评价等级。