摘要：随着现代化城市地铁建设的快速推进，无论是建设方还是承包方或施工方都对隧道贯通极为关注，为降低地铁隧道施工风险、保障人民生命财产安全，必需注意地铁盾构隧道施工的风险。下面笔者就地铁盾构法隧道贯通测量风险进行简要分析。
关键词：地铁盾构法；隧道贯通；测量风险；
一、隧道工程测量风险
隧道工程隐藏着巨大的风险，对于隧道工程测量风险，将其定义为：在以隧道工程项目正常施工为目标的测量活动中，一旦某个测量活动没有测量到位，就有可能出现各类直接或间接损失，那么就称这项测量活动存在风险，而对于此类测量活动所带来的不良后果，我们对其称之为风险事故。隧道工程风险分析与控制的基本过程分为风险识别、风险估计、风险评价和风险控制4个阶段：
①风险识别阶段指组织专家评审团借助相关施工资料(包括水文地质、工程规划、周围建(构)筑物及类似工程风险设计等)和实际经验或采用一定手段辨识隧道工程潜在的风险；②风险估计阶段指利用数学方法，针对风险将要发生或者发生后所引起的损失，利用数学方法初步计算，可以得出相应的风险带来的后果计算结果；让人们对风险有个充分的认识；③风险评价；在这一阶段，可以应用一定的方法，评价出隧道面临的风险问题；④风险控制；此阶段可以根据风险趋向，制定相应的控制措施，以便对风险进行实时监控。
二、隧道贯通测量风险估计与评价方法
1.采用专家调查法建立隧道贯通测量风险评价指标体系
在总结以往盾构隧道贯通测量风险分析资料的基础上，利用德尔菲法建立地铁盾构法隧道贯通测量风险评价指标体系。在建立风险评价指标体系之前，需要确定各专家的权重，然后对德尔菲法得到的数据采用加权平均法进行处理，即根据各个专家的资历、职称、影响力等因素对各个专家设定相应的权重，再对专家所作出的判断。将专家分为4类(见表1)，其中一类专家作出的判断最可靠，数据信息也最真实。地铁盾构隧道贯通测量风险评价指标体系以及后文的比较判断矩阵均应按照此方法实施。
表1 地铁盾构法隧道贯通测量评审专家分类
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2.构建隧道贯通测量风险比较判断矩阵
比较判断矩阵可以对定性问题进行定量分析,采用1～9标度法建立比较判断矩阵,1～9标度法的具体含义见文献.当地铁盾构隧道贯通测量含有n个致险因素时,对盾构隧道贯通测量指标体系中的n个致险因素进行两两比较,判断其相对重要性，即可获得比较判断矩阵式中,W代表每个致险因子的重要程度。
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3.计算地铁盾构法隧道贯通测量风险因素的权重向量
根据矩阵论，比较判断矩阵 A 满足正互反矩阵条件，其最大正特征根对应的特征向量体现多步累积效应，我们把其称之为因素的权重向量。比较判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量可由下式计算：
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式中：λ 为正互反矩阵 A 的特征值；ξ 为正互反矩阵 A对应于特征值 λ 的非零特征向量。 最后，通过式(3)对正互反矩阵 A 的最大正特征根对应的特征向量进行归一化处理，即可得到隧道贯通测量风险因素的权重向量。
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4.隧道贯通测量风险因素权重向量的一致性检验
由于比较判断矩阵是人们根据一定的准则，对两两风险因素相对重要程度作出的判断，以确保逻辑上的一致。
其检验步骤如下：
1) 计算一致性检验指标 CI
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式中：n 为判断矩阵的维数；λmax为判断矩阵的最大特征值。
2) 确定平均随机一致性指标RI。对随机判断矩阵的特征值进行多次重复计算，再取相应算术平均数即可得到平均随机一致性指标 RI。重复计算 1 000 次得到了1～12 阶判断矩阵的平均随机一致性指标。
3) 计算一致性比例 CR。
一致性比例CR 可通过下式计算：
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当CR<0.1 时，就可认为判断矩阵的一致性是可以接受的，此时就可用其归一化的特征向量作为权重向量。反之，计算的权重向量视为无效，应重新组织评审专家对构造的判断矩阵进行适当的修正。
5.隧道贯通测量风险评价
风险是事故发生的概率与损失的集合，其定义一般为：
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式中：R为事故风险；P为事故风险发生的概率；C为事故风险发生后对工程项目可能造成的损失估值。实际工程中，最简单且应用最广的函数关系是R=P×C。可根据R=P×C求得地铁盾构隧道贯通测量各致险因素所对应的风险值，并结合致险因素的权重向量计算考虑权重后的致险因素风险值，然后将考虑权重后的致险因素风险值相加，得到地铁盾构隧道贯通测量的风险值。
三、盾构隧道工程概况
某地铁工程全长42.02km共设车站31座，均为地下站。整条线要下穿1次铁路、8次国省干道线、16座桥梁、18条河流和湖泊，地下管道错综复杂，为防范盾构风险事故的发生，相关单位组织20余位经验丰富的专家形成评审团(成员包括地质、工测、设计、业主等方面的专家和学者)，对整条线路实施了风险分析及管理研究，着重研究如何进行整条线路贯通测量环节的风险分析及管理方法。
四、盾构隧道贯通测量风险控制
1.隧道定向测量风险控制措施
1) 地面控制测量需使用
GPS测量后始发井和接受井井口位置，并保证其相对点位误差在5 mm之内。
2) 联系测量作业中，应严格按照规范作业，适当增加投点次数，减少重锤摆动，达到减小投点误差的目的。
3)隧道导线测量时，应对地下导线的布设形式进行改善(可将地下导线布设成直伸导线、菱形导线、环形导线、矩形导线等)，在适当位置加测陀螺方位角控制地下导线边的方位，增加测量检核条件，减小地下导线方位误差的累积。
4)定期对盾构的位置和姿态进行测量和检查，利用人工测量和盾构姿态结合方法对盾构的位姿进行检测；严格控制盾首中心、盾尾中心的横向坐标偏差和水平偏转角的大小；盾构位姿检测成果的精度与盾构参考点的标定测量、地下测量及采用的坐标转换方法密切相关，因此要求检测人员在以上3个环节重复检测。
2.盾构穿越文保建筑沉降监测风险控制措施
在盾构隧道施工时，要注重文保建筑的保护。因此，应在隧道内及隧道施工影响范围内的文保建筑附近布设监测点，隧道沉降测量控制网，定期进行监测。此外，分析盾构前方监测点的变形，如果变形量在–5～5 mm，则盾构通过时该监测点的变形量应控制在–30～10 mm，如果盾构前方监测点变形量达到–20～5 mm边界时，则应分析原因并制定相应整改措施。
结束语
综上所述，本文研究的盾构隧道贯通测量风险分析及控制方法可以融入整个隧道工程的风险研究中，使隧道风险分析理论更加完备，为盾构隧道施工灾害预防提供技术支撑。
参考文献：
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[3]张耀文，陈建军，王明明.地铁盾构法隧道贯通测量风险分析应用[J].中外管理导报，2014（03）：157-169.
论文作者:刘新裕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：盾构论文; 风险论文; 隧道论文; 测量论文; 矩阵论文; 向量论文; 权重论文; 《基层建设》2019年第28期论文;