發布時間：2022-04-19所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要: 分析巖土工程勘察中的各類安全風險，構建勘察安全風險預測指標體系，運用層次分析法，依據該體系建立安全風險層次結構模型，經專家賦值創建各層次判斷矩陣，通過逐層一致性檢驗后，運算出綜合指標權重并獲得整體指標排序，完成巖土工程勘察安全風險預測。案例測
摘要: 分析巖土工程勘察中的各類安全風險，構建勘察安全風險預測指標體系，運用層次分析法，依據該體系建立安全風險層次結構模型，經專家賦值創建各層次判斷矩陣，通過逐層一致性檢驗后，運算出綜合指標權重并獲得整體指標排序，完成巖土工程勘察安全風險預測。案例測試結果表明，地質調查、地基土堆混凝土板抗滑試驗及雷雨天氣作業風險指標，對整體勘察安全的影響程度相對最高，分別可達 0. 293、0. 195 與 0. 151，所得預測結果合理可靠，可用于實際巖土工程勘察安全風險預測。
關鍵詞: 層次分析法; 巖土工程勘察; 安全風險; 層次結構模型; 判斷矩陣
巖土工程勘察、設計以及施工等環節對安全要求很高，其中巖土工程勘察屬于基本環節，是后期實施巖土工程設計與施工的關鍵，可直接影響到整個工程項目的建設工期、安全性以及質量等[1]。因巖土工程勘察應用繁多，且不同工程地質條件也有所不同，所以各類巖土工程項目施工前勘察作業的安全風險也存在差異。為保障巖土工程勘察作業的安全性，尤其對野外等特殊環境下的巖土工程勘察作業而言，需在實際勘察作業前，實施科學可靠的安全風險預測[2-4]�？茖W可靠的安全風險預測有助于相關人員對巖土勘察作業中可能發生的風險具備一定的提前防范措施，有效規避風險的發生，為保障作業人員的安全、提升整體工程項目的安全性奠定基礎[5]。層次分析法屬于當前較為常見的一類風險預測方法，該方法可結合定量與定性分析實施層級分化，通過目標層、準則層及指標層的層級結構分解決策問題的相關元素，并運用各層元素相互制約影響的關系，獲得各元素針對上層級的權重值[6-7]。該方法的關鍵優點在于其使用過程簡單、綜合性較強、應用范圍較廣且具有較高的系統性等，可通過僅有的定量信息達到相關風險數學化的目的，可為有效規避風險提供科學依據[8]。
本文運用層次分析法，以所構建的巖土工程勘察安全風險預測指標體系為依據，建立巖土工程勘察安全風險層次結構模型，實現對巖土工程勘察安全風險的預測，為實際勘察作業中有效規避此類關鍵風險提供科學合理的依據，有效降低整體風險程度，保障勘察作業人員的人身財產安全。
1 巖土工程勘察安全風險預測
1. 1 安全風險因素分析
以巖土工程勘察過程中將會遭遇到的各類安全風險為依據，將巖土工程勘察安全風險劃分為基礎安全風險與專業安全風險 2 種。
( 1) 基礎安全風險因素分析。在巖土工程勘察過程中或許會遭遇到的存在相同特點的安全風險即為基礎安全風險，此種安全風險可在巖土工程勘察過程中的任何環節內存在，不被具體勘察的領域及任務限制[9]。巖土工程勘察過程中的基礎安全風險種類見表 1。
( 2) 專業安全風險因素分析。在巖土工程勘察過程中，遇到的具有特殊特征的安全風險即為: 專業安全風險，此種安全風險僅存在于巖土工程專業領域內，同勘察內容具有緊密的關聯性[10-11]。巖土工程勘察過程中的專業安全風險種類及存在環節，詳見表 2。
1. 2 基于風險因素指標的預測指標體系設計
結合表 1 與表 2 所分析的巖土工程勘察基礎安全風險與專業安全風險，通過相關專家投票的方式，由 2 種安全風險內選取出對巖土工程勘察安全風險影響較大的安全風險因素，實施編碼，實現巖土工程勘察安全風險預測指標體系的構建，詳見表 3。
1. 3 巖土工程勘察安全風險預測
層次分析法的巖土工程勘察安全風險預測過程包括: 建立巖土工程勘察安全風險層次結構模型、專家賦值創建判斷矩陣、逐層一致性檢驗、綜合指標權重運算以及整體排序等，如圖 1 所示。
( 1) 創建層次結構模型。依據所構建的巖土工程勘察安全風險預測指標體系與分解法的基礎理念，結合層次分析法創建包含目標層、準則層及指標層( 方案層) 的巖土工程勘察安全風險層次結構模型，實現對巖土工程勘察安全風險的系統分解。其中目標層即為預測的最終目標; 準則層通常包含數個 準則，屬于預測所遵循的規范準則; 指標層以上2層為約束，包含數個詳細預測指標[12]。巖土工程勘察安全風險層次結構模型如圖 2 所示。層次結構模型中的目標層為巖土工程勘察整體安全風險，準則層由環境、材料、設備以及技術 4 種風險元素構成; 指標層為對應準則層各風險元素的各個風險指標。
( 2) 建立判斷矩陣。以上層的某個元素為約束，兩兩對比相同層次內不同元素間的相對關鍵程度，此即為判斷矩陣的任務[13]。在運用層次分析法測量預測指標的相對關鍵程度時，可通過將“1—9” 標度法融入，并結合專家賦值的方式實現判斷矩陣的建立[14]。“1—9”標度法的定義見表 4。為檢驗判斷矩陣的科學性，需對判斷矩陣實施一致性檢驗，通過一致性檢驗判別專家賦值的一致性。其中對判斷矩陣實施一致性檢驗時，可采用對判斷矩陣最大特征根和其對應的特征向量實施運算實現[15]。以逐層一致性檢驗的方式實施檢驗，若未通過檢驗則返回至專家賦值，重新建立此層判斷矩陣; 若通過檢驗，則此層判斷矩陣建立完成。直至各層判斷矩陣均完成建立之后，對每一層元素對目標的合成權重實施運算，獲取到綜合指標權重實現綜合判斷后，完成整體排序，將最終整體目標內巖土工程勘察安全風險層次結構模型指標層中不同元素的關鍵程度確準，尋找到對巖土工程勘察安全風險影響較高的元素，實現對巖土工程勘察安全風險的預測。
2 實際應用結果分析
以某地公路邊坡滑塌巖土工程為例，運用本文方法預測此巖土工程勘察的安全風險，預測出對其整體勘察安全風險影響最高的風險元素，并與此工程勘察作業的實際狀況相比較，檢驗本文方法的預測效果。實驗巖土工程的邊坡高度與坡率分別為 27. 52 m 和 1. 0∶ 0. 8，表面設有網狀防護，因突發暴雨天氣導致此邊坡出現滑塌現象，造成部分道路堵塞無法通行。實驗巖土工程邊坡滑塌現場情況如圖 3 所示。
通過本文方法對實驗巖土工程勘察安全風險實施預測，得出各層次指標元素針對上層指標元素的相對權重，所得結果詳見表 5。
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依據表 5 中的相對權重獲得各指標對實驗巖土工程整體勘察安全風險的合成權重值，同時以合成權重值為依據實施整體指標排序，運用所得結果分析各指標元素對實驗巖土工程整體勘察安全風險的影響程度。各指標合成權重值及排序情況見表 6。結合表 5 與表 6 可以得出，對于實驗巖土工程整體勘察安全風險而言，4 種風險元素的影響程度由高到低依次為 E4、E1、E3、E2，即技術風險元素對實驗巖土工程整體勘察安全風險的影響程度最高，材料風險元素的影響程度最低; 從各指標對實驗巖土工程整體勘察安全風險影響程度的整體排序可看出， F12、F11 及 F2 排在前 3 位，也就是槽探、坑探、鉆探與地質調查，地基土堆混凝土板的抗滑試驗以及大風和雷雨天氣的作業風險 3 項指標對整體勘察安全風險的影響程度相對更高。
為檢驗本文方法所得排序結果的有效性，現運用 CR 指標對本文方法預測結果實施一致性檢驗。檢驗中若 CR 指標值低于 0. 1，則判定為通過一致性檢驗; 若 CR 指標值高于或等于 0. 1，則判定為未通過一致性檢驗; 當 CR 指標值為 0 時，則判定為預測結果符合完全一致性。一致性檢驗結果詳見表 7。通過表 7 可得出，本文方法所得預測結果的 CR 值均小于 0. 1，可見，本文方法預測結果均能夠通過一致性檢驗，具有較好的一致性，預測結果可靠性較高。
3 結論
巖土工程施工前需派遣相關人員實施現場勘察，而現場勘察作業中因各類因素影響導致存在不同程度的安全風險，為此需在實際勘察作業前實施相應的安全風險預測，有效規避風險事故的發生，提升勘察的安全性。
本文針對一種基于層次分析法的巖土工程勘察安全風險預測方法展開研究，通過分析巖土工程勘察過程中所存在的各類安全風險，結合專家投票選出主要風險因素，構建巖土工程勘察安全風險預測指標體系，運用層次分析法依據該指標體系建立巖土工程勘察安全風險層次結構模型。通過專家賦值創建各層次判斷矩陣，并經由逐層一致性檢驗后，運算出綜合指標權重，進行整體排序，獲取巖土工程勘察整體安全風險影響最高的各指標元素，完成對巖土工程勘察安全風險的預測。將本文方法應用于某巖土工程勘察安全風險預測中，預測結果表明，槽探、坑探、鉆探與地質調查對實驗巖土工程整體勘察安全風險的影響程度高達 0. 293，是全部風險指標中影響程度最高的一項指標; 其次為地基土堆混凝土板抗滑試驗與雷雨天氣作業風險兩項指標，二者對實驗巖土工程整體勘察安全風險的影響程度分別為 0. 195 和 0. 151。在實驗巖土工程的實際現場勘察作業中，需重點關注以上 3 方面風險，有效規避防范此類風險的發生，最大限度地降低實驗巖土工程的整體勘察安全風險。經檢驗驗證了本文方法所得預測結果的一致性與可靠性，可用于實際巖土工程勘察的安全風險預測中。——論文作者：尹永川
參考文獻( References) :
[1] 熊自明，盧浩，王明洋，等. 我國大型巖土工程施工安全風險管理研究進展[J]. 巖土力學，2018，293( 10) : 205-218. Xiong Ziming，Lu Hao，Wang Mingyang，et al. Research progress on safety risk management for large scale geotechnical engineering construction in China[J]. Rock and Soil Mechanics，2018，293 ( 10) : 205-218.
[2] 姜諳男，鄭帥，白濤，等. 基于應變軟化的巖土工程單元安全度評價方法研究[J]. 地質力學學報，2018，24( 6) : 96-103. Jiang Annan，Zheng Shuai，Bai Tao，et al. Study on evaluation method of geotechnical engineering zone safety degree based on strain softening[J]. Journal of Geomechanics，2018，24 ( 6 ) : 96- 103
.[3] 華曉濱. 城市軌道交通工程勘察安全管理控制措施[J]. 城市軌道交通研究，2019，199( 4) : 108-110，114. Hua Xiaobin. Safety control countermeasure of engineering survey in urban rail transit[J]. Urban Mass Transit，2019，199( 4) : 108- 110，114.
[4] 祁小軍. 公路工程環境的巖土勘察與地質災害評估技術研究[J]. 公路工程，2019，44( 1) : 115-119. Qi Xiaojun. Geotechnical Investigation and geological hazard assessment technology for highway engineering environment[J]. Highway Engineering，2019，44( 1) : 115-119.
[5] 張紹輝，王帥，潘若生，等. 基于層次分析法的 CO2 驅注采工程安全風險評價[J]. 石油鉆采工藝，2018，40( 1) : 141-146. Zhang Shaohui，Wang Shuai，Pan Ruosheng，et al. Evaluation on the safety risk in the injection and production engineering of CO2 flooding based on analytical hierarchy process[J]. Oil Drilling & Production Technology，2018，40( 1) : 141-146.
[6] 劉祖容，覃曉萍. 基于層次分析法的地鐵盾構法施工安全風險評估[J]. 施工技術，2018，47( S4) : 1301-1304. Liu Zurong，Tan Xiaoping. Safety risk assessment of metro shield construction based on analytic hierarchy process[J]. Construction Technology，2018，47( S4) : 1301-1304.
[7] 徐堅強，劉小勇. 基于層次分析法的建筑火災風險評估指標體系設計[J]. 武漢理工大學學報( 信息與管理工程版) ，2019 ( 4) : 5-11，18. Xu Jianqiang，Liu Xiaoyong. Design of building fire risk assessment index system based on analytic hierarchy process[J]. Journal of Wuhan University of Technology( Information & Management Engineering) ，2019( 4) : 5-11，18.
[8] 關賢歡，鄭相悅，榮帥. 基于改進層次分析法—云模型的巖爆烈度等級預測[J]. 化工礦物與加工，2018，47( 8) : 43-47. Guan Xianhuan，Zheng Xiangyue，Rong Shuai. Prediction of rock burst intensity grade based on improved analytic hierarchy process cloud model[J]. Industrial Minerals & Processing，2018，47( 8) : 43-47.
[9] 胡小威，朱杰. 基于層次分析法的石灰巖礦山火災風險分析[J]. 工業安全與環保，2020，46( 6) : 27-29. Hu Xiaowei，Zhu Jie. Analysis of external fire accidents in limestone mines based on analytic hierarchy process[J]. Industrial Safety and Environmental Protection，2020，46( 6) : 27-29.
[10] 程新生，劉星，李書輪. 珊瑚島礁跨海大橋的勘察實踐及工程意義[J]. 水運工程，2018( 8) : 183-188. Cheng Xinsheng，Liu Xing，Li Shulun. Investigation of cross-sea bridge for atoll and engineering significance[J]. Port & Waterway Engineering，2018( 8) : 183-188.
[11] 陳紅，陳治，金珠，等. 基于層次分析和灰色關聯法的橋梁運營階段風險評價[J]. 筑路機械與施工機械化，2019 ( 8) : 105- 108. Chen Hong，Chen Zhi Jin Zhu，et al. Risk assessment of bridge in operation based on analytic hierarchy process and grey relational analysis[J]. Road Machinery & Construction Mechanization，2019 ( 8) : 105-108.
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