地下工程施工对历史建筑影响研究实践证明风险分析

风险分析，即系统全面地甄别和分类建设工程中客观存在的不确定性因素，并将可能演变成风险的不确定性因素列出，在工程建设过程中，时刻关注风险因素形成风险事故的演变条件和过程。风险辨识是风险管理的基础和重要组成部分，必须做到系统全面。风险辨识的目的是确定何种风险因素将对工程建设产生何种影响，并将不同的风险因素分类归档。

风险辨识方法有多种，包括定性分析、定量分析和半定量分析方法。其中，定性分析方法包括：专家调查法、失效模式、后果分析法等；定量分析方法包括：层次分析法、模糊综合评判法、控制区间记忆模型法、蒙特卡罗模拟法、等风险图法、神经网络法等；半定量分析方法主要包括：故障树法、影响图方法、事件树法、风险评估矩阵法、因果分析法以及各类综合改进方法。每种方法具有各自的优缺点及适用范围，在不同项目风险辨识过程中，应结合项目具体情况，组合应用。本节应用层次分析法和模糊综合评判法对地铁施工对历史建筑物的影响进行风险分析。

1.工程简介

西安市地铁2号线是连接西安市轨道交通线网南北向的骨干线，线路北起郑西铁路客运专线西安北站，向东南上跨北绕城高速、北三环辅道、麻家什字村及城运村至草滩路进入地下，沿西安市南北向主客流走廊，经张家堡广场后沿着未央路路中一路南行，经凤城四路、凤城一路，过北二环立交、凤城南路、龙首路、自强路、陇海铁路直达北门。线路绕行下穿陇海铁路、环城北路高架桥、护城河、北门城墙，进入北大街后经莲湖路口、东新街口南行至钟楼，线路左、右线分绕钟楼后进入南大街，然后至南门。线路继续采用分绕方式下穿南门处城墙及护城河，过南门广场后进入长安路，经友谊路、省体育场，线路绕过南二环立交桥，经长安南路沿小寨路、雁塔西路、八里村、师大路至电视塔。经环塔东路下穿绕城高速高架桥及南三环辅道后至长安南路路中，线路经长安北街穿过航天南路后沿地下过渡至高架线，沿长安北街、长安南街，经友谊街、长安区政府至线路终点韦曲站。

线路全长26.302 km，其中地下线25.852 km、敞开段0.450 km。全线共设21座车站，有5座车站分别与其他轨道线换乘。2号线分别设车辆段及停车场各一座，车辆段的地址选在北郊经济技术开发区，停车场的地址选在长安区西寨村。1—3号线共用一个控制中心，设在2号线张家堡广场西南角。全线共设2座主变电站，分别设置在张家堡和长延堡。车辆选择B型车，列车的最高速度为80 km/h，列车编组初期、近期、远期均采用6辆。远期运能达4.32万人次/h。自2006年下半年工程开工建设试验段，2011年全线建成通车运营。

2.工程地质条件

西安市的位置在关中平原中部，其内沉积了巨厚的第四系地层，西安地铁2号线主要的地层岩性有：杂填土、素填土、粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、砾砂等。该区段地下水主要赋存在第四系松散堆积层中，基于地下水的赋存条件和水力特征，将其分为潜水和承压水两类，承压水根据埋藏深度及水力特征又分为浅层承压水和深层承压水两种。

3.基于模糊数学法的风险评价

基于工程的复杂性，运用专家问卷法调研风险因素，问卷发放对象包括设计单位、施工单位、业主单位、监测单位及监理单位，共发放问卷80份，回收有效问卷65份。结合专家调查问卷的结果，将盾构下穿古城墙的风险划分为4个一级风险因素，35个二级风险因素，定量和定性指标按描述语言量化给出。根据专家调查问卷结果，计算出了各个二级风险因素的定量评估指标值（Q）。结合改进的层次分析法可求得一级、二级风险因素权重系数。计算结果如表3-27所示。指标最终突出影响程度系数λji如表3-28所示。

表3-27　风险因素表

（续表）

表3-28　指标最终突出影响程度系数

模糊处理矩阵F为(www.xing528.com)

已知

经过计算得到一级评估向量：

M1所在区间的对应等级即为最终的风险等级，各风险等级对应的M1取值区间如表3-29所示。

表3-29　各风险等级对应的M1取值区间

地铁盾构施工过北门城墙段施工安全风险等级为Ⅰ级，属于最大风险级别。

4.结论

应用模糊数学理论进行分析计算，可得到以下结论：

（1）基于模糊数学综合分析法计算盾构（顶管）施工对周边历史建筑物的影响进行评价分析，具有可行性。

（2）地铁盾构施工对周边历史建筑的影响受诸多因素影响，是一个复杂的系统问题，在实际工程计算中不可能把所有因素都考虑进去，在建立评价模型过程中只考虑重要因素。

（3）地铁盾构施工过北门城墙段施工安全风险等级为Ⅰ级，属于最大风险级别，必须采取措施进行风险控制，降低风险。

（4）将应用模糊数学评价模型得出的风险评价结果与工程经验相结合，理论联系实际，从而为工程实际施工提出合理的建议，确保地铁施工的安全以及保护周边历史建筑。