基于因子分析—模糊分析法的隧道土建施工安全风险评价与控制研究

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　　【摘 要】随着我国国民经济水平的不断提高，我国基础设施已经不能满足人民日益增长的物质需求，进而要求加快基础设施建设。加之近年来，世界经济环境恶化，为了减轻世界经济危机带来的影响，国家采取了扩大内需的政策，国家和地方政府也借机扩大基础设施建设，特别把重点放在较为偏远的山区和城市地下空间。这样不可避免的涉及众多隧道建设，也对隧道建设安全管理研究提出了更高的要求。但是，我国隧道土建施工安全风险管理研究还相对落后，为国家的基础设施建设制造了不少麻烦。
　　【关键词】模糊分析法；隧道土建；施工安全风险
　　1引言
　　随着我国国民经济的不断提高，我国基础设施己经不能满足日益增长的物质文化需求，这样从根本上要求加快基础设施建设。加之近年来，世界经济环境恶化，我国为了减轻世界经济危机带来的影响，采取了扩大内需的政策，让我国大力发展基础设施成为可能，国家和地方政府也借机大规模基础设施建设，特别把重点放在较为偏远的山区和城市地下空间。加之人们对基础设施建设的发展要求，许多铁路、公路也开始加快建设，使得山岭隧道逐年剧增。而在20世纪30年代才有了对风险的管理研究。这样就不可避免的涉及众多的隧道建设，也对隧道建设安全管理研究提出了更高的要求。但是，我国隧道土建施工安全风险管理研究还相对落后，使得国家基础设施建设产生了许多人员伤亡。隧道土建工程是隧道最为基础的设施建设，包括隧道开挖、衬砌、注浆等等，土建施工是为了给以后的设备安装作准备，是隧道施工中最复杂、最危险的施工过程。
　　隧道土建施工与其他工程建设，有自身特点：
　　1）隐蔽性大，隧道施工是在地表以下进行，其隐蔽性不言而喻；由于管理上的问题，有时在隧道内施工人员几天甚至一两个月都不出正在施工的隧道。2）复杂性，隧道施工儿乎涵盖了所有的施工工艺，其施工工艺的复杂程度不亚于任何其他构筑物；隧道一般都会穿行各种地质层，地质状况复杂，加之在施工前的地质勘探不可能全面勘测到位，增加了隧道施工的安全风险。3）投资大，隧道建设投资较大，一般一公里的土建建设投资都会达到2亿以上；加之近年来，隧道建设的长度很长，十几公里的隧道屡见不鲜，造成一条隧道的土建建设就达到20亿以上。4）建设周期较长，一般长大隧道建设周期长，工期都在三年以上，有的甚至达到5年左右，是使得隧道的建设是整个工程建设的控制工程。
　　由于隧道建设有隐蔽性、复杂性的特点，故而在其施工时存在大量的施工安全风险，这些施工安全风险具有以下特点：
　　1）多样性，就本节举例的隧道施工安全案例可以看出隧道施工安全事故的发生的原因不尽相同，任何一种事故发生后都可能造成重大的安全事故。2）复杂综合性，每一种事故发生的触发点不尽相同，但是造成巨大的人员伤亡则是由多方原因造成的。3）偶然突发性，许多隧道事故发生都没有较为明显的预兆，因此施工人员一般都没有做好相关自救的准备，就发生了各种事故，这样就造成了重大的人员伤亡事故。4）次生灾害严重，许多事故发生后会导致很多次生灾害事故，比如塌方时救援可能再次塌方而导致更大的人员伤亡。
　　2隧道土建施工安全风险评价概念
　　为了介绍隧道土建施工安全风险评价，首先介绍一下隧道上建施工安全风险。隧道土建施工安全风险是在隧道土建施工过程中因某种原因引起的施工事故导致隧道土建施工损夫，具体表现在内部流程管理、系统和人员或是外部事件引起的事件，其中触发点来自外部环境。隧道土建施工安全风险具有系列特点：
　　（1）事故后果严重，由于隧道土建属于在地下施工，可能产生坍塌、地下水泉涌、爆炸、火灾、透水、行车等事故，这些事故一旦发生，将引起大量的人员伤亡和财产损失；
　　（2）受到环境的而强烈干扰，在隧道土建施工过程中，既受到施工系统内部的干扰，又受到外部环境的干扰，大多数发生都是受到突然的施工环境剧烈改变而引起的，对环境强烈改变适应性差；
　　（3）事故影响恶劣，隧道土建施工一般都是在困难山区中进行，事故发生后大量的人员伤亡会导致施工的巨大损失，每次是重大伤亡事故的发生也是对单位和国家施工安全管理的一次挑战。
　　隧道土建施工安全风险评价是指在隧道土建施工过程中，在风险识别、风险分析的基础上，对可能产生的隧道土建施工安全风险因素进行定性、定量分析或是综合评价方法。在综合考虑风险类别、风险发生所产生后果及风险发生概率，然后确定总的风险发生大小。
　　3因子分析一模糊分析法的优势
　　因子分析一模糊分析法，是结合因子分析和模糊分析的优势，又在同时弥补了各自缺点。首先运用因子分析法对指标体系进行简化处理，在处理过程中运用一定的数学计算方法，得到各个指标因素的权重，然后去掉相关指标权重很低的指标，从而得到新的指标权重体系，然后对其归一化，得到合理的指标体系权重。运用专家评价和相关的生产经验，对施工对剩余的指标进行赋值，然后运用模糊分析对其合理评价。
　　其评价方法具有定性和定量相结合的基本原则。在指标的权重的确定过程中运用因子分析法去掉对评价结果可以忽略的因素，并剔除了人的因素的影响，让得到的权重更具客观实际性。模糊分析时利用客观实际和专家评判的综合，使得结果既客观又不盲目。
　　4隧道土建施工安全风险评价
　　4.1数据源获取及基本处理
　　數据源的获取就是通过一定数量的专家做隧道施工安全评价，其评价内容包括：指标体系、评语数据及指标数据区间。其风险越高数据越大，其评语的数据区间为[0，000]。模糊风险分析法的指标是通过降维处理后的指标体系，要求在隧道施工安全模糊分析之前要经过第三章的降维和不相关处理。在模糊评价等级中以便有五个等级{风险很低、风险低、风险一般、风险高、风险很高，而相应的评语集为[0，000]的任意一个数。
　　4.2指标权重的确定
　　模糊评价方法要求其他方式方法确定其指标权重，本文应用了因子分析对指标体系进行处理，这是目前较为优秀的指标处理方法，有三大优势所在：
　　1）因子分析法是主成分分析法的推广和发展，他继承了注成分分析法的优点，可以较合理的去掉对结果影响十分微弱的成分，这是一种优秀的降低指标维度的方法。
　　2）因子分析法是通过较少的m个不可观测的指标代替之前的多个指标，在降维的过程中对信息量损失较主成分分析法较少。
　　3）因子分析法使分析后的各个因子之间不相关。
　　运用模糊分析法对隧道土建施工安全风险评价，在运用模糊分析法的过程中，利用多层次风险控制的基本原理，这样做的主要目的是为了增加在评价过程中的指标荷载。对权重因素的建立运用了因子分析法的荷载得分，让因子分析和模糊安全风险评价完美结合。
　　结束语
　　面对当前大量的隧道土建施工事故和安全隐患，怎样解决这些问题已经成为当前各级政府职能部门重要课题，也引起了社会的广泛关注。综上所述，我国隧道施工安全风险的评价和控制的研究还处于初级阶段，还不系统不完善；加上施工过程对安全控制思想意识淡薄，导致大量的事故发生，当前急需研究隧道施工安全风险评价和控制，并要求合理运用于隧道生产实践。
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