高边坡施工安全风险评估指标重要性排序研究_沈简.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言我国山地面积占国土面积的69%1，高速公路网的建成不可避免地形成了大量的路堑高边坡。加之地质条件复杂，施工期路堑高边坡变形破坏等事故频发2-3。基于此，交通运输部组织编制了高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南4（以下简称指南），要求进行风险评估，保障施工安全。目前，指南缺乏指标重要性排序方法。针对该问题，本文将11个评估指标分为5个连续型指标和6个离散型指标，对连续型指标采用敏感性分析得到指标重要性排序；引入食品领域的排序检验法分析离散型指标，得到其重要性排序，填补了指南空白。2 指南 评估方法1）从指南的11个指标中选取合适的指标构建评估系统，得指标集U=u1,u2,un（ui为评估因子，n11）。2）按指南给定的分级标准对各指标进行分级，得评估集V=v1,v2,vn（vi为评估值）。3）按指南重要性排序确定权重取值：ri=2n-2m+1n2，i=1，2，n（1）式中，n为指标个数，m为重要性排序号，ri即为第i个指标的权重系数。得权重集R=r1,r2,rn：ni=1ri=1（2）4）评估结果为：A=RV（3）指南未给出指标重要性排序确定方法，在实际中多依赖工程师或专家经验进行判断，容易受人的主观因素干扰5。重要性排序是路堑高边坡工程施工安全风险的难点工作。3评估指标分类将11个指标分为5个连续型指标：边坡高度、坡形坡率、地层岩性、坡体结构、地下水；6个离散型指标：施工季节、自然灾害的影响、地质资料、设计文件、工程措施类型、周边环境。【作者简介】沈简（1991），男，湖北武汉人，工程师，从事特殊地质路基处理与地质灾害防治研究。高边坡施工安全风险评估指标重要性排序研究Study on Importance Ranking of Safety Risk Assessment Indexesfor High Slope Construction沈简1，陈苏萌2（1.深圳市政府投资项目评审中心，广东 深圳 518000；2.艾奕康设计与咨询(深圳)有限公司，广东 深圳 518000）SHEN Jian1,CHEN Su-meng2(1.Shenzhen Government Investment Project Evaluation Center,Shenzhen 518000,China;2.AECOM,Shenzhen 518000,China)【摘要】针对“高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南 缺乏指标重要性排序方法，现有主观经验判断法易导致评估结果失真”这一问题，论文将评估指标分为连续型指标和离散型指标。针对连续性指标，采用敏感性分析得到重要性排序结果；针对离散型指标，引入食品领域的排序检验法作为分析手段，得到离散型指标重要性排序结果。【Abstract】In view of the lack of index importance ranking method in the Highway Cutting High Slope Engineering Construction SafetyRiskAssessment Guide,and the existing subjective experience judgment method is easy to lead to the distortion of the evaluation results,thispaper divides the evaluation indexes into continuous indexes and discrete indexes.For the continuous indexes,the sensitivity analysis isused to obtain the importance ranking results.For discrete indicators,paper introduces the sorting test method in the field of food as ananalytical tool to obtain the importance ranking results of discrete indicators.【关键词】路堑高边坡；施工风险评估；指标重要性排序；敏感性分析；排序检验法【Keywords】cutting high slope;construction risk assessment;index importance ranking;sensitivity analysis;ranking test method【中图分类号】U416.1+2【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0258-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.0802584连续型指标敏感性分析采用Morgenstern-Price法6进行敏感性分析，该方法是国际公认的最严密的边坡稳定性分析方法。4.1计算方案指标的取值见表1，重度统一按r=20 kN/m3考虑。黏聚力反映地层岩性，内摩擦角反映坡体结构，切坡位置反映坡形坡率。表 1计算方案边坡高度H/m每级坡率黏聚力c/kPa内摩擦角/（）切坡位置e/m地下水位w/m253545556511111111.2511.2511.511.51015202518222630010203040506002468101214164.2计算结果整理由图1可知：（1）稳定性系数随着边坡高度增大而减小，且变化速率逐渐减小；（2）对于不同地层岩性、坡体结构，边坡高度与稳定性系数对应变化规律相同。4.2.1边坡高度FsH/mcccc图 1边坡高度变化与坡体稳定性关系4.2.2黏聚力由图2可知：（1）随着黏聚力提高，稳定性系数单调递增；（2）对于不同坡体结构，黏聚力与稳定性系数对应变化规律相同。4.2.3内摩擦角内摩擦角规律与黏聚力类似。4.2.4切坡位置由图3可知：（1）随着切坡位置的上移，稳定性系数先增大，再下降；（2）对于不同地层岩性、坡体结构，切坡位置与稳定性系数对应变化规律相同。4.2.5地下水位由图4可知：（1）随着水位线抬升，稳定性系数先减小，后增大；（2）对于不同地层岩性、坡体结构，地下水位与稳定性系数对应变化规律相同。w/mccccFs图 4水位线位置变化与坡体稳定性关系4.3极差分析通过计算各个指标每一种水平上的试验值的平均数之间的极差来反映各个指标对边坡稳定性的影响程度7。计算结果见表2。连续型指标的重要性排序依次为：坡体结构、地层岩性、地下水、边坡高度、坡形坡率。Fsc/kPa图 2黏聚力变化与坡体稳定性关系Fse/mcccc图 3切坡位置变化与坡体稳定性关系ProjectManagement工程项目管理259Construction&DesignForProject工程建设与设计5离散型指标重要性排序研究5.1排序检验法采用排序检验法来确定离散型指标重要性排序，排序检验法是将多个样品按其某种特性或整体印象把样品排出顺序的一种感官检验方法8，该方法多用于食品配方优化9，通过增加样本数量以减弱个体主观判断的偏差，以得出准确适用的指标重要性排序。5.2排序结果整理收集21个工程项目实例，针对6个离散型指标，对评估工程师的判断进行统计。如表3所示。表 3排序结果统计表序号施工季节 自然灾害 地质资料 设计文件 工程措施 周边环境123456789101112131415161718192021排序和155555534523662534636895.56666661645125541621589.5211111143135.511314315.5145442422465245.532426535.52773343443513124.5313514.523635.5232332226644.5466224.54477.55.3结果检验根据评价员人数为21和感官指标数为6，查排序检验法检验表10，得出表4所示临界值。表 4显著水平（a=5%）上段下段55926186综合分析表3、表4可知：1）排序和最小值4555，说明离散型指标重要性间存在显著差异。2）根据下段划分排序和可得，（45）61（63，77.5，77）86（89，89.5），即 离 散 型 指 标 可 划 分 为3组（45）、（63，77.5，77）、（89，89.5）。在5%显著水平上，地质资料最重要，工程措施类型、设计文件、周边环境次之，施工季节、自然灾害的影响不太重要。6结论1）指南缺乏重要性排序方法，而现有方法受主观因素影响较大，易导致评估结果失真。2）对5个连续型指标进行敏感性分析，得到重要性排序依次为：坡体结构、地层岩性、地下水、边坡高度、坡形坡率。3）使用排序检验法对6个离散型指标进行分析，得到重要性排序依次为：地质资料、工程措施类型、设计文件、周边环境、施工季节、自然灾害的影响。【参考文献】1李智毅.中国地质灾害的生成和活动特点J.地质灾害与防治,1990,(4):24-30.2许锐,程辉,李寻昌,等.施工诱发边坡失稳变形机制及应急治理对策J.煤田地质与勘探,2017,45(3):107-111.3林素明,李建福.路堑边坡施工过程中后缘变形演化分析J.土工基础,2014,28(6):99-102.4交通运输部安全与质量监督管理司.高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南M.北京：人民交通出版社,2015.5邹国庆,潘世强.考虑地质分类的高速公路路堑高边坡施工安全风险评估方法及应用研究J.湖南交通科技,2021，47（2）：66-69.6Morgenstern N R,Price V E.The Analysis of the Stability of General SlipSurfacesJ.Gotechnique,1965,15(1):79-93.7朱志广,魏见海,姜容.正交试验设计在边坡敏感性分析中的应用J.西部交通科技,2014(5):3.8张艳,雷昌贵.食品感官评定M.北京：中国质检出版社,2012.9魏永义,韩豪敏.排序检验法在食醋感官指标重要性排序中的应用J.中国调味品,2018,43(2):3.10汪浩明.食品检验技术,感官评定部分M.北京：中国轻工业出版社,2007.表 2极差计算结果10-3边坡高度H/m黏聚力 c/kPa内摩擦角/（）切坡位置e/m地下水位w/m1.952.933.934.8813.0013.7314.6015.4023.2024.2724.8025.600.480.640.801.085.136.568.3810.31【收稿日期】2022-10-25260