考慮多因素相互作用的基坑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型研究

1、摘 要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，多數(shù)城市正在修建或者即將修建地鐵。但是由于地鐵施工受到周圍影響多，地鐵隧道施工風(fēng)險(xiǎn)具有多樣性和多層次性。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析法，對(duì)地鐵隧道基坑施工過程中的成本風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、失效風(fēng)險(xiǎn)等各方面展開系統(tǒng)的分析和研究。并在此基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行敏感性分析并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。本文采用網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析析法對(duì)基基坑風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)進(jìn)行分分析，首首先將所所有的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)因素素歸納為為施工工工藝風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)、施工工作業(yè)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)、施施工環(huán)境境風(fēng)險(xiǎn)和和基坑本本體風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，每個(gè)個(gè)分類都都有六到到七個(gè)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)因素素，在此此基礎(chǔ)上上對(duì)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)因素的的相互影影響關(guān)系系確定，根根據(jù)影響響關(guān)系通通過計(jì)算算確定權(quán)權(quán)重。權(quán)權(quán)重確定定后就

2、可可以對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行行計(jì)算來來得到結(jié)結(jié)果。其其結(jié)果有有未加權(quán)權(quán)超矩陣陣，加權(quán)權(quán)超矩陣陣和極限限超矩陣陣。根據(jù)據(jù)目的在在其中選選擇所需需要的矩矩陣進(jìn)行行歸納分分析得出出結(jié)論。在結(jié)果中，未加權(quán)超矩陣反映了各個(gè)元素組內(nèi)部及之間的相互影響關(guān)系，由此判斷各元素組內(nèi)的影響程度大小比較。加權(quán)超矩陣是把有限于子系統(tǒng)內(nèi)部指標(biāo)之間的影響作用置于整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中統(tǒng)一進(jìn)行考慮。加權(quán)超矩陣反映了各指標(biāo)之間直接影響作用的排序。極限超矩陣和加權(quán)超矩陣一樣都是考慮了子系統(tǒng)內(nèi)部指標(biāo)至于整個(gè)系統(tǒng)之中的影響，但極限超矩陣則是在考慮了各指標(biāo)之間直接影響作用后再考慮其間接影響的一個(gè)總的影響程度大小比較。對(duì)計(jì)算結(jié)果果進(jìn)行分分析，我我們可以以從

3、中得得出相應(yīng)應(yīng)的結(jié)論論。在基基坑施工工中對(duì)于于基坑而而言，對(duì)對(duì)其影響響最大的的因素是是什么，哪哪一類因因素組對(duì)對(duì)基坑的的影響最最大。借借此我們們可以針針對(duì)性的的提出預(yù)預(yù)防和控控制措施施。關(guān)鍵詞：基基坑，風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)因素素，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分析法法，相對(duì)權(quán)重重，施工工期ABSTRRACTTWith thee raapidd deevellopmmentt off ouur eeconnomyy, mmostt off thhe ccityy iss beeingg buuiltt orr wiill buiild thee suubwaay. Butt beecauuse thee suubwaay ccons

4、struuctiion by thee suurroounddingg innfluuencce, subbwayy tuunneel cconsstruuctiion rissk hhas thee diiverrsitty aand mullti-levvel. Apppliicattionn off neetwoork anaalyssis metthodd, aanallysiis aand Stuudy on thee prroceess of sysstemm off suubwaay ttunnnel in fouundaatioon ppit connstrructtionn

5、coost rissk, envviroonmeentaal rriskk, tthe rissk oof ffailluree annd ootheer aaspeectss. AAnd on thiis bbasiis, connducct ssenssitiivitty aanallysiis oof tthe rissk ffacttorss annd pprevventtivee meeasuuress.The nnetwworkk annalyysiss meethood wwas adoopteed tto aanallyzee thhe rriskk off exxcavvat

6、iion, fiirstt off alll rriskk faactoors intto rriskk, cconsstruuctiion tecchnoologgy, connstrructtionn off ennvirronmmenttal rissk aand opeerattionnal rissk rriskk foounddatiion onttoloogy, eaach cattegoory hass siix tto sseveen rriskk faactoors, onn thhe bbasiis oof rriskk beecauuse of thee muutuaa

7、l eeffeectss beetweeen callcullateed aand dettermmineed aaccoordiing to thee deeterrminned, weeighht eeffeect rellatiionsshipp. WWeigghtss caan tthenn caalcuulatted ressultts oof ddataa. TThe ressultts aare unwweigghteed SSupeer-mattrixx, wweigghteed ssupeer-mmatrrix andd ulltimmatee suuperr maatrii

8、x. Acccorddingg too thhe mmatrrix to sellectt thhe iinduuctiive anaalyssis conncluudedd.In thhe rresuult, thhe uunweeighhtedd Suuperr-mattrixx reefleectss thhe iinteeracctioon wwithhin thee vaarioous eleemennts of thee reelattionnshiip bbetwweenn thhe ggrouup aand, thhus dettermminee thhe ddegrree o

9、f eacch eelemmentt inn thhe ggrouup. Thee weeighhtedd Suuperr-mattrixx iss liimitted to bettweeen iinteernaal iindeex ssubssysttem efffectt inn thhe wwholle ssysttem of uniifieed cconssideerattionn. TThe weiightted Supper-mattrixx reefleectss thhe iindeex bbetwweenn diirecct iinflluennce rannkinng.

10、Thee liimitt Suuperr-mattrixx annd tthe weiightted Supper-mattrixx arre cconssideeredd thhe eeffeect of intternnal inddex sysstemm foor tthe whoole sysstemm, bbut thee liimitt Suuperr-mattrixx iss coonsiiderringg too coonsiiderr eaach inddex bettweeen tthe dirrectt efffeccts of thee inndirrectt efff

11、eccts of a ttotaal iimpaact deggreee.Analyysiss off thhe rresuultss, wwe ccan draaw tthe corrressponndinng cconcclussionns ffromm. IIn tthe connstrructtionn off foounddatiion pitt foor ffounndattionn piit, thee laargeest imppactt onn thhe eeffeect of whaat iis, whaat kkindd off faactoors on thee pii

12、t mmaxiimumm. TThuss wee caan pput forrwarrd pprevventtionn annd cconttroll meeasuuress.Key wwordds: fouundaatioon dditcch, rissk ffacttor, Annalyyticc Neetwoork Proocesss, rellatiive weiightt, cconsstruuctiion perriodd目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc31971 第一章 緒論 第一章 緒論1.1選題題背景隨著城市人人口的不不斷增加加和城市市建筑物

13、物的密集集，城市交交通網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的壓力力越來越越大，一一直不能能得到有有效的緩緩解。客客運(yùn)系統(tǒng)統(tǒng)中，地地鐵交通通不會(huì)與與地面交交通產(chǎn)生生沖突，不不存在交交通擁擠擠的情況況，不會(huì)會(huì)晚點(diǎn)，相相對(duì)于地地面交通通其運(yùn)量量大，乘乘坐舒適適方便。以以上的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)使其其成為解解決城市市交通問問題最合合理的方方法。1.1.11 我國(guó)國(guó)地鐵發(fā)發(fā)展概述述世界上首條條地下鐵鐵路系統(tǒng)統(tǒng)是在118633年英國(guó)國(guó)開通的的“倫敦大大都會(huì)鐵鐵路”，其是是為了解解決當(dāng)時(shí)時(shí)倫敦的的交通堵堵塞問題題而建。現(xiàn)存最早的鉆挖式 地下鐵路則在1890年開通，亦位于倫敦，連接市中南部地區(qū)。最初鐵路的建造者計(jì)劃使用類似纜車的推動(dòng)方法，但最后用了電力

14、機(jī)車，使其成為第一條電動(dòng)地下鐵。早期倫敦市內(nèi)開通的地下鐵亦于1906年全電氣化1。近年來，隨隨著我國(guó)國(guó)城市規(guī)規(guī)模的迅迅猛發(fā)展展，為了了解決城城市居民民出行困困難的問問題，我我國(guó)開始始大理發(fā)發(fā)展城市市軌道交交通，地地鐵建設(shè)設(shè)規(guī)模以以及其發(fā)發(fā)展速度度居于世世界第一一。隨著19665年77月北京京地鐵一一號(hào)線一一期工程程的開工工，我國(guó)國(guó)就此拉拉開了地地鐵建設(shè)設(shè)的序幕幕。截止止至20010年年底，中中國(guó)已建建成城市市軌道系系統(tǒng)的城城市除了了北京、上上海、廣廣州外還還有大連連、南京京、長(zhǎng)春春、武漢漢等城市市，其中中，北京京市已經(jīng)經(jīng)投入使使用的城城市軌道道運(yùn)營(yíng)里里程達(dá)到到了3336公里里，上海海市更是是達(dá)

15、到了了4266公里，其其他城市市的軌道道運(yùn)營(yíng)里里程最多多的也達(dá)達(dá)到了2222公公里。金融危機(jī)爆爆發(fā)后，我我國(guó)擬定定投入將將近4萬萬億的資資金到城城市軌道道交通中中，使我我國(guó)幾個(gè)個(gè)主要城城市加快快了城市市軌道交交通的步步伐，城城市軌道道系統(tǒng)建建設(shè)將在在較長(zhǎng)的的時(shí)間里里成為我我國(guó)基礎(chǔ)礎(chǔ)建設(shè)投投資的重重點(diǎn)之一一。目前前，我國(guó)國(guó)已經(jīng)上上報(bào)城市市軌道交交通計(jì)劃劃的333個(gè)城市市中，228個(gè)城城市已獲獲審批。按按照現(xiàn)在在的規(guī)劃劃，我國(guó)國(guó)20115年地地鐵建設(shè)設(shè)投資規(guī)規(guī)劃額將將達(dá)到11.15568萬萬億人民民幣，總總里程達(dá)達(dá)到24400公公里。而而到了220200年，地地鐵建設(shè)設(shè)投資規(guī)規(guī)劃額會(huì)會(huì)達(dá)到33.8

16、萬萬億人民民幣，總總里程達(dá)達(dá)到61100公公里2。1.1.22武漢地地鐵概述述武漢市是湖湖北省的的省會(huì)，是是中國(guó)中中部地區(qū)區(qū)最大都都市及唯唯一的副副省級(jí)城城市。世世界第三三大河長(zhǎng)長(zhǎng)江及其其最大的的支流漢漢江橫貫貫市區(qū)，將將武漢分分為武昌昌、漢口口、漢陽陽三鎮(zhèn)鼎鼎立的格格局。武武漢素有有“九省通通衢”的美稱稱，常住住人口9978萬萬，如果果包括881所高高校及暫暫居人口口的話，武武漢市總總?cè)丝谝岩淹黄?12500萬大關(guān)關(guān)。在如如此多的的人口下下，城市市的地面面交通面面臨的壓壓力可想想而知，發(fā)發(fā)展城市市軌道交交通來緩緩解城市市交通壓壓力迫在在眉睫。而而利用地地下空間間向地下下發(fā)展城城市交通通則是未

17、未來城市市建設(shè)的的主旋律律。相比于國(guó)內(nèi)內(nèi)其他一一線城市市的軌道道交通，北北京地鐵鐵歷史悠悠久，上上海地鐵鐵磁懸浮浮先進(jìn)，廣廣州地鐵鐵網(wǎng)完善善迅速，這這些使武武漢地鐵鐵建設(shè)進(jìn)進(jìn)度顯得得嚴(yán)重滯滯后。作作為中國(guó)國(guó)中部最最大都市市，武漢漢長(zhǎng)期以以來都未未能成功功修建地地鐵，一一是因?yàn)闉榈罔F建建設(shè)的成成本過高高，沒有有相應(yīng)的的經(jīng)濟(jì)實(shí)實(shí)力；二二是因?yàn)闉槭艿搅肆宋錆h復(fù)復(fù)雜的水水文地質(zhì)質(zhì)條件限限制，地地下水位位過高，水水量豐富富，不適適合修建建地鐵。因因此在武武漢地鐵鐵2號(hào)線線開通運(yùn)運(yùn)營(yíng)之前前，武漢漢城市軌軌道交通通系統(tǒng)只只有一條條1號(hào)線線輕軌在在運(yùn)行。然然而，輕輕軌占用用的土地地面積大大，噪音音污染嚴(yán)嚴(yán)重，

18、這這些因素素促使了了武漢城城市軌道道交通需需要向地地鐵進(jìn)軍軍的必要要性。武漢軌道交交通2號(hào)號(hào)線是我我國(guó)首條條穿越長(zhǎng)長(zhǎng)江的地地鐵。武武漢市“兩江分分割，三三城四岸岸，鼎立立發(fā)展，各各具特色色”的經(jīng)濟(jì)濟(jì)地理特特點(diǎn)，決決定了該該市交通通的最大大瓶頸是是過江交交通。是是我國(guó)首首條穿越越長(zhǎng)江的的地鐵。為為此，該該市規(guī)劃劃了地鐵鐵2號(hào)線線，首要要解決城城市跨江江交通難難題，緩緩解長(zhǎng)江江一、二二橋的交交通壓力力。 承承擔(dān)500%公交交過江交交通客運(yùn)運(yùn)量2號(hào)號(hào)線一期期工程于于20006年88月288日正式式開建，起起于漢口口金銀潭潭，止于于武昌光光谷廣場(chǎng)場(chǎng)。預(yù)計(jì)計(jì)到20015年年，軌道道交通每每天輸送送126

19、6萬人次次，其中中地鐵二二號(hào)線占占去一半半。20012年年12月月11日日，地鐵鐵2號(hào)線線隧道工工程通過過評(píng)審，于于20112年112月228日通通車試運(yùn)運(yùn)營(yíng)。由于武漢特特殊的地地質(zhì)條件件，在施施工過程程中需要要解決巖巖溶地面面塌陷、地地下水作作用、軟軟土變形形三大工工程地質(zhì)質(zhì)問題。為為了滿足足盾構(gòu)施施工的需需要，武武漢地鐵鐵2號(hào)線線選擇了了礦山法法施工，因因此在一一些區(qū)段段，地鐵鐵站建得得比較深深。由于于武漢人人口眾多多，爆破破方案會(huì)會(huì)造成微微型地震震，引起起大量群群眾的恐恐慌，地地鐵建設(shè)設(shè)過程中中也就把把爆破方方案取消消了。礦礦山法最最怕的就就是隧道道坍塌，施施工員介介紹：“挖一般般留一半

20、半?！钡V山法法施工也也怕遇到到瓦斯等等有害氣氣體。施施工方專專門到外外地購(gòu)回回一臺(tái)小小巧的氣氣體檢測(cè)測(cè)報(bào)警器器，可檢檢測(cè)瓦斯斯等144種氣體體。2號(hào)號(hào)線中的的過江隧隧道也是是中國(guó)首首條穿越越長(zhǎng)江的的地鐵隧隧道。這這條過江江隧道是是武漢地地鐵2號(hào)號(hào)線的控控制性工工程，位位于武漢漢長(zhǎng)江大大橋和武武漢長(zhǎng)江江隧道之之間，隧隧道長(zhǎng)約約31000m，其其中過江江段長(zhǎng)113000m，為為雙洞雙雙線，建建成后預(yù)預(yù)計(jì)使用用1000年，可可抗6級(jí)級(jí)地震，能能抵御3300年年一遇的的長(zhǎng)江洪洪水。1.1.33地鐵基基坑施工工介紹基坑工程的的安全應(yīng)應(yīng)包括基基坑本體體安全、主主體結(jié)構(gòu)構(gòu)地基及及樁基安安全、環(huán)環(huán)境安全全（包

21、括括相鄰地地面道路路和建筑筑物、地地下管線線等設(shè)施施的安全全）地鐵基坑開開挖一般般采用分分段分層層。1）分層開開挖這是應(yīng)用最最廣泛的的一種方方法，即即從岸坡坡頂部起起分梯段段逐層下下降開挖挖。主要要優(yōu)點(diǎn)是是施工簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，用用一般機(jī)機(jī)械設(shè)備備可以進(jìn)進(jìn)行施工工。對(duì)于于爆破巖巖塊大小小，減小小巖坡的的振動(dòng)影影響，均均較容易易控制，施施工技術(shù)術(shù)較簡(jiǎn)單單，岸坡坡防護(hù)和和加固（例例如錨噴噴等）也也易于進(jìn)進(jìn)行。岸坡開挖時(shí)時(shí)，如果果山坡較較陡，修修建道路路很不經(jīng)經(jīng)濟(jì)或根根本不可可能時(shí)，則則可用豎豎井出渣渣或?qū)⑹朴谟诎镀履_腳下，即即將道路路通向開開挖工作作面是最最簡(jiǎn)單的的方法。岸坡開挖量大時(shí)，采用隧道出渣法

22、，可滿足高強(qiáng)度開挖的要求。當(dāng)岸坡陡峭無法修建道路，而航運(yùn)、過木或其他原因在截流前不允許將巖渣推入河床內(nèi)時(shí)，可采用豎井出渣法。2）分條開開挖以前開挖基基坑的分分條方式式為土條條的中線線與地鐵鐵隧道基基本平行行，開挖挖時(shí)地鐵鐵隧道的的回彈較較大。工工程施工工中，為為減小各各條土體體開挖對(duì)對(duì)地鐵隧隧道的影影響，基基坑土條條與隧道道成斜交交，基本本垂直。這這種分條條方式相相當(dāng)于土土條中只只有一部部分土體體開挖會(huì)會(huì)對(duì)隧道道回彈產(chǎn)產(chǎn)生較大大的影響響，同分分層開挖挖法相比比，相當(dāng)當(dāng)于減小小了地鐵鐵隧道上上部的卸卸荷量，從從而使得得隧道的的回彈量量小些。1.2地鐵鐵基坑風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展展現(xiàn)狀地鐵的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于節(jié)節(jié)省土

23、地地、減少少噪音、減減少干擾擾、節(jié)約約能源、減減少污染染，與其其他城市市交通工工具相比比，地鐵鐵還顯得得運(yùn)量大大而且速速度快。地地鐵的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是巨巨大的，其其缺點(diǎn)也也是較為為明顯的的。一是是建造成成本高，由由于要鉆鉆挖地底底，地下下建設(shè)成成本比建建于地面面高。二二是前期期時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)，建設(shè)設(shè)地鐵的的前期時(shí)時(shí)間長(zhǎng)是是由于需需要進(jìn)行行規(guī)劃和和政府審審批，有有時(shí)甚至至還需要要試驗(yàn)。從從醞釀到到破土動(dòng)動(dòng)工就需需要一段段非常長(zhǎng)長(zhǎng)的時(shí)間間。在施施工過程程中，隧隧道開挖挖和基坑坑施工也也需要較較長(zhǎng)的時(shí)時(shí)間去完完成。地鐵對(duì)于雪雪災(zāi)和冰冰雹等的的抵御能能力較強(qiáng)強(qiáng)。但對(duì)對(duì)地震、水水災(zāi)、火火災(zāi)等的的抵御能能力很弱弱。為此

24、此自地鐵鐵出現(xiàn)以以來，工工程師們們就不斷斷持續(xù)研研究如何何提高地地鐵的安安全性能能。運(yùn)營(yíng)期地鐵鐵若出現(xiàn)現(xiàn)事故，造造成的影影響將是是無法挽挽回的巨巨大損失失，要避避免這些些損失，在在地鐵施施工過程程中就應(yīng)應(yīng)當(dāng)將這這些因素素排除掉掉。而對(duì)對(duì)地鐵施施工最重重要的就就是基坑坑施工了了。風(fēng)險(xiǎn)管理的的理論研研究，源源于我國(guó)國(guó)的共同同海損制制度。但但是知道道上個(gè)世世紀(jì)的770年代代以后，才才真正將將風(fēng)險(xiǎn)分分析應(yīng)用用于隧道道及地下下工程領(lǐng)領(lǐng)域中，并并取得了了一定效效果。我我國(guó)城市市地鐵領(lǐng)領(lǐng)域的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)管理理起步較較晚，因因此風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)管理的的理論還還需逐步步完善與與提高。早在上個(gè)世世紀(jì)300年代，TTerzzagh

25、hi等人人已經(jīng)開開始研究究基坑工工程中的的巖土工工程問題題，提出出了預(yù)估估挖方穩(wěn)穩(wěn)定程度度和支撐撐荷載大大小總應(yīng)應(yīng)力法。在在之后的的時(shí)間里里，世界界各國(guó)的的大量學(xué)學(xué)者都投投入了研研究，并并不斷地地在這一一領(lǐng)域取取得了豐豐碩的成成果?；庸こ坛淘谖覈?guó)國(guó)進(jìn)行廣廣泛的研研究是始始于上世世紀(jì)700年代末末，那時(shí)時(shí)我國(guó)的的改革開開放方興興未艾，基基本建設(shè)設(shè)如火如如荼，高高層建筑筑不斷涌涌現(xiàn)，相相應(yīng)的基基坑埋深深不斷增增加，開開挖深度度也就隨隨之不斷斷發(fā)展；特別是是到了990年代代，大多多數(shù)城市市都進(jìn)入入了舊城城改造階階段，在在繁華市市區(qū)進(jìn)行行深基坑坑開挖給給這一古古老的課課題提出出了新的的內(nèi)容，那那就

26、是如如何控制制深基坑坑開挖的的環(huán)境效效應(yīng)問題題，從而而進(jìn)一步步促進(jìn)了了深基坑坑開挖技技術(shù)的研研究與發(fā)發(fā)展，產(chǎn)產(chǎn)生了許許多先進(jìn)進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算方方法，眾眾多的新新施工工工藝也不不斷付諸諸實(shí)施3?；邮┕さ牡脑缙痖_開挖通常常采用放放坡形式式，可是是隨著開開挖深度度的增加加，放坡坡空間受受到限制制，從而而產(chǎn)生了了圍護(hù)開開挖。雖雖然現(xiàn)在在維護(hù)形形式已經(jīng)經(jīng)發(fā)展到到了數(shù)十十種，但但是從基基坑圍護(hù)護(hù)機(jī)理來來講，基基坑圍護(hù)護(hù)方法的的發(fā)展從從最先有有放坡開開挖，后后來有了了懸臂圍圍護(hù)、拉拉錨圍護(hù)護(hù)、組合合型圍護(hù)護(hù)4?；庸こ滩徊粌H需要要巖土工工程的知知識(shí)，也也需要結(jié)結(jié)構(gòu)工程程的知識(shí)識(shí)，是一一項(xiàng)綜合合性很強(qiáng)強(qiáng)的系統(tǒng)

27、統(tǒng)工程，它它需要巖巖土工程程與結(jié)構(gòu)構(gòu)工程技技術(shù)人員員密切配配合。基基坑工程程涉及土土力學(xué)中中穩(wěn)定、變變形及滲滲流三個(gè)個(gè)基本課課題，三三者相融融在一起起，需要要綜合處處理；同同時(shí)，基基坑開挖挖勢(shì)必引引起周圍圍地基中中地下水水位的變變化和應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)的的變化，導(dǎo)導(dǎo)致周圍圍地基土土體的變變形，對(duì)對(duì)相鄰建建筑物、構(gòu)構(gòu)筑物地地下管線線產(chǎn)生影影響5。該設(shè)計(jì)主要要研究深深基坑工工程的支支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)，故主主要列出出了深基基坑工程程的主要要特點(diǎn)：1）建筑傾傾向高層層化，基基坑向大大深度方方向發(fā)展展；2)基坑開開挖面積積大，長(zhǎng)長(zhǎng)度與寬寬度有的的達(dá)數(shù)百百米，給給支撐體體系帶來來了較大大的難度度；3)在軟弱弱的土層層中，基

28、基坑開挖挖會(huì)產(chǎn)生生較大的的位移和和沉降，對(duì)對(duì)周圍建建筑物、市市政建設(shè)設(shè)和地下下管線造造成影響響；4)深基坑坑施工工工期長(zhǎng)，場(chǎng)場(chǎng)地狹窄窄，降雨雨、重物物堆放等等對(duì)基坑坑穩(wěn)定性性不利；5)在在相鄰場(chǎng)場(chǎng)地的施施工中，打打樁、降降水、挖挖土及基基礎(chǔ)澆筑筑混凝土土等工序序會(huì)相互互制約與與影響，增增加協(xié)調(diào)調(diào)工作的的難度。1.3地鐵鐵基坑風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)分析析研究現(xiàn)現(xiàn)狀目前我國(guó)國(guó)國(guó)內(nèi)在基基坑風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析研研究方面面主要運(yùn)運(yùn)用的方方法有：故障樹樹分析法法、實(shí)地地調(diào)查法法以及層層次分析析法（AAHP）。1.3.11 故障障樹分析析法故障樹分析析(FTTA)技技術(shù)是美美國(guó)貝爾爾電報(bào)公公司的電電話實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室于119622年開發(fā)發(fā)

29、的，它它采用邏邏輯的方方法，形形象地進(jìn)進(jìn)行危險(xiǎn)險(xiǎn)的分析析工作，特特點(diǎn)是直直觀、明明了，思思路清晰晰，邏輯輯性強(qiáng)，可可以做定定性分析析，也可可以做定定量分析析。體現(xiàn)現(xiàn)了以系系統(tǒng)工程程方法研研究安全全問題的的系統(tǒng)性性、準(zhǔn)確確性和預(yù)預(yù)測(cè)性，它它是安全全系統(tǒng)工工程的主主要分析析方法之之一6。總的說來，故故障樹分分析法具具有以下下一些特特點(diǎn)：它它是一種種從系統(tǒng)統(tǒng)到部件件，再到到零件，按按“下降形形”分析的的方法。它它對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)故障不不但可以以做定性性的而且且還可以以做定量量的分析析；不僅僅可以分分析由單單一構(gòu)件件所引起起的系統(tǒng)統(tǒng)故障，而而且也可可以分析析多個(gè)構(gòu)構(gòu)件不同同模式故故障而產(chǎn)產(chǎn)生的系系統(tǒng)故障障情況

30、。由由于故障障樹是一一種邏輯輯門所構(gòu)構(gòu)成的邏邏輯圖，因因此適合合于用電電子計(jì)算算機(jī)來計(jì)計(jì)算；而而且對(duì)于于復(fù)雜系系統(tǒng)的故故障樹的的構(gòu)成和和分析，也也只有在在應(yīng)用計(jì)計(jì)算機(jī)的的條件下下才能實(shí)實(shí)現(xiàn)。顯然，故障障樹分析析法也存存在一些些缺點(diǎn)。其其中主要要是構(gòu)造造故障樹樹的多余余量相當(dāng)當(dāng)繁重，難難度也較較大，對(duì)對(duì)分析人人員的要要求也較較高，因因而限制制了它的的推廣和和普及。在在構(gòu)造故故障樹時(shí)時(shí)要運(yùn)用用邏輯運(yùn)運(yùn)算，在在其未被被一般分分析人員員充分掌掌握的情情況下，很很容易發(fā)發(fā)生錯(cuò)誤誤和失察察。例如如，很有有可能把把重大影影響系統(tǒng)統(tǒng)故障的的事件漏漏掉；同同時(shí)，由由于每個(gè)個(gè)分析人人員所取取的研究究范圍各各有不同

31、同，其所所得結(jié)論論的可信信性也就就有所不不同。1.3.22 實(shí)地地調(diào)查法法實(shí)地調(diào)查是是應(yīng)用客客觀的態(tài)態(tài)度和科科學(xué)的方方法，對(duì)對(duì)某種社社會(huì)現(xiàn)象象，在確確定的范范圍內(nèi)進(jìn)進(jìn)行實(shí)地地考察，并并搜集大大量資料料以統(tǒng)計(jì)計(jì)分析，從從而探討討社會(huì)現(xiàn)現(xiàn)象。實(shí)實(shí)地調(diào)查查是在傳傳播研究究范圍內(nèi)內(nèi)，研究究分析傳傳播媒介介和受傳傳者之間間的關(guān)系系和影響響。實(shí)地地調(diào)查的的目的不不僅在于于發(fā)現(xiàn)事事實(shí)，還還在于將將調(diào)查經(jīng)經(jīng)過系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)和和理論探探討，并并形成假假設(shè)，再再利用科科學(xué)方法法到實(shí)地地驗(yàn)證，并并形成新新的推論論或假說說。實(shí)地調(diào)查法法有兩種種：現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)觀察法法和詢問問法：1）現(xiàn)場(chǎng)觀觀察法是是調(diào)查人人員憑借借自己的的眼睛或

32、或借助攝攝像器材材，調(diào)查查現(xiàn)場(chǎng)直直接記錄錄正在發(fā)發(fā)生的市市場(chǎng)行為為或狀況況的一種種有效的的收集資資料的辦辦法。其其特點(diǎn)是是被調(diào)查查中是在在不知曉曉的情況況下接受受調(diào)查的的?，F(xiàn)場(chǎng)觀察法法的類型型：a、直接觀觀察法，就就是在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)憑借借自己的的眼睛觀觀察市場(chǎng)場(chǎng)行為的的方法b、環(huán)境觀觀察法，就就是以普普通人的的身份對(duì)對(duì)調(diào)查對(duì)對(duì)象的所所有環(huán)境境因素進(jìn)進(jìn)行觀察察以獲取取調(diào)查資資料的方方法。2）詢問方方法，是是指將所所調(diào)查的的是想，以以當(dāng)面電電話或書書面的形形式向被被調(diào)查者者提出詢?cè)儐枺砸垣@得所所需的調(diào)調(diào)查資料料的調(diào)查查方法。這這是一種種最常用用的市場(chǎng)場(chǎng)實(shí)地調(diào)調(diào)查方法法，也可可以說是是一種特特殊的人人際

33、關(guān)系系或現(xiàn)代代公共關(guān)關(guān)系。正正因如此此，調(diào)查查人員應(yīng)應(yīng)該清楚楚地認(rèn)識(shí)識(shí)到。歐歐諾個(gè)過過調(diào)查不不僅要收收集到被被調(diào)查所所期望的的資料，而而且還要要在調(diào)查查中給調(diào)調(diào)查對(duì)象象留下良良好的印印象，樹樹立公司司的形象象，可能能時(shí)應(yīng)該該將被調(diào)調(diào)查中作作為潛在在用戶加加以說服服。詢問法包括括直接訪訪問法、堵堵截訪問問法、電電話訪問問法、CCATII法（計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助電話話調(diào)查）、郵郵案方法法、固定定樣本調(diào)調(diào)查法。然而，實(shí)地地調(diào)研發(fā)發(fā)對(duì)于地地鐵基坑坑施工來來說并不不是很合合適，雖雖然后期期會(huì)通過過收集到到的資料料進(jìn)行分分析，但但是其主主要是應(yīng)應(yīng)用于市市場(chǎng)行為為，在沒沒有真實(shí)實(shí)數(shù)據(jù)的的基礎(chǔ)上上其方法法可靠性性不

34、大。1.3.33 層次次分析法法層次分析法法（AHHP）是是將與決決策總是是有關(guān)的的元素分分解成目目標(biāo)、準(zhǔn)準(zhǔn)則、方方案等層層次，在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)之上進(jìn)進(jìn)行定性性和定量量分析的的決策方方法。該該方法是是美國(guó)運(yùn)運(yùn)籌學(xué)家家匹茨堡堡大學(xué)教教授薩蒂蒂于200世紀(jì)770年代代初，在在為美國(guó)國(guó)國(guó)防部部研究根據(jù)各各個(gè)工業(yè)業(yè)部門對(duì)對(duì)國(guó)家福福利的貢貢獻(xiàn)大小小而進(jìn)行行電力分分配課課題時(shí)，應(yīng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)理理論和多多目標(biāo)綜綜合評(píng)價(jià)價(jià)方法，提提出的一一種層次次權(quán)重決決策分析析方法。層次分析法法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于系系統(tǒng)性的的分析方方法、簡(jiǎn)簡(jiǎn)潔實(shí)用用的決策策方法、所所需定量量數(shù)據(jù)信信息較少少。但他他的缺點(diǎn)點(diǎn)也有不不少：不不能為決決策

35、提供供新方案案；定量量數(shù)據(jù)少少、定性性成分多多，不易易令人信信服；指指標(biāo)過多多時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量量大，且且權(quán)重難難以確定定。1.4本章章小結(jié)對(duì)我國(guó)地鐵鐵進(jìn)行一一個(gè)基本本的了解解，在此此基礎(chǔ)上上將武漢漢地鐵現(xiàn)現(xiàn)狀與國(guó)國(guó)內(nèi)其他他一線城城市做比比較。對(duì)對(duì)基坑施施工的現(xiàn)現(xiàn)狀進(jìn)行行簡(jiǎn)要分分析，了了解地鐵鐵基坑風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)對(duì)現(xiàn)在基基坑風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析的的方法做做調(diào)查，了了解故障障樹分析析法、實(shí)實(shí)地調(diào)查查法、層層次分析析法的基基本理論論和步驟驟，通過過理論分分析判斷斷其在基基坑風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析中中的不足足之處。第二章 ANPP的理論論基礎(chǔ)與與研究2.1 AAHP概概述自19733年美國(guó)國(guó)匹茨堡堡大學(xué)SSattty提出出具有定

36、定型和定定量分析析功能的的層次分分析(AAHP)后，國(guó)國(guó)內(nèi)外學(xué)學(xué)者對(duì)其其理論進(jìn)進(jìn)行了在在深入的的研究，在在應(yīng)用上上該方法法更是得得到了充充分的利利用，而而且Saattyy也是在在AHPP的基礎(chǔ)礎(chǔ)上提出出了網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分析法法（ANNP），因因此在討討論ANNP方法法之前我我們有必必要先對(duì)對(duì)AHPP進(jìn)行簡(jiǎn)簡(jiǎn)要的概概述77。用層次分析析法（AAHP）分分析問題題一般經(jīng)經(jīng)過一下下四個(gè)步步驟：1）建立層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)模型應(yīng)用AHPP分析決決策問題題是，首首先要把把問題條條理化、層層次化，構(gòu)構(gòu)造出一一個(gè)有層層次的結(jié)結(jié)構(gòu)模型型。這些些層次可可以分為為三類：目標(biāo)層層、準(zhǔn)則則層和方方案層。用用連線表表示上一一層因素素與

37、下一一層的聯(lián)聯(lián)系，因因素與下下一層存存在完全全層次關(guān)關(guān)系，有有時(shí)存在在不完全全層次關(guān)關(guān)系。如如圖2.1圖2.1 層次分分析法的的結(jié)構(gòu)圖圖2）構(gòu)造判判斷矩陣陣判斷矩陣是是AHPP工作的的出發(fā)點(diǎn)點(diǎn)，構(gòu)造造判斷矩矩陣是AAHP的的關(guān)鍵一一步。架架設(shè)在同同一層次次上有nn個(gè)因素素，對(duì)于于給定的的第i個(gè)個(gè)和第jj個(gè)因素素相互比比較判斷斷，便可可得到一一個(gè)表示示相對(duì)重重要性的的數(shù)字,如此構(gòu)構(gòu)成n階階互反矩矩陣判斷斷矩陣PP。其中中按表22-1所所示“199標(biāo)度”得到的的互反性性矩陣引引起可操操作性強(qiáng)強(qiáng)得到最最廣泛的的運(yùn)用。由由矩陣?yán)砝碚摽梢砸宰C明PP的特征征根綜合合，且最最大特征征根，其其對(duì)應(yīng)的的標(biāo)準(zhǔn)特特

38、征向量量個(gè)分量量的絕對(duì)對(duì)值定義義為各元元素的權(quán)權(quán)重。表2-1 1到99標(biāo)度標(biāo)度定義1兩個(gè)子準(zhǔn)則則同樣重重要3一個(gè)子準(zhǔn)則則比另一一個(gè)子準(zhǔn)準(zhǔn)則略重重要5一個(gè)子準(zhǔn)則則比另一一個(gè)子準(zhǔn)準(zhǔn)則較重重要7一個(gè)子準(zhǔn)則則比另一一個(gè)子準(zhǔn)準(zhǔn)則非常常重要9一個(gè)子準(zhǔn)則則比另一一個(gè)子準(zhǔn)準(zhǔn)則絕對(duì)對(duì)重要2，4，66，8 為以上上兩判斷斷之間狀狀態(tài)對(duì)應(yīng)應(yīng)的標(biāo)度度值 若若兩個(gè)判判斷因素素的位置置顛倒，則則標(biāo)度值值互為倒倒數(shù)3）層次單單排序及及一致性性檢驗(yàn)判斷舉證AA對(duì)應(yīng)于于最大特特征值的的特征向向量W，經(jīng)經(jīng)歸一化化后即為為同一層層次相應(yīng)應(yīng)因素對(duì)對(duì)于上一一層次某某因素相相對(duì)重要要性的排排序權(quán)值值，這一一過程稱稱為層次次單排序序。判斷

39、矩陣是是否合理理需要進(jìn)進(jìn)行一致致性檢驗(yàn)驗(yàn)。但判判斷矩陣陣滿足任任意時(shí)，我我們稱矩矩陣P為為一致性性矩陣，此此時(shí)有，其其他特征征根均為為0，對(duì)對(duì)應(yīng)唯一一的單位位特征向向量，這這時(shí)即可可精確地地獲得我我們所需需要的權(quán)權(quán)重。為為了衡量量判斷矩矩陣P的的一致性性，Saattyy建立了了檢驗(yàn)判判斷矩陣陣的一致致性指標(biāo)標(biāo)CI檢查查決策者者判斷思思維的一一致性8：顯然，當(dāng)時(shí)時(shí)，CII=0，判判斷矩陣陣完全一一致；CCI值越越大，判判斷矩陣陣的一致致性越差差。一般般決策者者判斷一一致性的的難度隨隨著判斷斷矩陣的的階數(shù)的的增大而而增大，為為了度量量不同判判斷矩陣陣是不是是有足夠夠的一致致性，引引入判斷斷矩陣的的

40、平均隨隨機(jī)一致致性指標(biāo)標(biāo)RI。NN階矩陣陣的平均均已執(zhí)行行指標(biāo)如如表2-2所示示9。表2-2 平均隨隨機(jī)一致致性指標(biāo)標(biāo)RIn12345678910RI000.580.91.121.241.321.411.451.49隨后計(jì)算一一致性比比例CRR：當(dāng)CR00.100時(shí)，認(rèn)認(rèn)為判斷斷矩陣的的一致性性是可以以接受的的，否則則應(yīng)對(duì)判判斷矩陣陣作適當(dāng)當(dāng)修正。4）層次總總排序及及一致性性檢驗(yàn)得到一組元元素對(duì)其其上一層層中某元元素的權(quán)權(quán)重向量量后，我我們要得得到各元元素的排排序權(quán)重重，從而而進(jìn)行方方案選擇擇。當(dāng)CR00.100時(shí)，認(rèn)認(rèn)為層次次總排序序結(jié)果具具有較滿滿意的一一致性并并接受該該分析結(jié)結(jié)果。對(duì)于多

41、層次次問題其其核心步步驟如下下：（1）構(gòu)造造自上而而下的層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)。（2）層次次單排序序。（3）層次次總排序序。2.2 AANP的的介紹Sattyy教授在在層次分分析法(AHPP)的發(fā)發(fā)展基礎(chǔ)礎(chǔ)上，于于19996年提提出了一一種適應(yīng)應(yīng)非獨(dú)立立遞階層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)，能夠夠解決存存在內(nèi)部部依存和和反饋效效應(yīng)的復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)的決策策模型。由由于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層次分分析法中中考慮了了元素間間的相互互影響與與支配，更更能準(zhǔn)確確地描述述現(xiàn)實(shí)世世界中客客觀事物物之間的的聯(lián)系，因因而成為為一種更更加有效效的決策策方法。AANP是是一個(gè)解解決多準(zhǔn)準(zhǔn)則問題題的新工工具，是是在層次次分析法法（AHHP）的的基礎(chǔ)上上發(fā)展的的一種

42、定定性與定定量結(jié)合合的系統(tǒng)統(tǒng)決策分分析方法法。AHHP與AANP面面對(duì)的都都是非結(jié)結(jié)構(gòu)化的的決策問問題，而而這種問問題的決決策又是是決策問問題的絕絕大部分分。ANNP是由由AHPP發(fā)展而而來，所所以可以以說AHHP是AANP的的一個(gè)特特例。使用AHPP有三個(gè)個(gè)基本假假定：（1）不存存在層次次間的反反饋支配配作用；（2）層次次內(nèi)部元元素之間間不存在在相互影影響或支支配作用用；（3）只有有相鄰層層次才有有支配關(guān)關(guān)系，跨跨層元素素只有間間接支配配關(guān)系，沒沒有直接接支配關(guān)關(guān)系。而使用ANNP時(shí)則則完全突突破了這這三個(gè)假假定ANNP將系系統(tǒng)內(nèi)各各元素的的關(guān)系用用累死網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)表示，而而不再是是簡(jiǎn)單的的

43、遞階層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)，他考考慮了層層次內(nèi)部部元素的的一存和和下層元元素對(duì)上上層元素素的反饋饋影響。2.2.11結(jié)構(gòu)原原理ANP系統(tǒng)統(tǒng)元素分分為兩個(gè)個(gè)部分：第一部部分是控控制因素素層，包包括問題題目標(biāo)及及決策準(zhǔn)準(zhǔn)則；所所有決策策準(zhǔn)則均均被認(rèn)為為是彼此此獨(dú)立的的，且只只受目標(biāo)標(biāo)元素支支配，控控制因素素中額可可以沒有有決策準(zhǔn)準(zhǔn)則，但但至少有有一個(gè)目目標(biāo)；第第二部分分是網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層，它它是由所所有受控控制層支支配的元元素組組組成的，其其內(nèi)部是是相互形形象的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)?？刂浦茖雍途W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層組組成了典典型的AANP層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)100，如如圖2-2。圖2-2 ANPP的典型型遞階層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)2.2.22 優(yōu)勢(shì)勢(shì)度A

44、HP需要要在一個(gè)個(gè)準(zhǔn)則下下，受支支配元素素進(jìn)行兩兩兩比較較，由此此獲得判判斷矩陣陣。而由由于ANNP中被被比元素素之間可可能不是是獨(dú)立的的，而是是相互依依存的，因因此這種種比較將將以兩種種方式進(jìn)進(jìn)行：直接優(yōu)勢(shì)度度，給定定一個(gè)準(zhǔn)準(zhǔn)則，兩兩個(gè)元素素對(duì)于該該準(zhǔn)則的的重要程程度進(jìn)行行比較；間接優(yōu)勢(shì)度度，給出出一個(gè)準(zhǔn)準(zhǔn)則，兩兩個(gè)元素素在該準(zhǔn)準(zhǔn)則下對(duì)對(duì)第三個(gè)個(gè)元素（稱稱為次準(zhǔn)準(zhǔn)則）的的影響程程度比較較。前一種比較較適用于于元素見見相互獨(dú)獨(dú)立的情情形，第第二種比比較適用用于元素素間相互互依存的的情形。優(yōu)優(yōu)勢(shì)度量量化可按按表2-1所示示199標(biāo)度表表進(jìn)行11。2.2.33超矩陣陣與加權(quán)權(quán)超矩陣陣超矩陣（1）超

45、矩矩陣的建建立設(shè)ANP的的控制層層中有元元素，控控制層下下，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層有元元素組，,其中中中有元元素，,，i=1，N。以以控制層層元素（ss=1，m）為準(zhǔn)則，以中元素（l=1，）為次準(zhǔn)則，元素組中元素按其對(duì)的影響力大小進(jìn)行間接優(yōu)勢(shì)度比較，即構(gòu)造判斷矩陣：并有特征根根法得排排序向量量，得到到式（22-1）所所示矩陣陣。（2-1）這里的列向向量就是是中元素素，對(duì)中元素素，的影響響程度排排序向量量。若中中元素不不受中元元素影響響, 則則。對(duì)于于i=11,2,，N ;j=1,22,N重重復(fù)上述述步驟，最最終可獲獲得準(zhǔn)則則下的超超矩陣WW 。這這樣的超超矩陣共共有 mm個(gè),它它們都是是非負(fù)矩矩陣。得得到式

46、（22-2）所所示矩陣陣W。 （2-2）超矩陣的結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)超矩陣 WW 構(gòu)造造有以下下幾個(gè)特特點(diǎn)：超矩陣每每個(gè)子塊塊中的每每一列，都都是通過過兩兩比比較的判判斷矩陣陣計(jì)算得得到的同同一層次次中元素素的排序序向量。無論元素素是否可可聚合成成層次，或或元素組組，超矩矩陣 WW 都可可以直接接通過元元素之間間的兩兩兩比較導(dǎo)導(dǎo)出，此此時(shí)矩陣陣中的每每一列就就是以某某個(gè)元素素為準(zhǔn)則則的排序序權(quán)重。但但聚合成成層次或或元素組組進(jìn)行比比較的方方式具有有有效性性、穩(wěn)定定性和系系統(tǒng)性等等優(yōu)點(diǎn)，且且更符合合人們的的思維特特點(diǎn)，因因而前述述的分組組進(jìn)行比比較的方方式得到到經(jīng)常使使用。超矩陣中中(除零零子塊外外)每

47、一一個(gè)子塊塊均由歸歸一化的的列向量量組成，但但超矩陣陣的任意意一列其其和未必必歸一化化(除非非該列中中僅有一一個(gè)非零零子塊)。為了了利用超超矩陣對(duì)對(duì)復(fù)雜系系統(tǒng)進(jìn)行行排序，需需要將超超矩陣的的每一列列歸一化化，這可可以用加加權(quán)矩陣陣實(shí)現(xiàn)。超矩陣中中主對(duì)角角線上的的子塊涉涉及內(nèi)部部依存性性的排序序。相應(yīng)應(yīng)的判斷斷矩陣中中的比較較判斷需需要結(jié)合合該層次次的功能能確定。對(duì)對(duì)內(nèi)部獨(dú)獨(dú)立的層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)，除最最后一層層外均有有。最后后一層元元素權(quán)值值不再進(jìn)進(jìn)行再分分配，故故 。加權(quán)超矩陣陣上面得到超超矩陣的的每個(gè)子子塊只考考慮了元元素組內(nèi)內(nèi)部(即即層次內(nèi)內(nèi)部)各各元素對(duì)對(duì)某個(gè)準(zhǔn)準(zhǔn)則的排排序，并并沒有顧顧及其

48、外外它元素素組對(duì)此此準(zhǔn)則的的影響，因因此超矩矩陣的每每一列并并不是歸歸一化的的。要準(zhǔn)準(zhǔn)確反映映排序，必必須考慮慮元素組組之間的的影響作作用，也也就是要要考慮反反饋?zhàn)饔糜玫挠绊戫?。為此此將元素素組(或或?qū)哟?整體作作為元素素，在準(zhǔn)準(zhǔn)則下針針對(duì)某個(gè)個(gè)元素組組的相對(duì)對(duì)重要性性進(jìn)行兩兩兩比較較。從而而得到該該元素組組作為子子準(zhǔn)則下下(不妨妨設(shè)第jj個(gè)元素素組)其其它元素素組的歸歸一化的的權(quán)重向向量。其其中表示示第i個(gè)個(gè)元素組組對(duì)第jj個(gè)元素素組的影影響權(quán)值值，并以以“0”表示沒沒有影響響，且。構(gòu)造準(zhǔn)則下下各組元元素對(duì)的的相對(duì)重重要性判判斷矩陣陣：對(duì)于 j = 11,2,N 重復(fù)上上述步驟驟，得到到了一

49、個(gè)個(gè)NN階加加權(quán)矩陣陣A：（2-3）構(gòu)造加權(quán)超超矩陣: （2-44）式中，且由由式（22-1）和和（2-2）確確定，而而由式（22-3）確確定。即即為ANNP結(jié)構(gòu)構(gòu)的加權(quán)權(quán)超矩陣陣。事實(shí)上對(duì)WW 的任任一列均均有，因因而加權(quán)權(quán)超矩陣陣事實(shí)上上對(duì)的任任一列均均是歸一一化的。2.2.44元素權(quán)權(quán)重的確確定設(shè)超矩陣WW的元素素為，則則的大小小反映了了元素ii對(duì)元素素j的影影響度，也也是一步步優(yōu)勢(shì)度度。元素素i對(duì)元元素j的的優(yōu)勢(shì)度度還可以以通過得得到，稱稱為二步步優(yōu)勢(shì)度度，它就就是的元元素。定理 2.1 如如果W是是歸一化化方陣，那那么仍是是歸一化化，并且且也是歸歸一化。證證明：設(shè)設(shè)W的矩矩陣為：，令

50、為：，i=1，22，n，令令為：，那那么W可可以記為為：和。那么么：（）=那么的第jj列的列列和：所以， 為為歸一化化矩陣。依依次類推推可以知知道也是是歸一化化矩陣。當(dāng)存在時(shí)，的第j列就是準(zhǔn)則下網(wǎng)絡(luò)層中各元素對(duì)于元素j的極限相對(duì)排序向量。2.2.55ANPP決策步步驟分析問題對(duì)決策問題題進(jìn)行系系統(tǒng)分析析、組合合，形成成元素和和元素組組。主要要分析判判斷元素素之間是是否獨(dú)立立，是否否存在依依存和反反饋關(guān)系系，分析析問題的的方法基基本類似似于 AAHP 方法，可可用會(huì)議議討論、專專家調(diào)查查等方法法進(jìn)行。構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)ANP 將將系統(tǒng)元元素劃分分為兩大大部分，第第一部分分稱為控控制因素素層，包包括問

51、題題目標(biāo)及及決策準(zhǔn)準(zhǔn)則。所所有的決決策準(zhǔn)則則均認(rèn)為為是彼此此獨(dú)立的的。控制制因素中中可以沒沒有決策策準(zhǔn)則，但但至少有有一個(gè)目目標(biāo)?？乜刂茖又兄忻總€(gè)準(zhǔn)準(zhǔn)則的權(quán)權(quán)重均可可用傳統(tǒng)統(tǒng) AHHP 方方法獲得得。第二二部分為為網(wǎng)絡(luò)層層，它由由所有受受控制層層支配的的元素組組成，它它們形成成互相影影響的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)，圖 2-11 表示示了一個(gè)個(gè)典型的的 ANNP網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)構(gòu)。(1)確定定控制層層：在構(gòu)構(gòu)造控制制層時(shí)，將將準(zhǔn)則和和子準(zhǔn)則則視為不不同的層層次，并并將對(duì)于于目標(biāo)而而言，其其作用性性質(zhì)相似似的元素素放在一一起。(2)按照照控制層層對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)中的元元素進(jìn)行行分組，得得到元素素組。(3)對(duì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)中的

52、準(zhǔn)準(zhǔn)則、元元素組和和元素進(jìn)進(jìn)行標(biāo)號(hào)號(hào)，確定定準(zhǔn)則、元元素組和和元素之之間的影影響關(guān)系系。(4) 對(duì)對(duì)準(zhǔn)則層層(控制制層)所所有準(zhǔn)則則進(jìn)行元元素和元元素組之之間的影影響和被被影響的的分析。即即分析相相對(duì)某一一準(zhǔn)則，每每一元素素組和每每一元素素對(duì)另外外的元素素組和元元素的影影響以及及其受另另外的元元素組和和元素的的影響。確定層次元元素單排排序權(quán)重重根據(jù)以上建建立的結(jié)結(jié)構(gòu)，按按 2.3超矩矩陣與加加權(quán)超矩矩陣小節(jié)節(jié)方法基基于某一一準(zhǔn)則對(duì)對(duì)同一元元素組中中每一元元素的影影響和被被影響關(guān)關(guān)系進(jìn)行行兩兩比比較分析析，得到到歸一化化排序權(quán)權(quán)重；此此外，基基于同一一準(zhǔn)則對(duì)對(duì)不同元元素組中中的每一一元素的的影響

53、和和被影響響關(guān)系進(jìn)進(jìn)行兩兩兩比較分分析，同同樣得到到歸一化化排序權(quán)權(quán)重。以以此構(gòu)造造式（22-1）所所示的。構(gòu)造超矩陣陣和加權(quán)權(quán)超矩陣陣按式2-44形成加加權(quán)超矩矩陣。對(duì)控制層中中的每個(gè)個(gè)準(zhǔn)則分分別完成成上述步步驟3到到5，并并且按控控制層結(jié)結(jié)構(gòu)綜合合成每個(gè)個(gè)元素的的全局權(quán)權(quán)重。2.3ANNP的基基本步驟驟及與AAHP的的比較研研究2.3.11ANPP模型確確定權(quán)重重的基本本步驟在系統(tǒng)中，我我們假設(shè)設(shè) ANNP 模模型的控控制層中中有元素素，在控控制層下下，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層有元元素組，其其中中有有元素，ii=1,2,nn。那么么計(jì)算指指標(biāo)權(quán)重重的步驟驟可歸納納如下： 確定元元素組即即主因子子層的權(quán)權(quán)矩

54、陣。 確定次次因子層層的超矩矩陣。 確定加加權(quán)超矩矩陣。 求解指指標(biāo)權(quán)重重。2.3.22ANPP和AHHP的定定性比較較上面我們對(duì)對(duì)ANPP和AHHP進(jìn)行行了介紹紹以及其其理論的的探討，下下面我們們將對(duì)這這兩種方方法進(jìn)行行定性的的比較： 從理論論上看，AANP 是在 AHPP 的基基礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展起來來的，更更具體的的說ANNP的前前身是反反饋的 AHPP。他們們的相同同點(diǎn)是都都構(gòu)造比比較矩陣陣確定特特征向量量，并且且進(jìn)行一一致性檢檢驗(yàn)。而而不同的的是 AAHP 是一種種多準(zhǔn)則則決策方方法，它它將系統(tǒng)統(tǒng)劃分層層次，并并假定系系統(tǒng)內(nèi)不不存在反反饋，且且同層內(nèi)內(nèi)元素相相互獨(dú)立立。ANNP 則則沒有這這

55、些假定定，使用用ANPP時(shí)則完完全突破破了這三三個(gè)假定定ANPP將系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)各元元素的關(guān)關(guān)系用累累死網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)表表示，而而不再是是簡(jiǎn)單的的遞階層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)，他考考慮了層層次內(nèi)部部元素的的一存和和下層元元素對(duì)上上層元素素的反饋饋影響。從從而在理理論上有有了解決決復(fù)雜動(dòng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)問題的的可能性性。 從結(jié)構(gòu)構(gòu)上看，AAHP的的結(jié)構(gòu)層層次氛圍圍三類目目標(biāo)層、準(zhǔn)準(zhǔn)則層和和方案層層。用連連線表示示上一層層因素與與下一層層的聯(lián)系系，因素素與下一一層存在在完全層層次關(guān)系系，有時(shí)時(shí)存在不不完全層層次關(guān)系系。ANNP 由由控制層層和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層兩部部分組成成，ANNP 控控制層的的結(jié)構(gòu)與與 AHHP 結(jié)結(jié)構(gòu)基本本相同。

56、而而 ANNP 的的網(wǎng)絡(luò)層層則是由由受控于于控制層層的、所所有能反反映系統(tǒng)統(tǒng)的元素素組成，其其內(nèi)部的的網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)是多多樣的，可可以是上上述討論論的結(jié)構(gòu)構(gòu)中的任任何一種種12。 從解決決問題的的實(shí)效性性看，AAHP 的遞階階層次結(jié)結(jié)構(gòu)由于于獨(dú)立性性假設(shè)，雖雖然簡(jiǎn)單單易行，但但是對(duì)于于復(fù)雜系系統(tǒng)往往往由于假假設(shè)的太太過于理理想化從從而失真真，存在在實(shí)際性性的缺陷陷。ANNP 的的結(jié)構(gòu)具具有多樣樣對(duì)，能能很好的的描述實(shí)實(shí)際復(fù)雜雜系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)，確確定的元元素相對(duì)對(duì)排序向向量也更更具有說說服力，從從而能夠夠更加客客觀的對(duì)對(duì)復(fù)雜系系統(tǒng)進(jìn)行行評(píng)價(jià)。從運(yùn)行的的復(fù)雜度度進(jìn)行比比較，AAHP 方法相相對(duì)簡(jiǎn)單單易行

57、，對(duì)對(duì)于解決決簡(jiǎn)單系系統(tǒng)問題題有很好好的效果果，但是是在一些些復(fù)雜系系統(tǒng)問題題上可操操作性較較差。AANP方方法雖然然在解決決超矩陣陣的過程程中是一一項(xiàng)非常常復(fù)雜的的運(yùn)算過過程，運(yùn)運(yùn)算量大大，但因因?yàn)楝F(xiàn)在在一般在在實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中多多采用計(jì)計(jì)算機(jī)軟軟件，因因此計(jì)算算量過大大造成的的計(jì)算復(fù)復(fù)雜不會(huì)會(huì)阻礙AANP方方法的推推廣應(yīng)用用。2.4本章章小結(jié)網(wǎng)絡(luò)分析法法（ANNP）是是由美國(guó)國(guó)匹茲堡堡大學(xué)SSattty自119733年提出出具有定定性和定定量分析析功能的的層次分分析法(AHPP)后，于于19996年再再次提出出的一種種新的評(píng)評(píng)價(jià)方法法，它是是在層次次分析法法（AHHP）的的基礎(chǔ)上上延伸的的一種

58、多多目標(biāo)、多多準(zhǔn)則的的決策分分析方法法。本章章首先對(duì)對(duì)層次分分析法(AHPP)的結(jié)結(jié)構(gòu)和確確定權(quán)重重的步驟驟進(jìn)行簡(jiǎn)簡(jiǎn)要的概概述。然然后在此此基礎(chǔ)上上對(duì)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分析法法(ANNP)的的網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)和基基本原理理進(jìn)行詳詳細(xì)的闡闡述，并并對(duì) AANP 法的結(jié)結(jié)構(gòu)類型型和相對(duì)對(duì)排序向向量的存存在性以以及權(quán)重重計(jì)算等等方面進(jìn)進(jìn)行了探探討，并并研究了了每種結(jié)結(jié)構(gòu)類型型的系統(tǒng)統(tǒng)確定相相對(duì)排序序向量的的方法和和步驟。最最后從分分別從幾幾個(gè)不同同的角度度對(duì)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分析法法(ANNP)和和層次分分析法(AHPP)進(jìn)行行了比較較研究，分分析它們們的優(yōu)劣劣性，最最后認(rèn)為為雖然在在解決簡(jiǎn)簡(jiǎn)單系統(tǒng)統(tǒng)問題是是AHPP能夠有有很好

59、的的效果，但但由于計(jì)計(jì)算機(jī)軟軟件的應(yīng)應(yīng)用，在在解決復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)問題時(shí)時(shí)ANPP具有更更大的優(yōu)優(yōu)勢(shì)。第三章 地鐵基基坑工程程風(fēng)險(xiǎn)管管理與理理論3.1基坑坑工程發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀早在20世世紀(jì)300年代，TTerzzaghhi等人人已開始始研究基基坑工程程中的巖巖土工程程問題，提提出了預(yù)預(yù)估挖方方穩(wěn)定程程度和支支撐荷載載大小總總應(yīng)力法法這一理理論一直直沿用至至今，只只不過有有了許多多改進(jìn)與與修正。在在以后的的時(shí)間里里，世界界各國(guó)的的許多學(xué)學(xué)者都投投入了研研究，并并不斷在在這一領(lǐng)領(lǐng)域取得得豐碩的的成果。基坑工程在在我國(guó)進(jìn)進(jìn)行廣泛泛的研究究是始于于70年年代末，那那時(shí)我國(guó)國(guó)的改革革開放方方興未艾艾，基本本建

60、設(shè)。如如火如荼荼，高層層建筑不不斷涌現(xiàn)現(xiàn)，相應(yīng)應(yīng)的基坑坑埋深不不斷增加加，開挖挖深度也也就不斷斷發(fā)展；特別是是到了990年代代，大多多數(shù)城市市都進(jìn)入入了舊城城改造階階段，在在繁華市市區(qū)進(jìn)行行深基坑坑開挖給給這一古古老的課課題提出出了新的的內(nèi)容，那那就是如如何控制制深基坑坑開挖的的環(huán)境效效應(yīng)問題題，從而而進(jìn)一步步促進(jìn)了了深基坑坑開挖技技術(shù)的研研究與發(fā)發(fā)展，產(chǎn)產(chǎn)生了許許多先進(jìn)進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算方方法，眾眾多的新新施工工工藝也不不斷付諸諸實(shí)施。但但由于基基坑工程程的復(fù)雜雜性、設(shè)設(shè)計(jì)施工工的不當(dāng)當(dāng)?shù)仍蛞?，工程程事故的的概率仍仍然很高高?；又ёo(hù)技技術(shù)在我我國(guó)相對(duì)對(duì)較年輕輕，無論論是設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算，還還是施工