上海某超深基坑减压降水运营的风险分析

王 莉 缪俊发

0 引言

随着地下空间开发规模与深度的不断扩大，承压水引发风险的概率日趋增加，探索和建立完善的承压水减压降水运营风险分析理论和风险评价体系，已成为亟待解决的重要课题。减压降水运营涉及风险源多，关系复杂。层次分析法是一种定性与定量相结合的系统分析方法，对于其具有适用、简洁和系统等特点。

1 工程概况

本基坑属上海市长兴岛某工作井，尺寸为30m×30m，其开挖深度达39.4m;经承压水抗突涌验算，需降压深度大，需降⑦2层承压水位约25.2m;且由于工程位于长兴岛，基坑下部承压含水层渗透性好，平均渗透系数达24m/d，较上海市常规的⑦层渗透系数大约5倍～8倍;除此之外，承压水水位恢复达1.2m/min。

2 减压降水运营风险分析及评价

2.1 风险源识别

据专家调查评分的方法，将本工程减压降水运营风险源及风险源的重要度进行分类并排位，得到风险源识别归类表，见表 1。

表1 风险源识别归类表

2.2 风险分析及评价

2.2.1 单因子权重分析

表2 判断矩阵A—B

首先构造将同一层次的各风险源进行两两比较，构造同一层次风险源对上一层次因子的相对重要度的判断矩阵，然后计算各个因子的权值，并在计算过程中进行一致性检验得到一致性指标CR，并验证是否小于0.1。

判断矩阵A—B见表2。

同理可以计算B—C一致性指标CR见表3。

表3 B—C一致性指标CR

经一致性验证，上述矩阵的一致性指标为 CR，值均小于0.1，则说明上述判断矩阵的一致性均可以接受。

2.2.2 风险源的概率水平

二级风险源的概率水平是由专家打分得出(Ⅳ级取 0.7;Ⅲ级取0.6;Ⅱ级取0.5;Ⅰ级取 0.3)，而一级风险源的概率水平则是由二级风险源的概率水平和权重值的乘积计算得出，见表 4。

表4 一级风险源概率水平值

2.2.3 风险概率基本值计算

结合一级风险源中各个风险源的概率水平和权重值可以计算风险概率水平基本值P*，见表5。

表5 风险概率水平基本值P*

2.2.4 综合影响因素的确定

为了确定最终风险概率水平，需要考虑 3个综合影响系数的影响。

1)区域性影响系数αg。根据本工程位置及水文地质条件，本工程基坑最大深度达 39.4m，⑤3层具有微承压性，且厚度较大。同时⑦层，⑨层相连，取αg=1.5。

2)从业单位综合实力影响系数 αs:我司从事工程降水十余年，参与多项上海市重大基坑工程降水施工与运营管理，具有丰富的设计与施工管理经验，αs取 0.8。

3)环境影响系数:本工程位于离市区较偏远的长兴岛，周边环境较为简单，无重要建筑物、构筑物或地下管线。经专家评定环境影响系数αe取 1.0。

2.2.5 减压降水运营综合风险概率水平P

综合考虑区域性影响系数、从业单位综合实力影响系数和环境影响系数后，对基坑工程承压水风险概率基本值P*进行修正，得到基坑工程承压水风险概率水平:

查表 6得，该基坑工程的降压运营风险概率水平为二级，有非常高的风险发生的可能性。

2.2.6 减压降水运营风险损失等级

根据本工程的基坑规模、工程造价和工程意义等综合分析，参考表 7，确定该基坑的风险损失等级为一级。

表7 风险损失等级划分

2.2.7 降压运营风险等级确定

表8 风险矩阵

根据风险公式R=P×C，我们可以定义不同的风险等级。为了与国内外现行的工程常规风险等级相协调，采取四级分级标准。表中的风险等级体系必须针对每一个具体的项目及特定的风险策略确定，根据风险事件的概率水平等级和损失水平等级确定风险事件的发生频率和损失程度，并用 1～5的整数分值表示(见表 8)，将风险概率水平分值与风险损失水平分值相乘并进行归一化后得到风险指标R(见表9)。

表9 风险等级划分

通过上述风险分析，认为本基坑工程降压运营过程中存在风险，其风险等级为一级，必须采取严格控制措施，避免风险事故的发生。

3 结语

风险分析作为一种方法，在工程领域正被广泛关注着。随着人们对风险分析和风险控制的重视，使得对该问题的研究不但具有理论上的意义，而且是实际工程的需要。本文通过层次分析法在降压井运营期间的风险分析中应用，为下一步风险防范和控制提供了依据。

[1] 郭仲伟.风险分析与对策[M].北京:机械工业出版社，1987.

[2] 崇明越江通道工程风险分析研究总报告[R].上海:同济大学，2002.

[3] 许树柏.层次分析法原理:实用决策方法[M].天津:天津大学出版社，1988.

[4] 刘 军，潘延平，缪俊发.上海市轨道交通承压水风险控制实用手册[M].上海:同济大学出版社，2008.