隧道爆破参数设计合理性的模糊综合评判

孙　亮，王文涛刘清泉

（四川省煤田地质局一四一队，四川德阳618000）

隧道爆破参数设计合理性的模糊综合评判

孙亮*，王文涛刘清泉

（四川省煤田地质局一四一队，四川德阳618000）

通过模糊评判对隧道爆破参数合理性进行分析，避免了人为主观因素的影响，更加符合实际情况，较为客观地评价了爆破中装药量、炮眼数量、炮孔间距、最小抵抗线、炮孔深度、不耦合系数等因素对爆破效果的影响。

隧道爆破；模糊评判；权重集

我国近20年大力发展基础设施建设,中西部地区铁路、公路建设采用隧道方案较盘山绕行方案更加合理经济。随着中西部大开发以及国家多个五年计划的实施，山区铁路公路隧道建设规模数量都不断增加。岩体力学理论在隧道建设中应用产生了新奥法理论，围岩作为岩体压力产生的原因同时又是承受自身压力的主体，保护围岩利用围岩作为基点，从设计到施工全过程中都应该尽可能减少对围岩的破坏，防止围岩出现恶化，从而实现围岩稳定能力得以保存和提高。限于目前技术水平和劳动力市场经济因素等，目前我国隧道施工采用“钻爆法”进行开挖作业，工程爆破设计过程中对围岩级别判别缺乏足够的认识，很容易造成爆破参数设计和实际情况不符，造成了围岩稳定受到破坏，隧道超挖、欠挖时常发生，浪费炸药增加建设投资，还可能隧道塌方，甚至人员伤亡。因此爆破参数设计的合理性是隧道施工人员在隧道开挖中正待考虑的问题。岩体是一种模糊聚合体，岩石、岩体的力学物理参数均是同时含有随机不确定性和模糊不确定性的随机一模糊变量，爆破参数设计是否合理可以通过模糊综合评判对各参数的合理性进行评判。

1　隧道爆破参数的数学模型

上述评价体系中的因素不是唯一确定值，具有一定的模糊性，因此，采用模糊综合评判对隧道爆破参数进行判断。应用模糊数学对一项决策进行综合评判主要涉及4个要素，即因素集U、评语集v、单因素评价矩阵R以及权重分配向量A。具体评价步骤如下：

确定因素集合U，对U作划分P，将其分成n个子集U1，U2，…，Un满足：

确定U的诸因素权重分配向量A：

确定Ui的评语集v：

对U的每个因素进行单因素评价，得评价矩阵：

式中：rim=(i=1，2，…，n) 表示第i个因素给予评语vi1的隶属度。

对U进行中和评判，得二级模糊综合评判结果为：

B=A×R

根据多层次综合评价的原理，对多个评判对象进行评判，得出各个对象的综合评判值向量。对各个评语的打分进行加权求和，得综合评判的总分，最后根据总分的大小来进行比较优劣。

2　模糊评判

权重在模糊决策中起着非常重要的作用，它反映各个指标在综合决策过程中所占有的地位或所起的作用，直接影响到综合评价的结果。现阶段确定权重的常用方法有经验确定法、统计方法、模糊协调决策法、模糊关系方程法、层次分析法、熵权法等。本文权重的确定采用专家咨询调查法[2]。考虑到隧道爆破参数涉及到各种因素，因此专家应从有经验的爆破专家中选取。

设计调查表格并测评：结合子因素设计相应表格并请有经验的专家测评，通常在5个评价等级V={很差,较差,好,较好，很好 }。而对爆破结果的影响程度依次是装药量、炮眼数量、炮孔间距、最小抵抗线、炮孔深度、不耦合系数等因素，权重集可确定为：

单因素评判矩阵R为：

模糊综合评判结果为：

这一评判结果表明：此类围岩的爆破参数设计中,爆破的效果很差为10%，较差为10%，一般为20%，较好为30%，很好为30%，从中可以的出该爆破参数是合理的。

3　结论

（1）模糊评判可以较好的避免了主观因素，具有较强的客观性，比较符合工程实际情况；

（2）爆破参数设计中各因素所起作用因围岩级别不同而不相同，应根据实际情况予以分析；

（3）在评价因素的选取上，必须通过实地的调查分析，取对隧道爆破掘进影响较大的因素作为评判因子；

（4）利用模糊评判方法来评价围岩爆破参数设计的合理性是可行的，但在隶属函数的构造上，如何正确的进行围岩的分级等须进一步进行分析和论证。

[1]肖盛燮.模糊数学在土木与水利工程中的应用[M].人民交通出版社，2004.

[2]付立家，谢世平，樊朝黎.模糊物元模型在公路隧道运营安全性评价中的应用[J].公路交通技术,2015（2）.

[3]龚彬彬.基于人工神经网络的公路隧道安全性评价研究[J].河南科技,2014（21）.

[4]翁其能，李彪，曾龙全.某隧道施工塌方风险模糊综合评价[J].岩土工程技术,2012（6）.

Fuzzy Comprehensive Evaluation of Rationality of Tunnel Blasting Parameters Design

SUN Liang,WANG Weng-tao,LIU Qing-quan
(141 Team of Sichuan Coalfield Geology Bureau,Deyang Sichuan 618000,China)

Through the fuzzy comprehensive evaluation of tunnel blasting parameters rationality,to avoid the influence of subjective factors,more in line with the actual situation,the paper objectively evaluate the effect of blasting with dosage,hole spacing,hole number,minimum resistance line,hole depth,coupling coefficient and other factors on blasting effect.

tunnel blasting；fuzzy evaluation；weight set

U45

A

1004-5716(2016)11-0189-02

2015-12-30

2016-01-07

孙亮（1982-），男（汉族），浙江江山人，工程师、注册岩土工程师、一级结构工程师，现从事岩土工程勘察技术审核工作。