学文网摘要：降水是影响基坑工程施工安全的关键性因素之一，为了减少和预防基坑防、降水不当导致的基坑失稳事故，建立了基于模糊事故树法的基坑防排水工程风险评估体系。从止水、排水、降水三个方面，对基坑工程防排水措施中的危险源进行了分析和辨识，建立了基坑防排水事故树。用三角模糊数表述基本事件发生概率，计算得到系统模糊失效概率。通过中值法进行重要度分析，得到系统各基本事件的模糊重要度。工程实例应用表明，评估结果与实际情况较为符合，系统模糊失效概率能较好的反映基坑防排水系统的风险水平，模糊重要度的分析可为制定基坑施工安全措施和应急方案提供指导。
Abstract: Water was a key factor which influenced the safety of civil engineering, to prevent and reduce waterproof and drainage accidents, the risk evaluation system of the waterproof and drainage system in excavation engineering based on Fuzzy Fault Tree Method was established in this work. Waterproof and drainage and its influencing factors in excavation engineering were studied, and the fault tree of waterproof and drainage was set up from three aspects, which were sealing, draining, dewatering. To deduce the defect that the probabilities of uncertain events were presented as exact values in conventional fault tree analysis, the probabilities of events were described by the triangular fuzzy number to calculate the fuzzy failure probability of the top event. Fuzzy importance analysis of basic events was achieved by median method. At last, a project case was assessed by the system, and the result of the assessment accorded closely with the status of the project. The fuzzy failure probability of the top event can reflect the risk level of system appropriately, and the result of basic events' fuzzy importance degrees can be used to make safety measures of the engineering.
关键词： 深基坑工程；防排水；事故树；模糊理论；风险评估
Key words: deep excavation；waterproof and drainage；fault tree；fuzzy mathematics；risk assessment
中***分类号：TU443 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0114-03
0引言
近年来，随着城市建设的发展，高层建筑和大型地下空间的开发和利用成为必然，深基坑数量越来越多[1]。
工程的防、降水是基坑工程的一个难点，由于客观施工条件与施工环境的复杂性、不确定性以及主观施工管理的局限性，由工程防、降水不当引起基坑失稳的事故频频发生。唐业清等[2]对168个基坑事故实例进行分析，统计结果表明70%以上的基坑工程事故是水直接或间接造成的。周红波等[3]从工程风险的角度对所搜集的52例城市轨道交通车站基坑事故进行分析，指出“渗流破坏、支撑失稳、坑内滑坡”为最常见的三类事故，其中渗流破坏占事故总数的62%，明确指出地下水的防治是关乎基坑工程安全的首要因素。
以往对基坑工程中防、降水的研究主要是集中在基坑降水方面的监测和数值模拟[4-6]，缺乏系统的风险评估方法。基于此，本文建立了基于模糊事故树法的基坑防排水事故风险评估体系。
目前，模糊事故树方法已广泛应用于煤矿[7]、电力[8]、土木工程[9]等领域。事故树方法已较为成熟，它有助于理清系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系；模糊数学则较经典概率论更适合于描述事件的复杂性和不确定性的特性，降低了由精确值表述和计算事件概率造成的偏差。
本文运用模糊事故树方法，以分析系统失效概率和事件重要度为重点，对系统风险分析进行量化，分析结果有利于预测系统风险水平和制定安全措施，为基坑防排水系统风险控制提供依据。
1三角模糊数的概念与运算
模糊数学用于处理现象不精确和模糊的问题，其基本思想是把经典的绝对隶属度模糊化，从特征函数来说，就是元素x对集合A的隶属程度不仅仅局限于0或1，而是可取0~1之间的任何一个数值。
Fuzzy集的隶属函数有矩形分布、梯形分布、正态分布等[10]，为简化计算，本文采用三角形分布（梯形分布的特例）进行模糊分析及运算。
1.1 三角形分布隶属函数
设A为论域X到[0，1]的一个映射，即A：X[0，1]，xA（x），称A是X上的Fuzzy集，A（X）称为Fuzzy集A的隶属函数，代表x对Fuzzy集A的隶属度。
三角形分布的隶属函数表达式及函数曲线如式1和***1所示。
A（x）=
m-a⩽x
m⩽x⩽m+b
0其他 （1）
式中：m对应于隶属函数为1的数，也称为模糊数的均值；a和b为参数，分别表示函数向左和向右延伸的数值大小；m-a和m+b称为模糊数的左、右分布参数，表示函数向左和向右延伸的程度。
1.2 三角模糊数的运算法则
将三角模糊数A记为（m-a，m，m+b），可得三角模糊数A1=（m1-a1，m1，m1+b1）和A2=（m2-a2，m2，m2+b2）的代数运算法则如下：
加法
A1A2
=（m1+m2-a1-a2，m1+m2，m1+m2+b1+b2）（2）
减法
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