本发明公开了一种基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，包括如下步骤：S1，构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合；S2，构建螺旋输送机吊装风险评价集；S3，构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵；S4，构建螺旋输送机吊装风险评价权重集；S5，建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型；S6，建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型；S7，计算风险评价值；S8，对比选出最优方案。与现有技术相比，本发明在综合分析螺旋输送机在洞内吊装安全风险因素的基础上，应用模糊数学理论，实现对螺旋输送机更换过程中的吊装安全风险的评价，满足安全高效的更换螺旋输送机的需求。
1.一种基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合，所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合中包括多个螺旋输送机吊装风险评价因素；
S2，基于所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合构建螺旋输送机吊装风险评价集；
S3，基于所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合与螺旋输送机吊装风险评价集构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵；
S4，根据每个所述螺旋输送机吊装风险评价因素对螺旋输送机吊装作业的影响程度，对每个螺旋输送机吊装风险评价因素赋予一组相应的权数，构建螺旋输送机吊装风险评价权重集；
S5，基于螺旋输送机吊装风险评价权重集和螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型；
S6，基于螺旋输送机吊装风险评价权重集和螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵，建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型；
S7，基于螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型和螺旋输送机吊装风险评价集，计算风险评价值；
S8，根据所述风险评价值选择各个方案中的最优方案。
2.根据权利要求1所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S1构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合的方法如下：选择螺旋输送机吊装风险评价因素，螺旋输送机吊装风险评价因素包括模糊因素和非模糊因素，所有选取的螺旋输送机吊装风险评价因素的组合即为螺旋输送机吊装风险评价因素集合；螺旋输送机吊装风险评价因素集合u，u＝(u1，u2，u3)，u1为施工人员风险，u2为吊装设备风险，u3为吊装环境风险。
3.根据权利要求2所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S2中构建螺旋输送机吊装风险评价集的方法如下：将步骤S1中的螺旋输送机吊装风险评价因素作为评价对象，将评价者对评价对象的评价结果分为高风险、中风险和低风险三类，设定螺旋输送机吊装风险评价集为V，V＝(v1，v2，v3)＝(3，2，1)，其中v1为高风险，v2为中风险，v3为低风险。
4.根据权利要求3所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S3中，通过采用专家打分的方法建立模糊关系矩阵，专家打分的方法为由若干名相关行业的专家和盾构施工现场人员分别对评价对象进行评价。
5.根据权利要求4所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S3构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵的方法如下：建立从u与V之间的模糊关系矩阵R；建立模糊关系矩阵R(rij)；
其中：rij表示因素ui对评价等级vj的关联度，0≤rij≤1；其中，ui为u1，u2，u3的统称，其中i＝1，2，3，vj为v1，v2，v3的统称，其中j＝1，2，3，分别代表高风险，中风险，低风险。
6.根据权利要求5所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S4构建螺旋输送机吊装风险评价权重集的方法为：设定螺旋输送机吊装风险评价权重集为Si，Si＝(a1，a2…，an)，(i＝1，2，……n)，其中，a1为u1对螺旋输送机吊装作业的影响权重，a2为u2对螺旋输送机吊装作业的影响权重，a3为u3对螺旋输送机吊装作业的影响权重。
7.根据权利要求6所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S5建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型C的方法如下：其中：S为一级评价指标的权重矩阵，S＝(A1，A2，A3)＝(0.2，0.6，0.2)，分别对应三个一级指标；二级指标也有权重矩阵，将一级评价指标的权重矩阵定义为Su1，Su2，Su3，Su1＝(0.6，0.4)，Su2＝(0.3，0.3，0.2，0.2)，Su1＝(0.3，0.4，0.3)。
8.根据权利要求7所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S6建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型的方法如下：设定螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型为C总；
通过对一级指标的权重风险，建立一级指标权重集Si，Si＝(A1，A2…，An)；利用矩阵运算作为合成算子进行合成运算，由一级指标权重集和模糊评价变换矩阵R构造螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型C总；将初始模型螺旋输送机吊装风险评价二级多因素综合评价模型应用在多层因素二级指标上，每一层的评估结果又是上一层评估的输入，直到最上层为止。
9.根据权利要求8所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S7计算风险评价值的方法如下：设定风险评价值为D，D＝C总VT，VT为v矩阵的转置，其中：针对螺旋输送机吊装风险一级指标的模糊关系矩阵，施工人员风险模糊关系矩阵R1和吊装环境风险模糊关系矩阵R3由现场施工人员根据现场实际情况进行打分；而一级指标模糊矩阵吊装设备风险模糊矩阵R2的子矩阵吊耳可靠性模糊矩阵r1和吊耳焊缝安全性模糊矩阵r1通过力学计算的方法确定。
10.根据权利要求9所述的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，其特征在于，步骤S7中，所述力学计算的方法如下：在正式吊装前，螺旋输送机拔出时，门式架上的吊耳底部焊缝主要受拉力及剪切力，对门式架上的吊耳焊缝进行承载力计算：F1＝c×τ×W×L(1)；
F1——(1)式中计算的单个吊耳承载力(单位：kN)；
螺旋输送机上也焊接有用于螺旋输送机的吊装作业的吊耳，螺旋输送机上的吊耳本身承受压应力，对螺旋输送机上的吊耳压应力计算；
S——断面处截面积(接触面积按吊耳孔面积的 计算)；
F2——(3)式中计算的单个吊耳承载力(单位：kN)；
基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法
技术领域
[0001] 本发明属于土压平衡盾构施工技术领域，尤其涉及一种基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法。
背景技术
[0002] 目前，随着城市地铁建设进程逐渐加快，施工技术快速发展，环保与安全标准大幅度提高，国家对地铁建设提出更高的要求。在具备长、深、复杂地质等特点的地铁区间中，盾构法成为目前应用最为普遍的施工方法，但由于地铁建设环境敏感度高，机械化程度也越来越高，单一盾构掘模式不能满足软硬交替地层施工需求，掘进长大区间施工安全风险较大。双模式、三模式等多种模式集成的盾构机出现，弥补了单模盾构的缺点，对于长大区间、软硬交替地层有明显优势。在进行多模态转换过程中，涉及到土压平衡盾构模式(EPB模式)的转换时，均需要对螺旋输送机进行拆装。此外，在盾构隧道掘进施工过程中，由于穿越软硬不均夹带孤石群的地层导致螺旋输送机卡机，螺旋输送机叶片磨损严重甚至中心轴断裂导致无法正常输送土仓内土渣，也需要对螺旋输送机进行拆卸及更换。
[0003] 在土压平衡盾构施工中，螺旋输送机作为土压平衡盾构机的重要组成部分，不仅可排除土仓内的渣土，更重要的是具有调控土仓内的压力，进而维持盾构开挖面土压平衡的作用。因此，土压盾构螺旋输送机的拆除与运输是盾构机拆除工序的关键性环节，同时也是盾构施工中重难点。为实现安全高效的更换螺旋输送机，通过对螺旋输送机拆装时的吊装过程进行风险评价，从而有效防范洞内拆卸螺旋输送机时，吊点失效导致螺旋输送机掉落，造成不必要的损失。
[0004] 现有技术中，缺乏对螺旋输送机拆装时的吊装过程进行风险评价方法，或仅有对单因素进行评价的方法。因此，无法全面系统的对螺旋输送机的吊装风险进行评价，无法满足安全高效的更换螺旋输送机的需求。
发明内容
[0005] (一)要解决的技术问题
[0006] 基于此，本发明提供了一种基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，以解决现有技术中无法全面系统的对螺旋输送机的吊装风险进行评价的技术问题。
[0007] (二)技术方案
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，包括如下步骤：
[0009] S1，构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合，所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合中包括多个螺旋输送机吊装风险评价因素；
[0010] S2，基于所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合构建螺旋输送机吊装风险评价集；
[0011] S3，基于所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合与螺旋输送机吊装风险评价集构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵；
[0012] S4，根据每个所述螺旋输送机吊装风险评价因素对螺旋输送机吊装作业的影响程度，对每个螺旋输送机吊装风险评价因素赋予一组相应的权数，构建螺旋输送机吊装风险评价权重集；
[0013] S5，基于螺旋输送机吊装风险评价权重集和螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型；
[0014] S6，基于螺旋输送机吊装风险评价权重集和螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵，建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型；
[0015] S7，基于螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型和螺旋输送机吊装风险评价集，计算风险评价值；
[0016] S8，根据所述风险评价值选择各个方案中的最优方案。
[0017] 优选的，步骤S1构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合的方法如下：选择螺旋输送机吊装风险评价因素，螺旋输送机吊装风险评价因素包括模糊因素和非模糊因素，所有选取的螺旋输送机吊装风险评价因素的组合即为螺旋输送机吊装风险评价因素集合；螺旋输送机吊装风险评价因素集合u，u＝(u1，u2，u3)，u1为施工人员风险，u2为吊装设备风险，u3为吊装环境风险。
[0018] 优选的，步骤S2中构建螺旋输送机吊装风险评价集的方法如下：将步骤S1中的螺旋输送机吊装风险评价因素作为评价对象，将评价者对评价对象的评价结果分为高风险、中风险和低风险三类，设定螺旋输送机吊装风险评价集为V，V＝(v1，v2，v3)＝(3，2，1)，其中v1为高风险，v2为中风险，v3为低风险。
[0019] 优选的，步骤S3中，通过采用专家打分的方法建立模糊关系矩阵，专家打分的方法为由若干名相关行业的专家和盾构施工现场人员分别对评价对象进行评价。
[0020] 优选的，步骤S3构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵的方法如下：建立从u与V之间的模糊关系矩阵R；建立模糊关系矩阵R(rij)；
[0021]
[0022] 其中：rij表示因素ui对评价等级vj的关联度，0≤rij≤1；其中，ui为u1，u2，u3的统称，其中i＝1，2，3，vj为v1，v2，v3的统称，其中j＝1，2，3，分别代表高风险，中风险，低风险。
[0023] 优选的，步骤S4构建螺旋输送机吊装风险评价权重集的方法为：设定螺旋输送机吊装风险评价权重集为Si，Si＝(a1，a2…，an)，(i＝1，2，……n)，其中，a1为u1对螺旋输送机吊装作业的影响权重，a2为u2对螺旋输送机吊装作业的影响权重，a3为u3对螺旋输送机吊装作业的影响权重。
[0024] 优选的，步骤S5建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型C的方法如下：
[0025]
[0026] 其中：S为一级评价指标的权重矩阵，S＝(A1，A2，A3)＝(0.2，0.6，0.2)，分别对应三个一级指标；二级指标也有权重矩阵，将一级评价指标的权重矩阵定义为Su1，Su2，Su3，Su1＝(0.6，0.4)，Su2＝(0.3，0.3，0.2，0.2)，Su1＝(0.3，0.4，0.3)。
[0027] 优选的，步骤S6建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型的方法如下：
[0028] 设定螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型为C总；
[0029]
[0030] 通过对一级指标的权重风险，建立一级指标权重集Si，Si＝(A1，A2…，An)；利用矩阵运算作为合成算子进行合成运算，由一级指标权重集和模糊评价变换矩阵R构造螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型C总；将初始模型螺旋输送机吊装风险评价二级多因素综合评价模型应用在多层因素二级指标上，每一层的评估结果又是上一层评估的输入，直到最上层为止。
[0031] 优选的，步骤S7计算风险评价值的方法如下：设定风险评价值为D，D＝C总VT，VT为v矩阵的转置，
[0032] 其中：针对螺旋输送机吊装风险一级指标的模糊关系矩阵，施工人员风险模糊关系矩阵R1和吊装环境风险模糊关系矩阵R3由现场施工人员根据现场实际情况进行打分；而一级指标模糊矩阵吊装设备风险模糊矩阵R2的子矩阵吊耳可靠性模糊矩阵r1和吊耳焊缝安全性模糊矩阵r1通过力学计算的方法确定。
[0033] 优选的，步骤S7中，所述力学计算的方法如下：
[0034] 在正式吊装前，螺旋输送机拔出时，门式架上的吊耳底部焊缝主要受拉力及剪切力，对门式架上的吊耳焊缝进行承载力计算：
[0035] F1＝c×τ×W×L(1)；
[0036] 上式中：
[0037] c——不均匀受力系数(取值为0.7)；
[0038] τ——焊缝金属许用剪切应力(单位：Mpa)；
[0039] W——焊缝的宽度(单位：mm)；
[0040] L——焊缝的工作长度(单位：mm)；
[0041] 计算门式架上焊接吊耳的安全系数η；
[0042]
[0043] 上式中：
[0044] n——螺旋输送机吊装时门式架所需吊耳数；
[0045] F1——(1)式中计算的单个吊耳承载力(单位：kN)；
[0046] G——螺旋输送机吊装时总重(单位：kN)；
[0047] 螺旋输送机上也焊接有用于螺旋输送机的吊装作业的吊耳，螺旋输送机上的吊耳本身承受压应力，对螺旋输送机上的吊耳压应力计算；
[0048]
[0049] 上式中：
[0050] F2——单个吊耳承受压应力；
[0051] σ——吊耳材料屈服强度；
[0052] S——断面处截面积(接触面积按吊耳孔面积的 计算)；
[0053] D——吊耳孔直径；
[0054] t——吊耳厚度；
[0055] 对螺旋输送机上的吊耳进行安全系数计算；
[0056]
[0057] 上式中：
[0058] n——螺旋输送机吊装时螺旋输送机上所需吊耳数；
[0059] F2——(3)式中计算的单个吊耳承载力(单位：kN)；
[0060] G——螺旋输送机吊装时总重(单位：kN)；
[0061] 经过计算后，对比螺旋输送机风险分级表进行改进，确保吊装过程安全可靠后，开始正式吊装；螺旋输送机吊装风险分级表如表1所示。
[0062] 表1
[0063]风险等级 等级描述 后果等级描述 η范围 S范围 R2范围
I 风险不可接受 较大危害 (0，3) (0，3) (0，0.3)
II 风险可接受 较小危害 [3，6) [3，6) (0.3，0.7)
III 风险可忽略 极小危害 (6，10] (6，10] (0.7，1)
[0064] (三)有益效果
[0065] 与现有技术对比，本发明的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法具备如下优点：
[0066] 与现有技术相比，本发明在综合分析螺旋输送机在洞内吊装安全风险因素的基础上，应用模糊数学理论，在单级模糊综合评价模型的基础上构建多级模糊综合评价模型，实现对螺旋输送机更换过程中的吊装安全风险的评价。利于全面系统的对螺旋输送机的吊装风险进行评价，满足安全高效的更换螺旋输送机的需求。
附图说明
[0067] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0068] 图1为本发明的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法的流程示意图；
[0069] 图2为本发明中本发明吊装结构的示意图；
[0070] 图3为门式架上的吊耳的主视示意图；
[0071] 图4为门式架上的吊耳的左视示意图。
[0072] 附图标记说明：
[0073] 1.螺旋输送机上的吊耳，2.倒链，3.门式架，4.门式架上的吊耳，5.盾构机外壳，6.盾构机前部刀盘，7.螺旋输送机。
具体实施方式
[0074] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0075] 下面结合附图1‑4对本发明的基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法作进一步的说明。
[0076] 请重点参考图1，基于多级模糊综合评价的螺旋输送机吊装风险评价方法，包括如下步骤：
[0077] S1，构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合，所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合中包括多个螺旋输送机吊装风险评价因素；
[0078] S2，基于所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合构建螺旋输送机吊装风险评价集；
[0079] S3，基于所述螺旋输送机吊装风险评价因素集合与螺旋输送机吊装风险评价集构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵；
[0080] S4，根据每个所述螺旋输送机吊装风险评价因素对螺旋输送机吊装作业的影响程度，对每个螺旋输送机吊装风险评价因素赋予一组相应的权数，构建螺旋输送机吊装风险评价权重集；
[0081] S5，基于螺旋输送机吊装风险评价权重集和螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型；
[0082] S6，基于螺旋输送机吊装风险评价权重集和螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵，建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型；
[0083] S7，基于螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型和螺旋输送机吊装风险评价集，计算风险评价值；
[0084] S8，根据所述风险评价值选择各个方案中的最优方案。
[0085] 根据本发明的具体实施方式，步骤S1构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合的方法如下：选择螺旋输送机吊装风险评价因素，螺旋输送机吊装风险评价因素包括模糊因素和非模糊因素，所有选取的螺旋输送机吊装风险评价因素的组合即为螺旋输送机吊装风险评价因素集合；螺旋输送机吊装风险评价因素集合u，u＝(u1，u2，u3)，u1为施工人员风险，u2为吊装设备风险，u3为吊装环境风险。
[0086] 根据本发明的具体实施方式，步骤S2中构建螺旋输送机吊装风险评价集的方法如下：将步骤S1中的螺旋输送机吊装风险评价因素作为评价对象，将评价者对评价对象的评价结果分为高风险、中风险和低风险三类，设定螺旋输送机吊装风险评价集为V，V＝(v1，v2，v3)＝(3，2，1)，其中v1为高风险，v2为中风险，v3为低风险。
[0087] 根据本发明的具体实施方式，步骤S3中，通过采用专家打分的方法建立模糊关系矩阵，专家打分的方法为由若干名相关行业的专家和盾构施工现场人员分别对评价对象进行评价。
[0088] 根据本发明的具体实施方式，步骤S3构建螺旋输送机吊装风险评价模糊关系矩阵的方法如下：建立从u与V之间的模糊关系矩阵R；建立模糊关系矩阵R(rij)；
[0089]
[0090] 其中：rij表示因素ui对评价等级vj的关联度，0≤rij≤1；其中，ui为u1，u2，u3的统称，其中i＝1，2，3，vj为v1，v2，v3的统称，其中j＝1，2，3，分别代表高风险，中风险，低风险。
[0091] 根据本发明的具体实施方式，步骤S4构建螺旋输送机吊装风险评价权重集的方法为：设定螺旋输送机吊装风险评价权重集为Si，Si＝(a1，a2…，an)，(i＝1，2，……n)，其中，a1为u1对螺旋输送机吊装作业的影响权重，a2为u2对螺旋输送机吊装作业的影响权重，a3为u3对螺旋输送机吊装作业的影响权重。
[0092] 根据本发明的具体实施方式，步骤S5建立螺旋输送机吊装风险评价一级多因素综合评价模型C的方法如下：
[0093]
[0094] 其中：S为一级评价指标的权重矩阵，S＝(A1，A2，A3)＝(0.2，0.6，0.2)，分别对应三个一级指标；二级指标也有权重矩阵，将一级评价指标的权重矩阵定义为Su1，Su2，Su3，Su1＝(0.6，0.4)，Su2＝(0.3，0.3，0.2，0.2)，Sul＝(0.3，0.4，0.3)。
[0095] 根据本发明的具体实施方式，步骤S6建立螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型的方法如下：
[0096] 设定螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型为C总；
[0097]
[0098] 通过对一级指标的权重风险，建立一级指标权重集Si，Si＝(A1，A2…，An)；利用矩阵运算作为合成算子进行合成运算，由一级指标权重集和模糊评价变换矩阵R构造螺旋输送机吊装风险评价多级模糊分级综合模型C总；将初始模型螺旋输送机吊装风险评价二级多因素综合评价模型应用在多层因素二级指标上，每一层的评估结果又是上一层评估的输入，直到最上层为止。
[0099] 根据本发明的具体实施方式，步骤S7计算风险评价值的方法如下：设定风险评价值为D，D＝C总VT，VT为v矩阵的转置，
[0100] 其中：针对螺旋输送机吊装风险一级指标的模糊关系矩阵，施工人员风险模糊关系矩阵R1和吊装环境风险模糊关系矩阵R3由现场施工人员根据现场实际情况进行打分；而一级指标模糊矩阵吊装设备风险模糊矩阵R2的子矩阵吊耳可靠性模糊矩阵r1和吊耳焊缝安全性模糊矩阵r1通过力学计算的方法确定。
[0101] 请参考图2‑4，螺旋输送机7置于盾构机外壳5内，盾构机外壳5的一侧为盾构机前部刀盘6，门式架3上设有门式架上的吊耳4，螺旋输送机7上设有螺旋输送机上的吊耳1，门式架上的吊耳4和螺旋输送机上的吊耳1之间通过倒链2相连。
[0102] 根据本发明的具体实施方式，步骤S7中，所述力学计算的方法如下：
[0103] 在正式吊装前，螺旋输送机拔出时，门式架上的吊耳4底部焊缝受力，对门式架上的吊耳焊缝进行承载力计算：
[0104] F1＝c×τ×W×L(1)；
[0105] 上式中：
[0106] c——不均匀受力系数(取值为0.7)；
[0107] τ——焊缝金属许用剪切应力(单位：Mpa)；
[0108] W——焊缝的宽度(单位：mm)；
[0109] L——焊缝的工作长度(单位：mm)；
[0110] 计算门式架上焊接吊耳的安全系数η；
[0111]
[0112] 上式中：
[0113] n——螺旋输送机吊装时门式架所需吊耳数；
[0114] F1——(1)式中计算的单个吊耳承载力(单位：kN)；
[0115] G——螺旋输送机吊装时总重(单位：kN)；
[0116] 螺旋输送机上的吊耳1本身承受压应力，对螺旋输送机上的吊耳1压应力计算；
[0117]
[0118] 上式中：
[0119] F2——单个吊耳承受压应力；
[0120] σ——吊耳材料屈服强度；
[0121] S——断面处截面积(接触面积按吊耳孔面积的 计算)；
[0122] D——吊耳孔直径；
[0123] t——吊耳厚度；
[0124] 对螺旋输送机上的吊耳进行安全系数计算；
[0125]
[0126] 上式中：
[0127] n——螺旋输送机吊装时螺旋输送机上所需吊耳数；
[0128] F2——(3)式中计算的单个吊耳承载力(单位：kN)；
[0129] G——螺旋输送机吊装时总重(单位：kN)；
[0130] 经过计算后，对比螺旋输送机风险分级表进行改进，确保吊装过程安全可靠后，开始正式吊装；螺旋输送机吊装风险分级表如表1所示。
[0131] 表1
[0132]风险等级 等级描述 后果等级描述 η范围 S范围 R2范围
I 风险不可接受 较大危害 (0，3) (0，3) (0，0.3)
II 风险可接受 较小危害 [3，6) [3，6) (0.3，0.7)
III 风险可忽略 极小危害 (6，10] (6，10] (0.7，1)
[0133] 下面对本发明的发明原理进行说明：整个螺旋输送机的更换吊装过程比较复杂，需要考虑的因素较多，本发明在综合分析螺旋输送机在洞内吊装安全风险因素的基础上，应用模糊数学理论，在单级模糊综合评价模型的基础上构建多级模糊综合评价模型，并尝试对螺旋输送机更换过程中的吊装安全风险进行分析。多级模糊综合评价是一种应用广泛的多因素和多目标决策技术，它集成了层次分析法和模糊综合评判法的各自优点，主要体现在将评价指标体系分成递阶的多级结构，运用层次分析法确定各层的指标权重，然后分层次进行模糊综合评判，最后综合给出总的评价结果。模糊综合评判是应用模糊数学的基本理论，对具体事物建立评价因素集、各因素权重集、评价结果组成的评价集，采用一定的合成算子进行综合运算和评价。一个模糊评判一般包括指标体系的选用、标准值的确定、各因素权重确定、合成算子的选择、计算综合指标值和综合指标隶属度等步骤。
[0134] 下面对本发明的上述实施方式作进一步的说明：
[0135] 步骤S1构建螺旋输送机吊装风险评价因素集合时，螺旋输送机的吊装涉及各方面的因素，对其的评价有一定程度的不确定性，因为影响螺旋输送机洞内吊装的风险因素是模糊的，而且对于吊具的承载力也有许多不确定性。本发明利用模糊综合评价模型对盾构施工过程中的螺旋输送机的更换进行综合评价，但是综合考虑的因素很多，而且各个因素影响螺旋输送机安全更换的层级不同，故需要在每一个层级上对要解决的问题进行评价。
[0136] 通过现场考察，对于螺旋输送机更换吊装过程中的安全风险因素分为：施工人员风险、吊装设备风险、吊装环境风险。上述三个安全风险因素为第一层级风险指标，由于上述三个安全风险因素比较广泛，对其再进行进一下细化分类。将第一层级的施工人员风险分为施工人员经验和施工人员疲劳程度两个二级指标。将第一层级的吊装设备风险分为门式架上的吊耳焊缝强度可靠性、螺旋输送机上吊耳可靠性、吊耳焊缝安全性、吊索具安全性、门架可靠性。将第一层级的吊装环境风险分为洞内通道、地基条件、洞内空气质量。具体分级如表2。
[0137] 表2
[0138]
[0139] 步骤S2中，评价集是评价者对评价对象可能做出的各种总的评价结果所组成的集合，模糊综合评价目的就是在综合考虑所有影响的基础上，从评价集中选择一个最佳的评价结果。
[0140] 步骤S3为对单因素进行评价。建立从u与v之间的模糊关系矩阵R。通过采用专家打分的方法建立模糊关系矩阵R(rij)，由若干名相关行业的专家和盾构施工现场人员对各因素进行评价。
[0141] 步骤S4中，由于各风险因素对螺旋输送机吊装作业的影响程度是不一样的，在评价各因素的过程中，一些因素对评价对象影响较重要，一些因素虽然需要考虑，但是对评价对象的影响不大。为了反映各因素uij的重要程度，对各个因素赋予一组相应的权数，组建集合Si＝(a1，a2…，an)，(i＝1，2，……n)。权重集可称为各因素集的模糊子集，相应的权数ai是对各因素集中ui重要的关联度。
[0142] 步骤S5中，由于单因素模型只能反映一个因素对评价对象的影响，为了取得所有因素对评价对象的综合影响结果，需要进行综合评价，利用矩阵运算作为合成算子进行合成运算，由因素集上的模糊子集Si＝(a1，a2…，an)，(i＝1，2，……n)和模糊评价变换矩阵R可构造单级模糊综合评价模型。
[0143] 步骤S7中，对于螺旋输送机吊装风险多级模糊评价结果，如果给出评价集一个尺度，则可将综合评价模糊值转换为一个确定的风险评价值D，那么D就可以对不同的方案进行比较了。
[0144] 步骤S7中，一级指标模糊矩阵吊装设备风险模糊矩阵R2的子矩阵吊耳可靠性模糊矩阵r1和吊耳焊缝安全性模糊矩阵r1通过力学计算的方法确定的方式，更具有科学性，而且这两个二级指标对螺旋输送机的吊装过程安全性起关键作用。
[0145] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
