隧道及地下工程的風(fēng)險(xiǎn)評估與控制_圖文

1、隧道及地下工程的風(fēng)險(xiǎn)評估與控制引言隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為緩解城市的交通壓力和解決城市用地問題，提高城市效率，城市地鐵與地下工程建設(shè)得到了快速的發(fā)展。目前開工建設(shè)的就有：北京地鐵4、5、10號線和機(jī)場線、奧運(yùn)支線，還有上海、深圳、南京、天津等地的地鐵工程，杭州、蘇州、哈爾濱、沈陽等地的地鐵也進(jìn)入方案論證階段 。此外，即將動(dòng)工的廈門海底隧道、武漢過江隧道等一批長、大型鐵路和公路隧道也在加緊建設(shè)和論證中。目前我國地鐵與地下工程涉及的項(xiàng)目之多、投資量之大，在世界工程建設(shè)史上是從來沒有的。由于受地鐵與地下工程建設(shè)特點(diǎn)和水文地質(zhì)等多方面的不確定性因素的影響，使得地鐵與地下工程的建設(shè)不可避免的存在許

2、多工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。以下是一些工程事故的實(shí)例。 新加坡地鐵Nicholl Highway站(2004年4月2003年南京坍陷事故法國雷恩地鐵事故2003年M4事故2004年廣州地鐵事故臺灣高雄捷運(yùn)事故北京地鐵10號線京廣橋附近路面坍塌（暗挖隧道）北京地鐵10號線與奧運(yùn)支線熊貓環(huán)島站基坑坍塌北京地鐵5號線北四環(huán)路面拱起目前在我國地鐵與地下工程的建設(shè)過程中，風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理水平較低；多數(shù)情況下，風(fēng)險(xiǎn)評估也僅限于在可研報(bào)告中的定性分析、少量的定量分析和經(jīng)濟(jì)性分析；做得較多的是在施工過程中，通過專家會的方式對工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，采用工程類比的方法，結(jié)合以往的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和管理風(fēng)險(xiǎn)，也沒有定量

3、化的風(fēng)險(xiǎn)評估。從而使得我們對風(fēng)險(xiǎn)的評估和管理水平與目前工程建設(shè)的發(fā)展速度很不協(xié)調(diào)，與施工技術(shù)水平和技術(shù)能力很不協(xié)調(diào)。一、地鐵與地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理工作的必要性、迫切性國務(wù)院辦公廳200381號文關(guān)于加強(qiáng)城市快速軌道交通建設(shè)管理的通知中指出：要高度重視城市軌道交通建設(shè)、運(yùn)營的安全問題，牢固樹立“安全第一，預(yù)防為主”的思想，把確保軌道交通建設(shè)和運(yùn)營安全作為頭等大事切實(shí)抓好。地鐵與地下工程項(xiàng)目是由幾十個(gè)不同專業(yè)組合而成的大系統(tǒng)工程，具有投資大、技術(shù)復(fù)雜，工期緊張，建筑安裝量大，項(xiàng)目涉及面廣等特點(diǎn)。因此，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工、運(yùn)營四個(gè)環(huán)節(jié)上，必須嚴(yán)格執(zhí)行國家頒布的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，確保安全設(shè)施同步規(guī)

4、劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)。在項(xiàng)目的立項(xiàng)、可研、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營的各個(gè)階段都應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行工程安全、周邊環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評估，防止各種災(zāi)害的發(fā)生和避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。每個(gè)城市都要設(shè)置保證安全資金的投入，建立處理突發(fā)事件的應(yīng)急機(jī)制，提高對地鐵與地下工程風(fēng)險(xiǎn)管理意識和管理水平。在以往的地鐵和地下工程建設(shè)工程中，建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工等單位對工程安全都給予了足夠的重視，但是運(yùn)用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理方法，已不能適應(yīng)當(dāng)前狀況對事故發(fā)生的預(yù)測和防控能力的需要。因此，建立和完善一個(gè)科學(xué)、全面的風(fēng)險(xiǎn)評估機(jī)制，建立和健全風(fēng)險(xiǎn)評估體系，以便及時(shí)地掌握反映建設(shè)過程的安全情況，同時(shí)建立具有分析、預(yù)測、防災(zāi)能力的專家委員會和風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)平臺

5、，已經(jīng)迫在眉睫。二、與工程風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的幾個(gè)問題1、工程風(fēng)險(xiǎn)的定義和風(fēng)險(xiǎn)評估的意義工程風(fēng)險(xiǎn)可定義為：由于在工程的建設(shè)和使用過程中存在著自然災(zāi)害因素、不確定性因素、偶然因素或人為因素等方面不利影響因素發(fā)生的可能性，而由這種可能性所造成的安全性喪失和經(jīng)濟(jì)性損失的可能性就稱為工程風(fēng)險(xiǎn)。而風(fēng)險(xiǎn)評估的意義就是對安全性喪失和經(jīng)濟(jì)性損失發(fā)生的可能性的評估，也是確定風(fēng)險(xiǎn)、確定風(fēng)險(xiǎn)造成的威脅、平衡風(fēng)險(xiǎn)造成的損失和防護(hù)措施帶來的耗費(fèi)與好處的過程；其有助于將安全耗費(fèi)和所帶來的好處綜合考慮。在確定風(fēng)險(xiǎn)時(shí)應(yīng)主要考慮以下3種主要的風(fēng)險(xiǎn)類型：功能風(fēng)險(xiǎn)、財(cái)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、安全風(fēng)險(xiǎn)。2、提高對風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理的認(rèn)識問題建立城市地鐵與地下

6、工程風(fēng)險(xiǎn)評估評價(jià)體系的目的，在于事先給出分析對象的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)，它涉及的內(nèi)容包括：(1預(yù)報(bào)工程問題中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)；(2分析導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的各種潛在因素；(3討論某種改變對工程的經(jīng)濟(jì)性、安全性的影響；(4判斷分析對象是否滿足要求的風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則；（5）對工程風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)控監(jiān)測和管理等。風(fēng)險(xiǎn)評估不僅僅可以全面地反映工程的安全性，還可以幫助改進(jìn)和優(yōu)化工程方案的決策、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營，以降低不希望發(fā)生事件發(fā)生的可能性；從而使業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、承包商和運(yùn)營企業(yè)，以最佳的控制能力提高工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)實(shí)的工程中應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)分析和評估會帶來巨大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，對擬建和在建的城市地鐵和地下工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)

7、評估，也是勢在必行和急需解決的重要課題。3、政府主管部門加大管理力度，避免片面追求安全性或片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性的問題；4、風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理要貫徹到從工程項(xiàng)目的立項(xiàng)、可研、設(shè)計(jì)、施工到工程運(yùn)營的全過程中。5、風(fēng)險(xiǎn)評估和管理的一般程序 三、工程風(fēng)險(xiǎn)評估與管理工作的目標(biāo)由于工程風(fēng)險(xiǎn)不是獨(dú)立存在的，因此必須建立科學(xué)合理的工程風(fēng)險(xiǎn)評估和防范體制，建立和健全工程風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理的咨詢機(jī)構(gòu)；用全面、系統(tǒng)、科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)施手段，以達(dá)到能在第一時(shí)間了解、掌握工程建設(shè)過程中不同階段的第一手資料，提高工程風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測和防控能力，避免重大事故的發(fā)生，使工程風(fēng)險(xiǎn)降到最低。為此，我們應(yīng)開展以下工作：1、在全面調(diào)查

8、分析有關(guān)地鐵與地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)和風(fēng)險(xiǎn)理論及其它相關(guān)資料的前提下，提出地鐵與地下工程的安全風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)施辦法，明確重點(diǎn)、難點(diǎn)及需采取的特殊措施。2、加快風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理體制的建立，加快風(fēng)險(xiǎn)評估、管理和咨詢機(jī)構(gòu)的建設(shè)。3、逐步完善并確定各種風(fēng)險(xiǎn)評估評價(jià)的原則、指標(biāo)體系和控制標(biāo)準(zhǔn)，并制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和報(bào)警值。4、建立信息中心，及時(shí)收集、傳輸、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)向指揮工程建設(shè)的各級組織機(jī)構(gòu)提供直觀、全面、形象、動(dòng)態(tài)的反映工程現(xiàn)況和安全風(fēng)險(xiǎn)管理的有關(guān)數(shù)據(jù)。在施工過程中，執(zhí)行每日有分析和定期報(bào)告制度。監(jiān)測報(bào)告包括：施工進(jìn)度情況；土體和巖體的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)物和支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性；臨近結(jié)構(gòu)沉降及傾斜分析；土

9、、水壓力及地下水位分布，地表及地中沉陷等變化情況；安全風(fēng)險(xiǎn)評估意見；設(shè)計(jì)修改和施工方法及步驟調(diào)整等內(nèi)容。四、工程風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)容工程風(fēng)險(xiǎn)評估與管理包括：工程風(fēng)險(xiǎn)評估與管理系統(tǒng)的建立、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的制定、風(fēng)險(xiǎn)評估與審查、風(fēng)險(xiǎn)咨詢服務(wù)、檢測系統(tǒng)的審核與建立等。為了有效地開展工作，應(yīng)明確政府管理部門、建設(shè)管理機(jī)構(gòu)和工程風(fēng)險(xiǎn)管理咨詢公司的職責(zé)范圍，并賦予相應(yīng)的權(quán)利和職責(zé)。針對地鐵及地下工程建設(shè)中自身結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全性和經(jīng)濟(jì)性問題，從立項(xiàng)、可研、設(shè)計(jì)到施工和運(yùn)營進(jìn)行系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估、安全監(jiān)測和風(fēng)險(xiǎn)咨詢，包括對工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的分析、評估、審核以及建議等。1、立項(xiàng)可研階段的風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理主要風(fēng)險(xiǎn)的影

10、響因素及來源包括：路網(wǎng)規(guī)劃、線路方案、其他專業(yè)工程方案、環(huán)境調(diào)查和評估、客流預(yù)測、工程規(guī)模、工期測算、投資估算、融資方案、經(jīng)濟(jì)效益分析、設(shè)計(jì)咨詢單位的設(shè)計(jì)能力和技術(shù)水平及服務(wù)意識、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和能力的局限、業(yè)主的決策能力和水平、政府和社會的參與程度、工程所在地的社會經(jīng)濟(jì)狀況和經(jīng)濟(jì)能力、國家的宏觀經(jīng)濟(jì)政策、不可預(yù)見因素等等。因此，立項(xiàng)決策風(fēng)險(xiǎn)的評估評價(jià)是定性與定量相結(jié)合的工程綜合風(fēng)險(xiǎn)的評估評價(jià)，所以綜合風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)來衡量整個(gè)工程各種安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)后可能造成的經(jīng)濟(jì)損失大小，是比較科學(xué)合理的。其風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)是由政府主管部門和工程建設(shè)單位對工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的跟蹤管理和特殊風(fēng)險(xiǎn)的重點(diǎn)管理。2、設(shè)計(jì)階

11、段的風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)管理（1）制定設(shè)計(jì)方案的風(fēng)險(xiǎn)審查內(nèi)容和程序；（2）審核與評估地質(zhì)、水文勘察資料；地下管線資料；相鄰建筑物的資料和可信程度；（3）審查和評估與地鐵和地下結(jié)構(gòu)工程風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。（4）審核與評估地鐵及地下結(jié)構(gòu)工程的施工方法、輔助工法、施工規(guī)范和特殊條款的風(fēng)險(xiǎn)性。（5）審核有關(guān)施工安全措施和方法的設(shè)計(jì)。（6）審查施工單位監(jiān)測系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì)原則，建立并完善全線工程監(jiān)測網(wǎng)。建立并完善資料數(shù)據(jù)庫和風(fēng)險(xiǎn)管理信息系統(tǒng)，建立信息中心。（7）建立工程風(fēng)險(xiǎn)審查會議制度。（8）給出設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理報(bào)告。3、施工階段的風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)管理施工風(fēng)險(xiǎn)的影響因素及來源主要包括：線路方

12、案、其他專業(yè)工程方案、環(huán)境調(diào)查、工期測算、投資估算、設(shè)計(jì)咨詢單位的技術(shù)水平和設(shè)計(jì)能力及服務(wù)意識、業(yè)主的決策能力和水平、政府和社會的參與程度、工程所在地的社會環(huán)境狀況、國家的經(jīng)濟(jì)政策、施工組織方案、輔助工程結(jié)構(gòu)方案、設(shè)備系統(tǒng)方案、施工中的不可預(yù)見因素、自然災(zāi)害、施工中的超前預(yù)報(bào)等 。施工階段的風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)管理是由與工程建設(shè)有關(guān)的各部門協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)評估機(jī)構(gòu)，共同進(jìn)行的評估和管理工作；主要內(nèi)容包括：（1）對施工方案及施工組織、安全措施等進(jìn)行實(shí)地審查和評估。（2）分析和評估工程施工過程中可能發(fā)生的工程風(fēng)險(xiǎn)。（3）確定工程風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)場監(jiān)測的對象、項(xiàng)目內(nèi)容、范圍以及監(jiān)測頻率，并實(shí)施監(jiān)測。（4）監(jiān)督、檢驗(yàn)及分析風(fēng)

13、險(xiǎn)點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，出現(xiàn)差異時(shí)分析、上報(bào)并協(xié)調(diào)處理。（5）審查施工降水、地層注漿、臨時(shí)工程設(shè)計(jì)和重要管線及建筑物的保護(hù)方案。（6）關(guān)鍵技術(shù)措施可行性和有效性的審定和風(fēng)險(xiǎn)評估，并對相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)作出評價(jià)。（7）綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)和地質(zhì)狀況，對施工影響區(qū)內(nèi)的環(huán)境安全狀態(tài)作出及時(shí)、可靠的評估，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警并提出建議和處置措施。（8）提高施工管理人員的安全風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)水平。（9）結(jié)合工點(diǎn)情況及有關(guān)科研情況，開展必要的專題研究與試驗(yàn)。（10）施工階段風(fēng)險(xiǎn)管理平臺的建立為了提高安全風(fēng)險(xiǎn)管理的工作效率，對工程建設(shè)的眾多項(xiàng)目建立系統(tǒng)化和信息化管理平臺。包括水文地質(zhì)資料管理系統(tǒng)；監(jiān)測資料管理系統(tǒng)及預(yù)警系統(tǒng)；施工

14、資料管理系統(tǒng)；分析資料管理系統(tǒng)；圖文管理系統(tǒng)；文件管理系統(tǒng)等。通過信息管理平臺，政府和建設(shè)管理部門可通過信息中心及時(shí)、形象、自由地獲得各項(xiàng)工程周圍環(huán)境的狀況、安全風(fēng)險(xiǎn)所在以及程度、采用的技術(shù)措施及其有效性。該管理系統(tǒng)分為不同的子系統(tǒng)，分別對不同的指標(biāo)進(jìn)行控制。4、工程運(yùn)營階段的風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)的影響因素及來源主要包括：線路運(yùn)營方案、運(yùn)營企業(yè)的體制、組織機(jī)構(gòu)設(shè)置、運(yùn)營管理水平、運(yùn)營企業(yè)的服務(wù)水平、應(yīng)急措施、財(cái)務(wù)管理、資源的開發(fā)、各個(gè)專業(yè)方案的協(xié)調(diào)和配合、客流預(yù)測、經(jīng)濟(jì)效益分析、業(yè)主的決策能力和管理水平、政府和社會的參與程度、工程所在地的社會經(jīng)濟(jì)狀況和經(jīng)濟(jì)能力、國家的宏觀經(jīng)濟(jì)政策等。運(yùn)營

15、階段的風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)管理是由與工程運(yùn)營主管單位和有關(guān)的各部門協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)評估機(jī)構(gòu)，共同進(jìn)行的評估和管理工作；主要內(nèi)容包括：（1）對運(yùn)營方案及運(yùn)營組織、安全措施進(jìn)行審查和評估。（2）分析和評估工程運(yùn)營過程中可能發(fā)生的工程風(fēng)險(xiǎn)。（3）確定工程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)部位，確定監(jiān)測的對象、項(xiàng)目內(nèi)容、范圍以及監(jiān)測頻率，并實(shí)施監(jiān)測。（4）綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)營狀況，對運(yùn)營影響區(qū)內(nèi)的環(huán)境安全狀態(tài)作出及時(shí)、可靠的評估，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警并提出建議處置措施。（5）提高運(yùn)營企業(yè)管理人員的安全風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)水平。 風(fēng)險(xiǎn)管理工作流程圖五、 工程信息中心的建立信息中心是建立在風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評估、風(fēng)險(xiǎn)咨詢和風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)上的工作平臺，是

16、對外信息交換以及溝通的窗口。信息中心最重要的任務(wù)是接受、分析并評估獨(dú)立監(jiān)測所得的監(jiān)測資料，若有異?，F(xiàn)象，則可經(jīng)網(wǎng)際網(wǎng)路發(fā)布視訊給予工程有關(guān)的各個(gè)單位。情況嚴(yán)重或情況緊急時(shí)，尚可發(fā)警訊給安全管理單位，如交通局、公安局等以采取緊急應(yīng)變措施。信息中心將有完善的視訊設(shè)備，在意外事件發(fā)生后，可以隨時(shí)展示現(xiàn)場閉路電視所攝錄的現(xiàn)場影像，也可以展示與意外事件相關(guān)的資料，如土層剖面、檢測資料、管線資料、工程建設(shè)或運(yùn)營情況、交通狀況等，方便各單位共同研究和判定工程情況的嚴(yán)重性，以及應(yīng)急措施的可行性。所有相關(guān)單位都設(shè)置視訊會議設(shè)施，可以隨時(shí)舉行多方視訊會議以爭取時(shí)效。信息平臺系統(tǒng)圖 六、風(fēng)險(xiǎn)控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn)的制定

17、 風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理很重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是：制定科學(xué)合理的風(fēng)險(xiǎn)控制指標(biāo)和控制標(biāo) 準(zhǔn)。這是因?yàn)椋喝绻刂浦笜?biāo)定得過多，往往造成難以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的后果，而控制指標(biāo)太 少，又不能全面地把握風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，如果控制標(biāo)準(zhǔn)定得過高，對風(fēng)險(xiǎn)的把握程度就高， 但就地鐵和地下工程而言，投資必然增加，這樣就不利于節(jié)約工程的投資， 反過來，如果控制標(biāo)準(zhǔn)定得較低，雖然節(jié)約了成本，但不利于控制風(fēng)險(xiǎn)，一旦風(fēng)險(xiǎn)發(fā) 生，投資成本反而加大很多。在地鐵和地下工程的建設(shè)過程中，有許多的控制指標(biāo)和控制標(biāo) 準(zhǔn)。因此，如何根據(jù)我國的實(shí)際情況確定這些風(fēng)險(xiǎn)控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn)，也是我們當(dāng)前急需 解決的問題。 地表沉降是地鐵和地下工程建設(shè)的一個(gè)很

18、重要的控制指標(biāo)。 從目前已建工程 的調(diào)查統(tǒng)計(jì)和分析研究情況來看，對于淺埋暗挖法車站，以前所定的 30mm 的地表沉降控 制標(biāo)準(zhǔn)定的有些偏高， 不大利于工程的建設(shè)和控制工程的投資。 以下是對淺埋暗挖法車站地 表沉降的一些統(tǒng)計(jì)分析。 國內(nèi)外地鐵工程施工量測數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)對照表 指標(biāo)內(nèi)容 地面最大沉降 地面沉降槽拐點(diǎn)曲率 地層損失系數(shù) 洞內(nèi)邊墻水平收斂 洞內(nèi)拱頂下沉 日本、法國、德 國規(guī)范綜合 我國的管理基準(zhǔn)值 50 mm 1/300 5 % 2040 mm 75229 mm 30 mm 1/500 5 % 20 mm 50 mm 6 從目前對地鐵暗挖施工的調(diào)查資料的統(tǒng)計(jì)情況來看，存在如下統(tǒng)計(jì)規(guī)律： 1）大多數(shù)沉降值的變動(dòng)范圍在 40120mm；地表沉降值小于 40mm