上海地鐵號(hào)線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工可階段工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1、上海地鐵號(hào)線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工可階段工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估    摘 要：最大程度地減小市區(qū)地鐵施工中的風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生率以及事故造成的損失，已成為一個(gè)迫切需要解決的課題。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，結(jié)合上海地鐵 11 號(hào)線工程實(shí)例，對(duì)該線工可階段關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的主要風(fēng)險(xiǎn)，采用專家調(diào)查法和層次分析法進(jìn)行了識(shí)別和評(píng)估，最后針對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)控制提出了一些建議。 關(guān)鍵詞：地鐵；風(fēng)險(xiǎn)分析；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 0 引 言      地鐵工程與地面工程項(xiàng)目相比，由于其所處介質(zhì)的復(fù)雜性和不確定性，因而在建設(shè)階段存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。工程建設(shè)中由于人為或非人為因

2、素導(dǎo)致工程事故，從而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失、引起嚴(yán)重社會(huì)影響的例子不勝枚舉，如：2003 年上海 4 號(hào)線聯(lián)絡(luò)通道建設(shè)中的事故，2004 年廣州地鐵塌方事故及 2004 年新加坡地鐵工作井事故1。      從地鐵項(xiàng)目立項(xiàng)開始，如何選擇合理的技術(shù)方案、如何減少工程對(duì)周邊環(huán)境的影響等問題的決策和執(zhí)行都需要綜合風(fēng)險(xiǎn)和效益。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通過計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)效益來選擇風(fēng)險(xiǎn)控制措施以降低各種風(fēng)險(xiǎn)，為工程決策提供依據(jù)。      目前，風(fēng)險(xiǎn)管理已經(jīng)在隧道工程中有一定應(yīng)用。Einstein H H 指出了隧道風(fēng)險(xiǎn)分析的特點(diǎn)和理

3、念2；Snel A J M 和 Hasselt D R S van 提出了“IPB”風(fēng)險(xiǎn)管理模式；Stuzk R 將風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)應(yīng)用于公路隧道；Nilsen B 對(duì)海底隧道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入分析；國(guó)際隧協(xié)頒布的 Guidelines for tunneling risk management5為隧道工程風(fēng)險(xiǎn)管理提供了參照標(biāo)準(zhǔn)。20 世紀(jì) 90 年代初，上海地鐵 1 號(hào)線在工可階段完成了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，首次將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用于國(guó)內(nèi)地鐵隧道。李永盛等完成的崇明越江通道工程風(fēng)險(xiǎn)分析研究課題6，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)對(duì)大型軟土盾構(gòu)隧道工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的項(xiàng)目；陳龍對(duì)軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行了比較系統(tǒng)和完善的研究7。&

4、#160;     地下工程的決策、管理和組織貫穿于工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)期。目前上海市政府已經(jīng)把重大工程的風(fēng)險(xiǎn)管理提上了日程。本文針對(duì)上海地鐵 11 號(hào)線的工可階段進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，研究了建設(shè)中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程的施工環(huán)境、工藝、質(zhì)量和安全等方面可能存在的風(fēng)險(xiǎn)事故，并采用專家調(diào)查法和層次分析法對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)估，得到了定量的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，為工程的決策、招投標(biāo)及工程保險(xiǎn)等提供了較為可靠的科學(xué)依據(jù)。1 工程概況及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)      上海地鐵 11 號(hào)線（R3 線）線路呈西北東南走向，線路長(zhǎng)約 59.41 km

5、，共設(shè) 27 座車站，見圖 1。其中主線（城北路站上南路站）從嘉定經(jīng)中心城至臨港新城，長(zhǎng)約 46.6 km，設(shè) 23 座車站；支線（嘉定新城站墨玉路站）連接上海國(guó)際賽車場(chǎng)和安亭汽車城，長(zhǎng)約 12.81 km，設(shè) 4 座車站8。          地鐵 11 號(hào)全線由高架段和地下盾構(gòu)段組成，不僅有地下隧道風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，并且有高架段風(fēng)險(xiǎn)以及它們之間的銜接風(fēng)險(xiǎn)；其沿途經(jīng)過不少繁華地段，將在 9 個(gè)車站與 14 條軌道線路換乘，多次穿越河流（如黃浦江和吳淞江等）、重要公路（如 A12 高速公路）、鐵道線（如滬寧鐵路）

6、。由于這些特定的工程性質(zhì)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)其尤為重要。      其施工過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程包括：高架跨越地面道路施工；高架跨越河道工程施工；盾構(gòu)穿越滬寧鐵路施工；盾構(gòu)穿越合流污水總管施工；盾構(gòu)穿越內(nèi)環(huán)高架施工；盾構(gòu)相鄰交疊穿越施工；盾構(gòu)穿越地鐵 3 號(hào)線施工；盾構(gòu)穿越吳淞江施工。2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程      風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常分為 3 個(gè)步驟：      （1）風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)：分析工程施工期所有的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素并進(jìn)行歸類；整理、篩選，重點(diǎn)考慮那些對(duì)目

7、標(biāo)參數(shù)影響較大的風(fēng)險(xiǎn)因素。      （2）風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)：對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生概率和后果進(jìn)行分析和估計(jì)。      （3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：對(duì)目標(biāo)參數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果參照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判。      其流程如圖 2 所示。    2.2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別      各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程的風(fēng)險(xiǎn)事故（共 36 項(xiàng)）列于表 1。 2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)    &#

8、160; 風(fēng)險(xiǎn)的兩個(gè)重要因素是風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率和損失。結(jié)合地鐵 11 號(hào)線的實(shí)際情況，在征求部分上海專家意見和已有的多條類似線路施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，參照國(guó)際隧道協(xié)會(huì)5，給出概率、損失風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以及針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事故的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)8。      依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率（頻率）的大小將風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)，如表 2 所示。      地鐵及地下工程中，一旦發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目、第三方或周邊環(huán)境造成損失，考慮不同損失（如費(fèi)用、工期、人員傷亡等）嚴(yán)重程度的不同，建立風(fēng)險(xiǎn)損失的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如表 3 所示。 

9、         在進(jìn)一步的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，還可以根據(jù)具體不同風(fēng)險(xiǎn)承險(xiǎn)體對(duì)象（工程項(xiàng)目、第三方或周邊環(huán)境）制定不同的風(fēng)險(xiǎn)損失等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。      不同的風(fēng)險(xiǎn)需采用不同的風(fēng)險(xiǎn)管理和控制措施，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)7，建議不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的接受準(zhǔn)則和相應(yīng)的控制對(duì)策，如表 4 所示。          為了使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果更直觀，可采用不同的顏色標(biāo)識(shí)表示不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。2.4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 

10、60;    采用“專家調(diào)查法”對(duì)所辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行專家調(diào)研和資料整理收集，分析地鐵 11 號(hào)線工程在建設(shè)期各項(xiàng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程施工可能潛在風(fēng)險(xiǎn)事故，通過研究開發(fā)的隧道施工風(fēng)險(xiǎn)與控制軟件（TRM）計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定9，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)見表 1。      盾構(gòu)穿越滬寧鐵路施工中尤其要重視高密度列車動(dòng)荷載對(duì)盾構(gòu)施工的影響、盾構(gòu)穿越引起的地表沉降變形以及地基加固、鐵軌差異沉降對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響；管道結(jié)構(gòu)的保護(hù)在盾構(gòu)穿越合流污水管道中非常重要；橋梁樁基產(chǎn)生撓曲變形過大是盾構(gòu)穿越內(nèi)環(huán)高架施工中一個(gè)很大的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；盾構(gòu)穿越吳

11、淞江施工時(shí)尤其要避免江底推進(jìn)時(shí)發(fā)生塌方、河道防汛及周圍建筑物的破壞。      將以上各風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)（表 1 中所列 36 項(xiàng)）作為底層因素，各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程綜合施工風(fēng)險(xiǎn)作為頂層因素，采用層次分析法對(duì) 11 號(hào)線各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，得到工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)見表 5。      從表 5 中可以看出，盾構(gòu)穿越滬寧鐵路工程是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程中最為重要的一項(xiàng)，其施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為五級(jí)，風(fēng)險(xiǎn)不可接受，必須采取相應(yīng)措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避或轉(zhuǎn)移；盾構(gòu)穿越合流污水總管、內(nèi)環(huán)高架、吳淞江以及盾構(gòu)的相鄰交疊穿越也是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程中很重

12、要的環(huán)節(jié)。      將 8 個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程視作為一個(gè)整體，根據(jù)表 1，6 的結(jié)果計(jì)算得到地鐵 11 號(hào)線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程綜合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為四級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)部分可接受，需要采取一定的控制措施。2.5 風(fēng)險(xiǎn)控制討論      （1）盾構(gòu)的相互疊交穿越、穿越合流污水管道、穿越內(nèi)環(huán)高架、穿越地鐵 3 號(hào)線等多項(xiàng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工風(fēng)險(xiǎn)很大，并且這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)交匯于地鐵 11 號(hào)線中山北路站附近區(qū)域。在這些節(jié)點(diǎn)處施工時(shí)須充分考慮區(qū)域各種構(gòu)筑物之間的相互影響，采用合理的施工及控制措施。   

13、0;  （2）全國(guó)目前穿越重大鐵路樞紐工程施工案例不多，上海西站地下穿越滬寧鐵路工程施工風(fēng)險(xiǎn)需要重視，同時(shí)由于需要和國(guó)鐵等部門的協(xié)商，各項(xiàng)控制標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)措施都需要預(yù)先進(jìn)行科研分析。      （3）地鐵 11 號(hào)線地面段高架穿越施工中需要跨越多條道路和河流，尤其是跨越靜寧路、滬宜公路等工程，跨越跨徑大，結(jié)構(gòu)形式變化較大，需要重視該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程的設(shè)計(jì)和施工方案的制定，充分考慮周圍的環(huán)境條件。      （4）吳淞江位于上海城區(qū)內(nèi)，河道較寬，地鐵11 號(hào)線工程穿越區(qū)段的邊界、地質(zhì)、水文條件

14、復(fù)雜，在盾構(gòu)施工前，一定要做好地質(zhì)勘探和環(huán)境調(diào)查。      （5）由于采取風(fēng)險(xiǎn)控制措施可能導(dǎo)致某些原本不存在的附加風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，對(duì)這些附加風(fēng)險(xiǎn)宜進(jìn)行二次評(píng)估。3 結(jié) 論      （1）上海地鐵 11 號(hào)線關(guān)鍵節(jié)工程綜合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為四級(jí)。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程的施工風(fēng)險(xiǎn)普遍比較大，需要重視施工和管理，并且進(jìn)行前期科研工作，進(jìn)行詳盡的勘查、調(diào)研和分析，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)、施工方案，制定應(yīng)急防監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)急預(yù)案。      （2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法有多種，究竟采用何種合理

15、的方法值得深入探討。本文采用專家調(diào)法及層次分析法是隧道工程施工中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的有效手段，經(jīng)實(shí)例證明切實(shí)可行。      （3）定量得到了上海地鐵 11 號(hào)線各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為工程決策、招投標(biāo)及保險(xiǎn)等提供依據(jù)。      （4）風(fēng)險(xiǎn)管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。本文完成的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是依據(jù)工可階段的有關(guān)資料得到，隨著工程建設(shè)的發(fā)展，應(yīng)跟蹤風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)工程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理。 參考文獻(xiàn)：1 黃宏偉. 隧道及地下工程建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)展研究J. 地下空間與工程學(xué)報(bào), 2006, 1(2): 1320

16、. (HUANGHong-wei. State-of-the-art of the research on riskmanagement in construction of tunnel and undergroundworksJ. Chinese Journal of Underground Space andEngineering, 2006, 1(2): 1320. (in Chinese)2 EINSTEIN H H, VICK S G. Geological model for tunnel costmodelJ. Proc Rapid Excavation and Tunneli

17、ng Conf,1974(2): 17011720.3 EINSTEIN H H. Risk and risk analysis in rock engineeringJ.Tunneling and Underground Space Technology, 1996, 2(11):141155.4 EINSTEIN H H, XU S, GRASSO P, MAHTAB M A. Decisionaids in tunnelingJ. World Tunneling, 1998: 157159.5 Guidelines for tunneling risk managementS. ITA,

18、 2004.6 同濟(jì)大學(xué), 等. 崇明越江通道工程風(fēng)險(xiǎn)分析研究總報(bào)告R.2003. (Tongji University. Risk analysis on ChongmingCross-river Project R. 2003. (in Chinese)7 陳 龍. 城市軟土盾構(gòu)隧道施工期風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估研究D.上海: 同濟(jì)大學(xué), 2004. (CHEN Long. Risk analysis andassessment during construction of soft soil shield tunnel inurban areaD. Shanghai: Tongji Univers

19、ity, 2004. (inChinese)8 同濟(jì)大學(xué), 上海軌道交通 11 號(hào)線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估總報(bào)告R. 2005. (Tongji University. Risk assessment on Shanghai metro lineNo.11 R. 2005. (in Chinese)9 黃宏偉, 曾 明, 陳 亮, 等. 基于風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理軟件（TRM1.0）開發(fā)J. 地下空間與工程學(xué)報(bào), 2006, 1(2): 3641. (HUANG Hong-wei, ZENG Ming,CHEN Liang, et al. Risk Management Software (TRM1.0)based on risk database for shield tunnelingJ. Under