地鐵車站施工風險模糊綜合評價

于全勝

北京中鐵隧建筑有限公司

地鐵車站施工風險模糊綜合評價

于全勝

北京中鐵隧建筑有限公司

于全勝，1982年4月出生，男，遼寧大連人，工程師，本科，石家莊地鐵1號線05標總工，主要從事隧道施工技術(shù)與管理。

基于事故致因與系統(tǒng)安全理論，系統(tǒng)地分析了地鐵車站施工的各項風險，并將其歸納為4 類：（1）施工環(huán)境風險（包括建筑群環(huán)境、水文地質(zhì)環(huán)境、氣象環(huán)境、交通流環(huán)境等）；（2）施工技術(shù)風險（包括變形監(jiān)控、安全專項方案、安全交底等）；（3）施工組織風險（包括人員、安全制度、安全機構(gòu)、安全文化等）和特殊風險（包括模板、腳手架、支架、用電、起重吊裝、高聳機械等）。分析確定了各項風險后果的嚴重性等級（包括：輕微的、較大的、嚴重的、很嚴重的、災(zāi)難性的）與概率等級（包括：很可能、可能、偶然、不可能、很不可能）的評判方法與標準，研究通過每一項風險事故的后果等級評分ai和概率等級評分fi來計算各單項風險值ri的計算方法；在此基礎(chǔ)上，考慮納入風險權(quán)值（wRi）和專家權(quán)值（wEi）來綜合評定項目風險。探討了項目風險評價結(jié)果的運用方法，研究了項目單風險分級管理、項目風險動態(tài)管理和項目風險綜合評價值的合理運用。以石家莊軌道交通1號線人民廣場站為例，運用專家打分法、分析計算法進行單風險分析和項目綜合風險評價，對同類地鐵車站的施工安全風險管理與控制具有重要意義。

研究背景

隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，為解決城市交通擁擠狀況并改善城市環(huán)境等問題，眾多城市掀起了地鐵建設(shè)的熱潮。作為為旅客提供乘降、換乘功能的車站，多處于熱鬧繁華的城市中心地帶，而且很大一部分都設(shè)在城市道路交叉口，工程規(guī)模大，周邊建（構(gòu)）筑物與地下管線情況復(fù)雜，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件多變，安全風險高，施工組織繁瑣，工期緊，屬于所在地鐵線路的關(guān)鍵控制工程。因此，開展地鐵車站施工安全風險分析與控制方法研究，對國內(nèi)地鐵車站施工安全管理具有重要意義。

施工風險源分析

基于事故致因與系統(tǒng)安全理論，將復(fù)雜環(huán)境下?lián)Q乘地鐵站施工風險歸納為四類：施工環(huán)境風險、施工技術(shù)風險、施工組織風險和特殊風險。

（1）周邊環(huán)境風險：包括鄰近建（構(gòu)）筑物損毀風險、鄰近路面損毀風險、周邊管線破壞風險、水文地質(zhì)風險、氣象條件風險、交通動荷載風險、路面施工干擾風險等。此類風險可用定量分析結(jié)合專家評價法進行風險后果等級評價。

（2）技術(shù)風險：包括安全專項方案風險、變形監(jiān)控風險、基坑開挖支護技術(shù)風險等。此類風險可用定量分析結(jié)合專家評價法進行風險后果等級評價。

（3）施工組織風險：包括人員風險、安全制度風險、安全組織機構(gòu)風險、安全文化建設(shè)風險、安全交底風險、監(jiān)理風險、執(zhí)行風險等。此類風險一般用專家評價法進行風險后果等級評價。

（4）特殊風險。此處的特殊風險包括特種作業(yè)風險、特種設(shè)備風險和其它一切可能的風險。這一類風險包括模板風險、高處作業(yè)風險、腳手架風險、臨時用電風險、起重吊裝風險、高聳設(shè)備風險、人工挖孔風險、臨時工程風險等。此類風險可由專家經(jīng)過計算、分析后采用專家打分法來評價風險后果等級。

單項風險后果嚴重性等級評價與分級控制

單項風險評價方法

針對工程現(xiàn)場實際情況，綜合運用計算、分析和專家打分法確定每一種風險的后果嚴重性等級（輕微的、較大的、嚴重的、很嚴重的、災(zāi)難性的），并分析后果發(fā)生的概率（分為5級：很可能、可能、偶然、不可能、很不可能）。對于每一種風險，可根據(jù)事故后果等級評分和發(fā)生概率等級評分結(jié)果，結(jié)合事故后果等級風險附加值和事故概率等級風險附加值計算得到某一風險值

式中，ri——第i種風險的評價值；

ai——第i種風險事故的后果等級評分；無后果時取值為0。

fi——第i種風險事故的概率等級評分；

Sc（ai）——第i種風險事故后果等級風險附加值，該系數(shù)是事故后果等級評分的因變量。

Sc（fi）——第i種風險事故概率等級風險附加值，該系數(shù)是事故概率等級評分的因變量。

風險附加值的確定

對于事故后果等級風險附加值Sc（ai）和事故概率等級風險附加值Sc（fi），采用專家調(diào)查法來確定。筆者向22位專家發(fā)放了電子調(diào)查問卷，收回15份。求取平均值，事故后果等級為“輕微的”、“較大的”、“嚴重的”、“很嚴重的”、“災(zāi)難性的”對應(yīng)的風險附加值為0、0.97、2.97、6.07、9.97，考慮到事故后果分值和事故概率分值均為整數(shù)，且為計算方便，事故后果等級風險附加值近似取整為0、1、3、6、10。事故概率等級為“很不可能”、“不可能”、“偶然”、“可能”、“很可能的”對應(yīng)的風險附加值為0、0.93、2.83、5.87、9.8，亦近似取整為0、1、3、6、10。

單項風險加權(quán)平均評價值的確定方法

每位專家對風險的評價值有所差異，專業(yè)知識越淵博、風險評價經(jīng)驗越豐富、風險評價能力越強的專家，準確評價風險的概率就高。因此，在計算某一單項風險的評價值時，應(yīng)納入專家權(quán)值（wE），即采用加權(quán)平均評價值

式中，j——專家編號；

m——專家數(shù)量。

Ri——第i種風險的加權(quán)平均評價值；

rij——第j個專家對第i種風險的評價值；

wEj——第j個專家在項目風險綜合評價中的重要性（即專家權(quán)值），

單項風險的分級控制

不同事故后果等級評分和發(fā)生概率等級評分的組合，在考慮事故后果等級風險附加值和事故概率等級風險附加值后，風險值的計算參數(shù)見表1。表1中斜上線（風險值為1、3者）表示低風險，此類風險可忽略，不需采取風險處理措施和監(jiān)測；深色方格線（風險值為6、10者）表示中度風險，此類風險可接受，一般不需采取風險處理措施，但需予以監(jiān)測并加強風險管理；斜向方格線（風險值為15、21者）表示高風險，不期望有此類風險，必須采取風險處理措施降低風險，加強監(jiān)測與風險管理，且滿足降低風險的成本不高于風險發(fā)生后的損失；斜下線（風險值為28、36、45者）表示極高風險，此類風險不可接受，必須高度重視并規(guī)避，否則要不惜代價將風險至少降低到不期望的程度。

根據(jù)表1所列風險值數(shù)據(jù)，從偏于安全的角度考慮：Ri≤3，視為低風險；3＜Ri≤10，視為中度風險；10＜Ri≤21，視為高風險；Ri＞21，視為極高風險。實際運用中，評價每一種風險的風險值，按照這一標準進行風險管理，可實現(xiàn)單項風險的分級管理。

項目風險綜合評價與動態(tài)綜合控制

同一地鐵線路上的車站，車站結(jié)構(gòu)、所處環(huán)境、施工工藝等往往差異較大，為了綜合評價車站施工風險，應(yīng)采用統(tǒng)一評價指標和評價方法。本文建議采用平均風險評價值和高風險率Phr、極高風險率Phrst三個指標進行綜合評判。

平均風險評價值

式中，N——項目風險總項數(shù)；

i——風險序號；

Ri——第i種風險的加權(quán)平均評價值。

高風險率

式中，N——項目風險總項數(shù)；

Nhr——高風險的風險項數(shù)；

極高風險率

式中，N——項目風險總項數(shù)；

Nhrst——極高風險的風險項數(shù)；

表1　風險值計算參數(shù)

圖1　人民廣場站單項風險評價平均值柱形圖

模糊評價實例

中國河北省石家莊軌道交通1號線人民廣場站位于石家莊市中山東路和建設(shè)大街十字路口處，為1、2號線同期實施換乘車站，呈L型布置，為地下矩形框架結(jié)構(gòu)；商業(yè)開發(fā)區(qū)位于十字路口東北角，為地下二層矩形框架結(jié)構(gòu)。車站主體均位于道路下方，采用蓋挖法施工。1號線車站和2號線車站主要穿越黃土狀粉質(zhì)粘土層、黃土狀粉土、砂層。地下水位位于底板以下，施工期間無需降水。兩條道路地處城市中心地帶，車流量大，交通擁堵，地面圍擋施工對交通影響大。車站周邊建筑群復(fù)雜，車站基坑開挖對鄰近建筑有變形開裂損毀的風險。地下構(gòu)筑物、地下管線密集，雨水方溝、污水管、給水管道、通信管道、熱力管道密集且位于施工影響區(qū)域，若施工措施不當，極易遭到損壞。針對上述工程特點，設(shè)計了專家調(diào)查表（涉及24項風險源），邀請了5位專家對該項目的風險進行評價，評價結(jié)果求取平均值后見圖1。

圖1是每種風險的加權(quán)平均評價值柱形圖。在圖1中，水文地質(zhì)風險的加權(quán)平均評價值為1.4，位于［0，3］區(qū)間，為低風險；氣象條件風險、周邊管線的破壞風險、安全交底風險、安全專項方案風險、鄰近路面損毀風險、人員風險、安全組織機構(gòu)風險的加權(quán)平均評價值分別為5.4、8.0、8.0、8.8、9.0、9.0、9.2，位于（3，10］區(qū)間，為中度風險；交通動荷載風險、臨時用電風險、安全文化建設(shè)風險、高處作業(yè)風險、腳手架風險、臨時工程風險、鄰近建（構(gòu)）筑物損毀風險、施工干擾風險、執(zhí)行風險的加權(quán)平均評價值分別為10.6、11.0、11.7、17.0、17.0、18.0、19.2、21.0、21.0，位于（10，21］區(qū)間，為高風險；安全制度風險、監(jiān)理風險、模板風險、基坑開挖支護技術(shù)風險、起重吊裝風險、變形監(jiān)控風險、高聳設(shè)備風險的加權(quán)平均評價值分別為21.5、22.7、22.7、25.5、26.9、32.0、38.9，均大于21，為極高風險。按照此評價結(jié)果，施工單位可依據(jù)每一種風險的風險等級實行分級管理。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.040