風(fēng)險評價在鐵路選線中的應(yīng)用探討

孔德華

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司， 湖北武漢 430063)

在鐵路建設(shè)過程中,鐵路選線質(zhì)量直接影響鐵路建設(shè)的成敗。鐵路選線關(guān)系到鐵路工程建設(shè)的可靠性、安全性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性及社會接納性,影響到鐵路及社會經(jīng)濟的發(fā)展。同時，鐵路選線綜合性強,牽涉面廣,是一個集決策和設(shè)計于一體，涉及多因素、多層次的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

在傳統(tǒng)的選線設(shè)計中,單純依賴選線人員所搜集區(qū)域地質(zhì)資料和有關(guān)線路的技術(shù)指標(biāo),在地形圖上進行紙上定線,選出幾個可能的線路方案,然后對線路所經(jīng)區(qū)域明顯的重大工程進行實地踏勘,經(jīng)過各方案工程數(shù)量的比較,定性給出一個較為經(jīng)濟、合理的路線方案。這種選線方法的缺點是：不能科學(xué)、全面、定量地反映所選線路的優(yōu)劣狀況,其在很大程度上受限于選線人員的實際經(jīng)驗和技術(shù)水平。

線路風(fēng)險評價方法是通過風(fēng)險識別、風(fēng)險估計和風(fēng)險評價等手段來對線路中可能存在的風(fēng)險進行分析評價,從而得出風(fēng)險危害程度的定量指標(biāo),并納入選線因素中進行線路方案比選。

1 引入風(fēng)險評價的必要性

鐵路選線除考慮政治、經(jīng)濟、國防等因素,注重環(huán)境、城鎮(zhèn)規(guī)劃、資源開發(fā)、交通、農(nóng)業(yè)等設(shè)施的協(xié)調(diào)外,還應(yīng)充分掌握并考慮經(jīng)過地區(qū)的地形地貌、水文地質(zhì)等自然條件,這些因素都直接影響鐵路選線決策。鐵路選線涉及面廣,技術(shù)復(fù)雜,其方案可能存在一些不穩(wěn)定因素,若在鐵路選線、方案比選中沒有對影響方案各因素存在的風(fēng)險作全面和綜合的比較,容易引起決策失誤，導(dǎo)致巨大經(jīng)濟損失。

選線考慮的因素眾多,地質(zhì)環(huán)境條件是鐵路選線最基本、最主要的決策因素之一,相當(dāng)程度上決定著工程設(shè)計的質(zhì)量和效益。當(dāng)鐵路大的走向和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定之后,對鐵路方案的比選,特別是在地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的山區(qū),對越嶺長大隧道、長大展線部位、河谷兩岸線位、繞避或通過大型不良和特殊地質(zhì)地段的選擇,地質(zhì)因素成為主要的決策因素。地質(zhì)因素錯綜復(fù)雜,又具有潛伏隱蔽和動態(tài)變化的特點,認(rèn)識難度大,完全依據(jù)所掌握的工程地質(zhì)資料,對工程進行結(jié)構(gòu)確定、穩(wěn)定檢算、施工方法選擇和工程投資估算,會存在一定的缺陷,可能存在后期工程量加大、造價提高、工期延長,甚至可能造成工程報廢,工作反復(fù),留下隱患。因此,對線路方案存在的各因素進行風(fēng)險識別并作出評價風(fēng)險,將其定量的風(fēng)險費用納入方案估算或概算中,所進行的線路比選方案才具有全面性。同時，由于線路方案概算中包含定量的風(fēng)險費用,將減少工程投資總概算超批復(fù)概算發(fā)生,有助于工程投資的控制。

鐵路選線制約因素多,難度大,并且所涉及的因素都具有不確定性,即都可能遇到風(fēng)險。在鐵路選線及方案比選中引入風(fēng)險評價方法，正是為解決此不確定性并對其定量評價風(fēng)險而提出的方法。

2 引入風(fēng)險評價方法的選線過程

定線就是地形圖或地面上選定線路的方向,確定線路的空間位置,并布置各種建筑物,是線路勘測設(shè)計中決定全局的重要工作。

定線工作的第一步就是要選定線路的基本走向。若線路穿越山嶺，跨越不良地質(zhì)段,雖然有時可以使線路變短,但修建橋隧多,投資多且隱患大；若對山嶺或不良地質(zhì)區(qū)進行繞避,則可能會出現(xiàn)線路過長,投資相對減少,但存在線路建成后的運營長度增加,投資回收效果不佳等問題。當(dāng)線路方案比選存在以上情況時,應(yīng)堅持“工程地質(zhì)選線”和“重大工程優(yōu)先選址”的選線原則。對影響方案的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件等因素中進行風(fēng)險分析,對線路方案作綜合性技術(shù)經(jīng)濟比選,這樣選擇確定的線路方案才具有可行性、可靠性、全面性。

方案技術(shù)經(jīng)濟比較的指標(biāo)有技術(shù)指標(biāo)、工程指標(biāo)、運營指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)等,但經(jīng)濟指標(biāo)更為直觀易用。而風(fēng)險的種類也相當(dāng)多,但不良地質(zhì)風(fēng)險是最常見的風(fēng)險,本文在鐵路選線中綜合考慮不良地質(zhì)區(qū)段的風(fēng)險評價,并在評價指標(biāo)中引入經(jīng)濟指標(biāo),探討風(fēng)險分析方法在線路選線中的應(yīng)用。

2.1 不良地質(zhì)區(qū)段風(fēng)險點的識別

鐵路是帶狀延伸的建筑物,線路的起迄點決定了鐵路的基本走向,因而不可避免地要穿越地質(zhì)條件復(fù)雜地段。線路不良地質(zhì)段風(fēng)險識別就是綜合分析備選方案線路所經(jīng)過不良地質(zhì)區(qū)域的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、線路設(shè)計施工現(xiàn)狀等各種主要影響因素,對可能遇到的風(fēng)險問題進行辨識。線路不良地質(zhì)區(qū)段的主要地質(zhì)風(fēng)險有：巖溶、斷層、軟弱層、采空區(qū)、暗河等。辨識方法可采用核對表法、專家調(diào)查法等。

2.2 進行風(fēng)險估計和評價

風(fēng)險估計和評價宜建立合理、通用、簡潔和可操作的風(fēng)險評價模型,并按下列基本程序進行：

(1)對已識別出的不良地質(zhì)區(qū)段風(fēng)險,用風(fēng)險估計方法確定各風(fēng)險因素對目標(biāo)風(fēng)險發(fā)生的概率和損失；再根據(jù)工程實際，提出風(fēng)險損失等級標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險概率等級標(biāo)準(zhǔn),由風(fēng)險損失等級和風(fēng)險概率等級,得出風(fēng)險級別。目前尚沒有專門針對路基或鐵路選線風(fēng)險評估的相關(guān)規(guī)定或指南,對于鐵路線路,建議在風(fēng)險評價方法選擇及風(fēng)險等級確定方法上，參照中華人民共和國鐵道部2007年發(fā)布的《鐵路隧道風(fēng)險評估與管理暫行規(guī)定》中的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)和借鑒國際先進標(biāo)準(zhǔn),開展了必要的理論研究和調(diào)查統(tǒng)計工作,具有較高的參考價值。

(2)參照工程的造價,綜合考慮工程參與各方及第三方可接受或可容忍的最大風(fēng)險,制定風(fēng)險接受準(zhǔn)則。

(3)選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險評價方法,構(gòu)建風(fēng)險評價模型,對辨識出來的主要風(fēng)險進行評價。

(4)根據(jù)風(fēng)險評價獲得的風(fēng)險等級,再參照風(fēng)險接受準(zhǔn)則，選擇所要采取的風(fēng)險處理措施,并估算處理風(fēng)險所需的各種費用,稱之為風(fēng)險處理費用,記作Ri(i為不同風(fēng)險標(biāo)記,下同)。

(5)用常規(guī)方法(未引入風(fēng)險評價)對工程編制概算或估算,得到工程常規(guī)概算或估算費用(G)。

(6)將各已識別風(fēng)險的風(fēng)險概算或估算費用相加，得到線路總風(fēng)險處理費用。總風(fēng)險處理費用(R)與常規(guī)概算或估算費用(G)相加，得到該方案的總概算或總估算(Ej)。

總風(fēng)險概算或估算費用

該方案總概算或估算費用

ER=G+R

因此,對穿越不良地質(zhì)區(qū)段線路方案,引入風(fēng)險評價之后得出的工程總概算或估算為E。

同理,對繞避不良地質(zhì)區(qū)域的線路方案,引入風(fēng)險評價,也可編制出概算或估算費總費用Gg,然后對兩種方案的工程概算或估算費進行比較,就可以獲得工程費用較為全面的最優(yōu)設(shè)計方案。

引入風(fēng)險評價的鐵路選線流程如圖1所示。

圖1 引入風(fēng)險評價的鐵路選線流程

2.3 引入風(fēng)險評價的線路方案比選

選線當(dāng)中可能有多方案同時進行比選,為了方便說明,本文只選取兩個代表性的方案來說明,多方案的比選同樣可適用。

方案比選的過程如圖2所示。

圖2 方案比選過程

穿越不良地質(zhì)段方案(方案一)的工程概算或估算費總費用為ER=G+R；

繞避不良地質(zhì)段方案(方案二)的工程概算或估算費總費用為Gg；

若ER>Gg,說明穿越不良地質(zhì)區(qū)段方案工程概算或估算費用高；

若ER

若ER=Gg,說明兩方案造價相同。

把風(fēng)險處理費用納入到工程造價中,然后再結(jié)合工程指標(biāo)、運營指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)等其他評價指標(biāo),取權(quán)重后,綜合評價各方案的優(yōu)劣,進而選出最合理的線路方案。

由上述可知：引入風(fēng)險評價的選線方法,是在選線的過程中考慮不確定因素可能造成的不良后果(即風(fēng)險),再對風(fēng)險進行識別與評價,得出要處理風(fēng)險所需要的費用(包括各種費用),然后將費用納入工程投資造價中,最后結(jié)合其他評價指標(biāo)與其他選線方案進行綜合比較,選出最優(yōu)方案。這樣就把選線中不確定的因素比較直觀地表示了出來,彌補了傳統(tǒng)選線方法在處理不確定因素方面的不足。

3 線路風(fēng)險評價方法的優(yōu)點

隨著鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高,鐵路選線理念發(fā)生了較大變化,鐵路選線更加注重工程安全，更加注重環(huán)境,城鎮(zhèn)規(guī)劃及其他基礎(chǔ)設(shè)施間的協(xié)調(diào),鐵路選線所涉及的面更廣,所制約的各種不穩(wěn)定因素更多。針對鐵路選線特點,在鐵路選線及方案比較中引入風(fēng)險評價方法,探討應(yīng)用一種新的選線方法,把在鐵路選線中遇到的不確定因素轉(zhuǎn)化為費用指標(biāo)——風(fēng)險概算費用,進而可以很直觀地進行線路方案的比選。

通過風(fēng)險評價方法可以比較合理和系統(tǒng)地考慮線路中的不確定因素。使線路設(shè)計方案更符合實際,彌補了傳統(tǒng)選方法的不足,概算或估算更準(zhǔn)確,使整個工程項目造價從一開始就得到控制。

引入風(fēng)險評價方法進行方案比選,得出來的線路設(shè)計方案,已經(jīng)對線路中的主要風(fēng)險進行了定性和定量的分析,這可以為之后項目建設(shè)中實施先進的風(fēng)險管理提供依據(jù)與相關(guān)信息,為工程項目以后實施風(fēng)險管理提供寶貴的資料。

風(fēng)險評價中得出重大風(fēng)險點,使施工時能事先有所防備,從而可以大大減少施工事故的發(fā)生,從而為施工安全提供有利條件。

因為風(fēng)險評價方法考慮到了線路中主要的風(fēng)險因素,所以還可以為運營等其他方面提供有利條件。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)的選線方法在評價線路中不確定因素時有不足之處,就必然要求尋找一種更合理有效的方法來彌補其不足,隨著風(fēng)險評價方法越來越廣泛的應(yīng)用與日趨成熟,風(fēng)險評價方法作為一種有諸多優(yōu)點的新方法,其通過對風(fēng)險的分析與評價實現(xiàn)了選線方法由不確定性向確定直觀的躍進,有必要也應(yīng)該在選線中得到推廣和應(yīng)用。

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