地鐵車站施工風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評(píng)價(jià)

于全勝

北京中鐵隧建筑有限公司

地鐵車站施工風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評(píng)價(jià)

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(hào)線05標(biāo)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(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，并將其歸納為4 類：（1）施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（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(fēng)險(xiǎn)（包括變形監(jiān)控、安全專項(xiàng)方案、安全交底等）；（3）施工組織風(fēng)險(xiǎn)（包括人員、安全制度、安全機(jī)構(gòu)、安全文化等）和特殊風(fēng)險(xiǎn)（包括模板、腳手架、支架、用電、起重吊裝、高聳機(jī)械等）。分析確定了各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)后果的嚴(yán)重性等級(jí)（包括：輕微的、較大的、嚴(yán)重的、很嚴(yán)重的、災(zāi)難性的）與概率等級(jí)（包括：很可能、可能、偶然、不可能、很不可能）的評(píng)判方法與標(biāo)準(zhǔn)，研究通過每一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)事故的后果等級(jí)評(píng)分ai和概率等級(jí)評(píng)分fi來計(jì)算各單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)值ri的計(jì)算方法；在此基礎(chǔ)上，考慮納入風(fēng)險(xiǎn)權(quán)值（wRi）和專家權(quán)值（wEi）來綜合評(píng)定項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。探討了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的運(yùn)用方法，研究了項(xiàng)目單風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管理、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)管理和項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)值的合理運(yùn)用。以石家莊軌道交通1號(hào)線人民廣場(chǎng)站為例，運(yùn)用專家打分法、分析計(jì)算法進(jìn)行單風(fēng)險(xiǎn)分析和項(xiàng)目綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，對(duì)同類地鐵車站的施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理與控制具有重要意義。

研究背景

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)分析與控制方法研究，對(duì)國內(nèi)地鐵車站施工安全管理具有重要意義。

施工風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)歸納為四類：施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、施工組織風(fēng)險(xiǎn)和特殊風(fēng)險(xiǎn)。

（1）周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：包括鄰近建（構(gòu)）筑物損毀風(fēng)險(xiǎn)、鄰近路面損毀風(fēng)險(xiǎn)、周邊管線破壞風(fēng)險(xiǎn)、水文地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)、氣象條件風(fēng)險(xiǎn)、交通動(dòng)荷載風(fēng)險(xiǎn)、路面施工干擾風(fēng)險(xiǎn)等。此類風(fēng)險(xiǎn)可用定量分析結(jié)合專家評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)后果等級(jí)評(píng)價(jià)。

（2）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)：包括安全專項(xiàng)方案風(fēng)險(xiǎn)、變形監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)、基坑開挖支護(hù)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等。此類風(fēng)險(xiǎn)可用定量分析結(jié)合專家評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)后果等級(jí)評(píng)價(jià)。

（3）施工組織風(fēng)險(xiǎn)：包括人員風(fēng)險(xiǎn)、安全制度風(fēng)險(xiǎn)、安全組織機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、安全文化建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)、安全交底風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)理風(fēng)險(xiǎn)、執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)等。此類風(fēng)險(xiǎn)一般用專家評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)后果等級(jí)評(píng)價(jià)。

（4）特殊風(fēng)險(xiǎn)。此處的特殊風(fēng)險(xiǎn)包括特種作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、特種設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)和其它一切可能的風(fēng)險(xiǎn)。這一類風(fēng)險(xiǎn)包括模板風(fēng)險(xiǎn)、高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、腳手架風(fēng)險(xiǎn)、臨時(shí)用電風(fēng)險(xiǎn)、起重吊裝風(fēng)險(xiǎn)、高聳設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、人工挖孔風(fēng)險(xiǎn)、臨時(shí)工程風(fēng)險(xiǎn)等。此類風(fēng)險(xiǎn)可由專家經(jīng)過計(jì)算、分析后采用專家打分法來評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)后果等級(jí)。

單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)后果嚴(yán)重性等級(jí)評(píng)價(jià)與分級(jí)控制

單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

針對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合運(yùn)用計(jì)算、分析和專家打分法確定每一種風(fēng)險(xiǎn)的后果嚴(yán)重性等級(jí)（輕微的、較大的、嚴(yán)重的、很嚴(yán)重的、災(zāi)難性的），并分析后果發(fā)生的概率（分為5級(jí)：很可能、可能、偶然、不可能、很不可能）。對(duì)于每一種風(fēng)險(xiǎn)，可根據(jù)事故后果等級(jí)評(píng)分和發(fā)生概率等級(jí)評(píng)分結(jié)果，結(jié)合事故后果等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)附加值和事故概率等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)附加值計(jì)算得到某一風(fēng)險(xiǎn)值

式中，ri——第i種風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)值；

ai——第i種風(fēng)險(xiǎn)事故的后果等級(jí)評(píng)分；無后果時(shí)取值為0。

fi——第i種風(fēng)險(xiǎn)事故的概率等級(jí)評(píng)分；

Sc（ai）——第i種風(fēng)險(xiǎn)事故后果等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)附加值，該系數(shù)是事故后果等級(jí)評(píng)分的因變量。

Sc（fi）——第i種風(fēng)險(xiǎn)事故概率等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)附加值，該系數(shù)是事故概率等級(jí)評(píng)分的因變量。

風(fēng)險(xiǎn)附加值的確定

對(duì)于事故后果等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)附加值Sc（ai）和事故概率等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)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(jí)為“輕微的”、“較大的”、“嚴(yán)重的”、“很嚴(yán)重的”、“災(zāi)難性的”對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)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(jì)算方便，事故后果等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)附加值近似取整為0、1、3、6、10。事故概率等級(jí)為“很不可能”、“不可能”、“偶然”、“可能”、“很可能的”對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)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(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)加權(quán)平均評(píng)價(jià)值的確定方法

每位專家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)值有所差異，專業(yè)知識(shí)越淵博、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)越豐富、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)能力越強(qiáng)的專家，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的概率就高。因此，在計(jì)算某一單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)值時(shí)，應(yīng)納入專家權(quán)值（wE），即采用加權(quán)平均評(píng)價(jià)值

式中，j——專家編號(hào)；

m——專家數(shù)量。

Ri——第i種風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)值；

rij——第j個(gè)專家對(duì)第i種風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)值；

wEj——第j個(gè)專家在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)中的重要性（即專家權(quán)值），

單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)控制

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

根據(jù)表1所列風(fēng)險(xiǎn)值數(shù)據(jù)，從偏于安全的角度考慮：Ri≤3，視為低風(fēng)險(xiǎn)；3＜Ri≤10，視為中度風(fēng)險(xiǎn)；10＜Ri≤21，視為高風(fēng)險(xiǎn)；Ri＞21，視為極高風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際運(yùn)用中，評(píng)價(jià)每一種風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值，按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，可實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)管理。

項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)與動(dòng)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(píng)價(jià)車站施工風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采用統(tǒng)一評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法。本文建議采用平均風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值和高風(fēng)險(xiǎn)率Phr、極高風(fēng)險(xiǎn)率Phrst三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)判。

平均風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值

式中，N——項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)總項(xiàng)數(shù)；

i——風(fēng)險(xiǎn)序號(hào)；

Ri——第i種風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)值。

高風(fēng)險(xiǎn)率

式中，N——項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)總項(xiàng)數(shù)；

Nhr——高風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)數(shù)；

極高風(fēng)險(xiǎn)率

式中，N——項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)總項(xiàng)數(shù)；

Nhrst——極高風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)數(shù)；

表1　風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算參數(shù)

圖1　人民廣場(chǎng)站單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)平均值柱形圖

模糊評(píng)價(jià)實(shí)例

中國河北省石家莊軌道交通1號(hào)線人民廣場(chǎng)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(hào)線同期實(shí)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(hào)線車站和2號(hào)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(duì)交通影響大。車站周邊建筑群復(fù)雜，車站基坑開挖對(duì)鄰近建筑有變形開裂損毀的風(fēng)險(xiǎn)。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(dāng)，極易遭到損壞。針對(duì)上述工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了專家調(diào)查表（涉及24項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源），邀請(qǐng)了5位專家對(duì)該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果求取平均值后見圖1。

圖1是每種風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)值柱形圖。在圖1中，水文地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)值為1.4，位于［0，3］區(qū)間，為低風(fēng)險(xiǎn)；氣象條件風(fēng)險(xiǎn)、周邊管線的破壞風(fēng)險(xiǎn)、安全交底風(fēng)險(xiǎn)、安全專項(xiàng)方案風(fēng)險(xiǎn)、鄰近路面損毀風(fēng)險(xiǎn)、人員風(fēng)險(xiǎn)、安全組織機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)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(fēng)險(xiǎn)；交通動(dòng)荷載風(fēng)險(xiǎn)、臨時(shí)用電風(fēng)險(xiǎn)、安全文化建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)、高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、腳手架風(fēng)險(xiǎn)、臨時(shí)工程風(fēng)險(xiǎn)、鄰近建（構(gòu)）筑物損毀風(fēng)險(xiǎn)、施工干擾風(fēng)險(xiǎn)、執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)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(fēng)險(xiǎn)；安全制度風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)理風(fēng)險(xiǎn)、模板風(fēng)險(xiǎn)、基坑開挖支護(hù)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、起重吊裝風(fēng)險(xiǎn)、變形監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)、高聳設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的加權(quán)平均評(píng)價(jià)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(fēng)險(xiǎn)。按照此評(píng)價(jià)結(jié)果，施工單位可依據(jù)每一種風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)實(shí)行分級(jí)管理。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.040