地鐵工程建設風險分析與管理對策

王傳霖（中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230023）

地鐵工程建設風險分析與管理對策

王傳霖（中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230023）

我國目前各大城市都正在大力發展城市地鐵交通，但由于地鐵工程的復雜性以及在建設過程中存在著眾多不確定因素，地鐵施工面臨大量風險。全國各地頻發的地鐵工程事故，也說明實施和規范城市地鐵工程建設風險管理的必要性。地鐵工程項目風險管理已越來越受到工程建設領域的關注。文章根據地鐵工程建設的特點，就當前我國城市地鐵工程建設中存在的問題及風險進行分析探討，并據此從地鐵建設管理方面提出風險控制對策，以期能為地鐵工程建設風險防范提供參考和借鑒。

地鐵工程；風險分析；管理對策

0 前 言

近年來，隨著我國城市化進程不斷提高，城市地鐵建設快速發展［1］，目前已有40個城市獲準修建地鐵工程，可以預期，我國很多城市即將步入地鐵時代。

城市地鐵的快速發展，對于改善日益擁堵的城市交通壓力無疑具有重要意義。但是，地鐵工程一般都是位于城市密集區的地下工程，不僅建設場地周邊環境復雜（往往周邊建（構）筑物及管線眾多），而且地鐵工程作為地下工程所處水文地質條件也復雜多變，施工難度大，潛在施工風險多［2］，而且往往風險損失巨大。

鑒于地鐵工程建設風險大，社會關注度高，對我國目前地鐵工程建設中存在的問題及潛在風險進行分析探討，并據此找到安全管理對策，是實現地鐵工程建設安全管理目標的基本前提。全國各地頻發的地鐵工程事故［3］，也說明實施和規范地鐵工程建設風險管理已勢在必行。

1 地鐵工程建設特點［4］

1.1 地鐵工程類型復雜且地下工程占比高

一條地鐵線路可能同時涵蓋地下工程、地面工程、橋梁工程、軌道工程等，地鐵工程類型較為復雜，且一般情況下主要以地下工程為主，地下工程占比高。北京地鐵曾就地下線和地面線工程事故做過統計，其中地下線事故占96%，地面線和高架線僅占4%。可見，地鐵地下工程風險很高。

1.2 工程水文、地質條件復雜

地鐵工程一般以地下工程為主，地下工程又主要涉及巖土工程，而巖土體在其形成過程中往往要經受多種地質作用，因而有著復雜的結構和地應力場環境。且不同地區的巖土體，由于其所經歷的地質作用過程不同，其工程性質也往往差異很大。因此地下工程所涉及的巖土體的工程性質不僅復雜而且具有很強的區域性特征，不確定因素多。如上海地區以高壓縮性軟土地層為主；而廣州地區號稱地質博物館，不僅有海陸交互相軟土、富水砂層沉積區，而且也有花崗巖、碎屑巖、灰巖等分布區。因此，地鐵工程的設計、施工必須根據工程所處建設場地地質條件的變化因地制宜。由于水文、地質條件的復雜多變，類似工程在不同區域或不同地質條件下會面臨不同風險，從而也大大增加了地鐵工程施工的不確定性和風險性。

1.3 工程周邊環境復雜且變形控制難度大

地鐵工程大部分建設在城區內，建設場地周邊往往有密集居民區，建筑物和構筑物眾多，給排水管、燃氣管、熱力管線、電力管線、通信管線等地下管網密布，甚至還經常需要穿越地鐵、道路、鐵路、河流、橋梁、住宅、商場等既有建（構）筑物和管線。為了確保周邊環境安全，在施工過程中對周邊環境變形控制要求很高，變形控制難度大，甚至已經成為地鐵工程設計施工中的主要控制性因素［5］。特別，當建設場地臨近重要建（構）筑物或管線時，其變形控制難度更大。此外，地鐵車站一般都設在城市主干道下方，車流量大，施工過程中交通導改工作難度大，施工安全控制要求十分嚴格。復雜的環境條件必然給施工帶來眾多風險。

1.4 施工工藝復雜

由于城市地鐵工程復雜的地質條件和周邊環境條件，城市地下工程的施工工藝復雜。目前地鐵工程普遍采用的施工方法有如明挖法、暗挖法、蓋挖順作法、蓋挖逆作法、盾構法、洞樁法（PBA法）、凍結法、管幕法、沉管法、TBM法等。復雜的施工工藝涉及的專業工種及人員眾多，且相互交叉，施工過程中極易引發各類風險，安全風險大。

2 地鐵工程建設中存在的主要問題

由于地鐵工程建設風險大，城市地鐵建設的社會關注度高，地鐵工程建設過程中暴露出的問題也日益受到社會的高度關注。

2.1 風險管理缺乏整體系統規劃

地鐵工程投資規模大、線路長、標段多、建設周期長、周邊環境復雜，涉及的專業多，施工工藝復雜，難度大，工程建設情況復雜，是一項復雜的系統工程。項目涉及的業主、建設單位、勘察設計單位、施工單位、供應商、監理及監測單位等各參建方之間存在著錯綜復雜的關系，建設各方之間協調難度大，整個工程的風險管理工作異常復雜。因此，建設單位應在項目建設之初就要制定出系統、全面的整體風險管理策劃方案，以期對工程建設全過程實施有效的風險管理。然而，目前我國地鐵建設單位普遍在風險管理方面缺乏整體規劃，導致工程風險管理責任主體不明確，管理秩序不明晰，風險管理有效性得不到充分發揮，給地鐵建設各階段埋下諸多安全隱患。

2.2 地鐵工程項目在規劃階段的風險管理需要加強

地鐵工程投資規模大、建設周期長，其前期規劃質量對后期項目順利開展起著決定性作用。地鐵工程規劃階段風險管理的主要工作是結合城市總體規劃，考慮規劃需求及周邊實際環境，通過比選，擬定工程建設總體方案，基本確定工程線路，重點分析地鐵的線位與站位選址風險，分析擬定線路潛在的重大風險因素。而目前我國地鐵工程項目仍然存在邊規劃、邊建設、邊修改的“三邊”工程，其中可能存在線路布局及站位設置不合理、風險評估不充分等問題，從而不能有效規避或降低后續建設各階段中潛在的重大風險因素。

2.3 對可行性研究重視程度不夠［6］，可研報告缺乏對工程實施的有效指導

可行性研究是在規劃方案的原則指導下，全面系統地對工程實施的可行性、必要性，從技術、經濟、環境影響等方面進行全面細致的調查研究，其中包括現場風險調查、可行性方案風險評估等內容。可行性研究報告是城市地鐵工程立項審批的綱領性文件，是后續工作的指導依據。但在實際工作中有些觀點認為可行性研究只是為了完成工程審批的需要，工程后續工作才是關鍵，從而使可行性研究得不到應有的重視，投入不足，可行性研究報告編制深度不夠，缺乏對工程實施的有效指導，給后續工作帶來較大影響。如在有些可行性研究階段，對線路走向、可能的工法、敷設方式、工程沿線重要建（構）筑物、管線等在實施過程中的安全風險估計不充分，開展的安全評價工作針對性、專業性不夠，對設計方案的風險規避及保護方案的指導性不強，從而增加了工程實施過程中的安全風險。

2.4 工程勘察深度不足

地鐵工程勘察有兩個顯著特點：一是在城市繁華地段勘察；二是在未被征用場地勘察。地鐵工程勘察受到限制多，干擾大，勘察難度大，工程勘察深度往往難以完全滿足工程建設安全與風險控制要求。

勘察內容不全面。由于地鐵工程周邊環境條件復雜，受城市環境條件和拆遷的影響，勘察孔的布置、勘探方法的選擇等往往會受到限制或存在困難，從而導致勘察方案不全面，勘察深度不夠。勘察方案不全面還表現在一些特殊試驗指標往往容易被忽視。由于地鐵工程的特殊性和地鐵建設場地地質條件的多樣性，地鐵巖土工程勘察具有自身的特殊性。不同的線路敷設方式、工法和結構形式對巖土工程勘察提出了不同的要求和側重點。除了需要查明巖土體的一般物理、力學性質外，還應根據地質條件、結構形式、施工方法要求等取得相關特殊試驗指標，如側壓力系數、泊松比、地下水流速、熱物理參數等。這些特殊試驗指標在勘察中往往很容易被忽視，而這些被忽視的特殊試驗指標在某些情況下卻是地鐵工程中的重點勘察內容。如對于凍結法施工區段，地質勘察不僅要查明地層含水量，其地下水流速、開挖范圍內巖土體溫度等指標也都是重點勘察內容。

參數取值不可靠。由于地鐵工程規模大，建設周期長，勘察與施工之間的時間跨度大，勘察與施工期間水文地質條件可能已經發生了較大變化，從而降低了勘察資料的可靠性。

環境調查工作不全面、不可靠。目前，一方面缺乏明確的環境調查與環境評估的規范性要求；另一方面，受現有城市條塊管理的限制以及存在產權單位的配合問題，環境調查工作實施困難，調查結果的可靠性、全面性難以保證。環境調查難以周密、可靠也常常為地鐵工程建設埋下潛在風險。

經過大量工程實踐，雖然我國勘察技術人員已經積累了豐富的地鐵巖土工程勘察經驗，勘察水平不斷提高。但是，依然還有很多地質問題需要解決，地鐵勘察方法和基礎理論的研究還有待加強［7］。

2.5 地下工程設計方法及理論依然很不成熟

由于巖土體性質的復雜性、多變性以及人們認知的局限性，迄今為止，有關地下工程的設計方法和設計理論還很不成熟，這主要表現在以下幾個方面。

①由于巖土體分布、性質具有顯著的變異性和離散性，以及勘探手段、試驗方法的局限性，很難得到準確的巖土體物理、力學等指標。

②設計計算所采用的模型（包括本構關系、邊界條件、計算參數等）與工程實際情況還存在著較大差異。

③由于地下工程施工方法的多樣性以及施工過程狀態的多變性，目前的設計理論和方法還很難準確模擬實際施工的動態變化過程。

④地下工程施工變形預測理論和方法還很不成熟。地下工程建設施工的主要風險之一是來自于施工引起的土體變形對周邊環境的影響。地下工程設計正在經歷由強度控制設計轉變為變形控制設計，而變形控制設計比強度控制設計難度更大［8］。地下工程變形控制研究越來越得到重視，并已經成為巖土工程研究中的一個新領域。國內許多學者對此展開了研究，雖然已經取得了一些有意義的成果，如侯學淵［9］、聶宗泉［10］、劉小麗［11］等提出的地面沉降評估方法在軟土地區工程實踐中就顯示出較好的實用性。但總體上，地下工程施工變形預測方法和理論還遠不成熟，目前還無法對地下工程施工變形作出準確預測。

基于地下工程所具有的隨機性、模糊性、信息不完全和不確定性等特點，目前由地下工程的設計計算所確定的安全控制指標尚不能完全規避由設計方法或理論缺陷所帶來的安全風險。因此，地鐵工程建設必須采用信息化施工方法，實行風險動態管理。

2.6 施工階段風險管理需要進一步完善

①安全風險管理體系、安全防范和預警機制需要進一步完善。

②現場預警、應急救援與應急響應能力需加強。

③各類信息傳遞與發布的及時性、有效性有待提高。

④高素質的管理及專業技術人員普遍匱乏。

2.7 安全生產信息化建設相對落后

隨著地鐵建設規模的不斷擴大，地鐵工程建設安全管理形勢也愈發嚴峻，地鐵工程安全需要實現信息化管理。目前，我國不少城市的地鐵施工都已經建立了各類安全風險信息管理系統，主要包括網絡傳輸、監測及第三方監測系統、安全巡視信息管理系統、視頻監控系統等。如上海的“工程遠程監控管理系統”和北京的“施工安全風險監控系統”等，但大部分城市地鐵工程項目所采用的信息管理系統功能還比較單一，僅僅停留在監測信息和遠程監控系統的開發和使用上，信息傳遞也還不夠通暢。構建信息流暢的多功能協同工作的先進的風險管理信息系統無疑可為地鐵施工風險控制提供有力保障。

3 地鐵工程建設風險防范管理對策

地鐵工程存在風險及事故多發固然有其客觀原因：工程地質及周邊環境的復雜性、地下工程設計方法及計算理論的不完善、施工經驗不足等。但更主要的或許還是“人”自身的原因：地鐵工程風險管理意識不強、安全管理目標不明確、安全管理體系不健全、風險管理系統信息流通不暢、不遵守基本建設程序等。為有效控制地鐵工程各類風險，必須強化地鐵工程建設風險管理。

3.1 牢固樹立地鐵工程建設風險管理意識

要充分認識到地鐵工程的高風險性，潛在建設風險多，風險損失大，社會關注度高。全國各地不斷發生的地鐵工程事故也說明了當前高度重視地鐵工程建設風險防范的必要性和緊迫性。如果不能充分認識到地鐵工程建設的高風險性是客觀存在的，如果在思想上對地鐵工程的高風險性不能高度重視，那么即使我們已經具備了完善的地鐵工程相關規范、規程、技術標準和法律法規，健全的工程風險管理體系，也不能有效地規避或降低工程建設風險。道理很簡單，如果工程建設各參建方及相關人員對地鐵工程風險防范意識不強，責任心不強，有規不依，有法不遵，那么再完善的規范、標準也形同虛設。如果我們的“管理鏈”依然不嚴密，“管理環”形同虛擬，半天就審查一條線的工程可行性研究，兩天審查一條線的初步設計，甚至在工程全面開工之后才進行初步設計審查；在召開設計、施工等方案審查會前，不事前發相關資料，不提出需討論的問題及需考慮的重點與難點，開會只是為了完成手續，管理只是走形式，那么再健全的風險管理體系也很難奏效。因此，只有從思想上充分認識到地鐵工程建設中的高風險性，牢固樹立風險意識，高度重視風險管理，才能從根本上規避或降低地鐵工程建設風險。

3.2 健全安全管理體系

安全管理體系必須明確總體目標、階段性目標以及安全方針，并對安全責任和職能進行合理規劃，建立完善的組織機構和工作機制。

管理體系的組織架構應明確各層級部門縱橫向的管理、決策關系，最終達到安全生產的目的。

管理體系中的安全技術防范制度應以技術防范和實體防范為手段，建立一種具有監測、監督、有序反饋的安全防范保障系統。

管理體系責任制度應完善各類安全生產責任制、安全管理制度和應急救援制度等。各種責任制度縱向是指從最高管理者到每個作業人員，橫向則包括各個部門的每個崗位。

管理體系中應包含員工安全培訓教育。由于我國目前許多城市都正在興建地鐵，地鐵專業技術人員及管理人員普遍匱乏，尤其需要加強對員工培訓，使從業人員具備安全生產基本技能和知識。

地鐵工程建設風險管理，應從工程規劃、可行性研究、勘察設計、施工等各個環節實施全過程的建設風險管理。

健全安全管理體系具體應注意以下幾方面：

①地鐵工程在規劃階段進行有效的風險管理，是做好地鐵建設其它階段（勘察設計、施工、運營等）風險管理的關鍵。地鐵工程規劃階段風險管理實際上是一項決策問題，需要系統了解工程所在區域地質及周邊環境情況。規劃階段應對多種規劃方案進行風險評估，分析其中潛在的重大風險因素。規劃階段主要風險因素應考慮線位和站位選擇及敷設方式是否得當、沿線有無重大不良地質和周邊環境條件等，規避和降低由于線位、站位及施工方法等不合理規劃所帶來的潛在風險。

②可行性研究階段風險管理的關鍵是要做好工程現場風險調查和可行性方案風險評估。重點是要對重要且特殊的結構設計和施工方法風險、施工和運營期間環境影響風險進行分析，提出規避或降低可行性方案風險的處置措施，并確定推薦方案。

③總體設計風險控制與管理，應對工程總體技術標準和要求、線路敷設方式、重難點區間和車站施工方法、各系統總體設計方案等進行風險評估；復查建設場地地質災害評估、環境影響評價、地震安全評價等專題研究報告。初步設計風險管理的重點是對選擇的設計參數及確定的計算模型進行風險分析，同時對結構形式的合理性和經濟性進行風險分析。施工圖設計風險管理的重點主要是明確信息化施工中現場監控量測要求，并提出風險預警控制指標。此外，設計單位應充分注意對相關單位就設計意圖、施工要求做好設計交底，并與相關單位進行充分的風險溝通與交流。

④地鐵工程施工過程中的風險管理是工程建設風險管理的核心，是有效控制工程建設風險的關鍵階段。地鐵工程施工應重點關注以下特殊或復雜條件下的施工風險：基坑工程施工、鄰近或穿越既有建（構）筑物或地下障礙物施工、穿越江河湖泊地段施工、淺覆土層施工、盾構接收和始發施工、聯絡通道施工、隧道小曲率或大坡度或小凈距區段施工、特殊地質條件或復雜地段施工。超過一定規模的危險性較大地鐵工程，其安全技術方案應組織專家論證［12］。

施工期間，建設單位應全過程參與現場風險管理，負責組織和監督現場施工風險管理實施；設計單位應負責施工風險管理監督，制定重大風險預警指標，參與制定周邊環境保護措施，指導施工單位風險管理方案；施工單位應負責現場風險管理措施的執行和落實，結合施工組織設計擬定風險管理計劃，建立施工風險實施細則，切實做到信息化施工，實行風險動態管理。

⑤建設單位應依法履行職責，遵循基本建設程序，充分發揮其組織、監督及協調作用，為施工單位創造安全施工生產的基本條件。

3.3 完善風險技術管理系統

地鐵建設風險技術管理系統是整個管理系統的核心，主要由地鐵工程專業技術人員和管理人員組成，其工作內容主要包括：

在國家、行業、地方規范和規程基礎上，認真總結國內外地鐵建設經驗，結合地方地鐵工程建設的特點和經驗，因地制宜地進一步規范、完善各參建單位在安全風險技術管理方面的工作責任及工作內容，強化對風險源的安全管理。在施工前期，規范、完善各建設階段技術論證程序及各階段成果文件所應涵蓋的安全風險技術管理內容；在施工過程中，以監控量測和安全狀態評估為基礎，規范、完善安全風險的預測、預控和處理程序，并加強對安全管理技術標準實施情況的監督管理，從源頭上杜絕安全事故隱患。

3.4 重視構建風險管理信息系統

構建一個性能良好、信息流暢、結構合理的風險管理信息系統，可顯著提高安全風險管理工作效率，增強施工風險防范保障能力。

風險管理信息系統應具備技術信息整合利用功能和安全風險管理功能。一方面，該系統能提高監測數據、工況與巡視等技術信息的收集、傳遞和整合效率，能對大量資料信息進行及時處理、預警并反饋，實現安全風險管理信息化、網絡化、規范化、制度化，提高施工安全保障能力。另一方面，該系統應能實時監控、及時預警，能及時評估和預測施工風險水平和變化趨勢，提高風險預測和防控能力，使安全風險降到最低。

安全風險管理信息系統，可根據地鐵工程的規模與使用的對象實際情況，實現以下基本功能：

①監測數據的收集、傳遞和整合子系統；

②施工工況與現場巡視情況上報與查詢子系統；

③數據分析子系統（實現計算機輔助分析和評價，使安全評價更加科學化）；

④風險自動通信、協同處理、預警、報警子系統；

⑤安全風險檔案管理子系統；

⑥工程安全風險評估與綜合判定專家系統；

⑦應急預案數據庫、安全文件和案例數據庫（為應急管理提供信息，增加預測預防能力）。

風險管理信息系統能否有效發揮作用，主要取決于以下幾點：

①系統的日常管理能否正常化；

②系統內施工信息、監測數據等各類信息流通是否通暢；

③系統內信息處理和數據分析是否及時準確；

④各級管理部門及相關人員對系統反饋信息能否及時響應。

要想風險管理信息系統能充分發揮風險防范作用，關鍵是不能讓該信息系統僅僅作為擺設，而應在地鐵建設實踐中不斷地對其進行完善、提高。

3.5 實行施工風險動態管理［13］

隨著工程施工進展，地下工程施工易受天氣條件和環境條件影響，工程施工風險可能會動態變化，所以，地鐵工程施工必須實施風險動態管理。利用現場監測信息和風險記錄，進行動態的風險分析與決策，實現施工風險動態跟蹤與控制。目前，北京、上海、廣州等部分城市已在地鐵工程建設中嘗試施工風險動態管理，由建設單位組織，依據前期各階段完成的工程建設風險管理基礎資料，結合施工進度和周邊條件變化情況，動態地對現場及后續潛在的施工風險進行分析與評估；同時，利用現場施工風險記錄資料和施工參數、環境監測等反饋信息，對工程施工風險開展跟蹤與反饋。實施地鐵工程風險動態管理，不僅保證了工程施工風險管理的連續性和有效性，而且也有利于預警施工過程中由于工程邊界條件變化而引發的新風險，為調整施工參數、優化完善方案，及時處置、控制施工風險提供了保證。

4 結束語

地鐵工程建設中眾多的不確定因素是造成地鐵施工風險的根源。風險管理作為規避或降低風險的有效手段，是防范地鐵工程建設風險的關鍵，必須貫穿整個地鐵工程建設始終。在地鐵工程建設過程中，只有牢固樹立風險意識，健全風險管理體系，加強風險控制與管理，切實施行施工風險動態管理，才能順利實現項目安全管理目標。

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［11］劉小麗，周賀，張占民.軟土深基坑開挖地表沉降估算方法的分析［J］.巖土力學，2011，32（Supp.1）：90-94.

［12］GB50715-2011，地鐵工程施工安全評價標準［S］.

［13］GB50652-2011，城市軌道交通地下工程建設風險管理規范［S］.

U231

C

1007-7359（2016）02-0004-05

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.001

王傳霖，男，安徽人，高級工程師，主要從事土木工程施工管理工作。