于全勝

北京中鐵隧建筑有限公司

地鐵車站施工風(fēng)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(fēng)險，并將其歸納為4 類：（1）施工環(huán)境風(fēng)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(fēng)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(fēng)險（包括人員、安全制度、安全機構(gòu)、安全文化等）和特殊風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)險值ri的計算方法；在此基礎(chǔ)上，考慮納入風(fēng)險權(quán)值（wRi）和專家權(quán)值（wEi）來綜合評定項目風(fēng)險。探討了項目風(fēng)險評價結(jié)果的運用方法，研究了項目單風(fēng)險分級管理、項目風(fēng)險動態(tài)管理和項目風(fēng)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(fēng)險分析和項目綜合風(fēng)險評價，對同類地鐵車站的施工安全風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)險歸納為四類：施工環(huán)境風(fēng)險、施工技術(shù)風(fēng)險、施工組織風(fēng)險和特殊風(fēng)險。

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

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

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

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

單項風(fēng)險后果嚴重性等級評價與分級控制

單項風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)險附加值和事故概率等級風(fēng)險附加值計算得到某一風(fēng)險值

式中，ri——第i種風(fēng)險的評價值；

ai——第i種風(fēng)險事故的后果等級評分；無后果時取值為0。

fi——第i種風(fēng)險事故的概率等級評分；

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

風(fēng)險附加值的確定

對于事故后果等級風(fēng)險附加值Sc（ai）和事故概率等級風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)險加權(quán)平均評價值的確定方法

每位專家對風(fēng)險的評價值有所差異，專業(yè)知識越淵博、風(fēng)險評價經(jīng)驗越豐富、風(fēng)險評價能力越強的專家，準確評價風(fēng)險的概率就高。因此，在計算某一單項風(fēng)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(fēng)險的加權(quán)平均評價值；

rij——第j個專家對第i種風(fēng)險的評價值；

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

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

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

項目風(fēng)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(fēng)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(fēng)險評價值和高風(fēng)險率Phr、極高風(fēng)險率Phrst三個指標進行綜合評判。

平均風(fēng)險評價值

式中，N——項目風(fēng)險總項數(shù)；

i——風(fēng)險序號；

Ri——第i種風(fēng)險的加權(quán)平均評價值。

高風(fēng)險率

式中，N——項目風(fēng)險總項數(shù)；

Nhr——高風(fēng)險的風(fēng)險項數(shù)；

極高風(fēng)險率

式中，N——項目風(fēng)險總項數(shù)；

Nhrst——極高風(fēng)險的風(fēng)險項數(shù)；

表1　風(fēng)險值計算參數(shù)

圖1　人民廣場站單項風(fēng)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(fēng)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(dāng)，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(fēng)險源），邀請了5位專家對該項目的風(fēng)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(fēng)險的加權(quán)平均評價值柱形圖。在圖1中，水文地質(zhì)風(fēng)險的加權(quán)平均評價值為1.4，位于［0，3］區(qū)間，為低風(fēng)險；氣象條件風(fēng)險、周邊管線的破壞風(fēng)險、安全交底風(fēng)險、安全專項方案風(fēng)險、鄰近路面損毀風(fēng)險、人員風(fēng)險、安全組織機構(gòu)風(fēng)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(fēng)險；交通動荷載風(fēng)險、臨時用電風(fēng)險、安全文化建設(shè)風(fēng)險、高處作業(yè)風(fēng)險、腳手架風(fēng)險、臨時工程風(fēng)險、鄰近建（構(gòu)）筑物損毀風(fēng)險、施工干擾風(fēng)險、執(zhí)行風(fēng)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(fēng)險；安全制度風(fēng)險、監(jiān)理風(fēng)險、模板風(fēng)險、基坑開挖支護技術(shù)風(fēng)險、起重吊裝風(fēng)險、變形監(jiān)控風(fēng)險、高聳設(shè)備風(fēng)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(fēng)險。按照此評價結(jié)果，施工單位可依據(jù)每一種風(fēng)險的風(fēng)險等級實行分級管理。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.040