地铁车站施工风险模糊综合评价

于全胜

北京中铁隧建筑有限公司

地铁车站施工风险模糊综合评价

于全胜

北京中铁隧建筑有限公司

于全胜，1982年4月出生，男，辽宁大连人，工程师，本科，石家庄地铁1号线05标总工，主要从事隧道施工技术与管理。

基于事故致因与系统安全理论，系统地分析了地铁车站施工的各项风险，并将其归纳为4 类：（1）施工环境风险（包括建筑群环境、水文地质环境、气象环境、交通流环境等）；（2）施工技术风险（包括变形监控、安全专项方案、安全交底等）；（3）施工组织风险（包括人员、安全制度、安全机构、安全文化等）和特殊风险（包括模板、脚手架、支架、用电、起重吊装、高耸机械等）。分析确定了各项风险后果的严重性等级（包括：轻微的、较大的、严重的、很严重的、灾难性的）与概率等级（包括：很可能、可能、偶然、不可能、很不可能）的评判方法与标准，研究通过每一项风险事故的后果等级评分ai和概率等级评分fi来计算各单项风险值ri的计算方法；在此基础上，考虑纳入风险权值（wRi）和专家权值（wEi）来综合评定项目风险。探讨了项目风险评价结果的运用方法，研究了项目单风险分级管理、项目风险动态管理和项目风险综合评价值的合理运用。以石家庄轨道交通1号线人民广场站为例，运用专家打分法、分析计算法进行单风险分析和项目综合风险评价，对同类地铁车站的施工安全风险管理与控制具有重要意义。

研究背景

随着中国经济社会的快速发展，为解决城市交通拥挤状况并改善城市环境等问题，众多城市掀起了地铁建设的热潮。作为为旅客提供乘降、换乘功能的车站，多处于热闹繁华的城市中心地带，而且很大一部分都设在城市道路交叉口，工程规模大，周边建（构）筑物与地下管线情况复杂，工程地质、水文地质条件多变，安全风险高，施工组织繁琐，工期紧，属于所在地铁线路的关键控制工程。因此，开展地铁车站施工安全风险分析与控制方法研究，对国内地铁车站施工安全管理具有重要意义。

施工风险源分析

基于事故致因与系统安全理论，将复杂环境下换乘地铁站施工风险归纳为四类：施工环境风险、施工技术风险、施工组织风险和特殊风险。

（1）周边环境风险：包括邻近建（构）筑物损毁风险、邻近路面损毁风险、周边管线破坏风险、水文地质风险、气象条件风险、交通动荷载风险、路面施工干扰风险等。此类风险可用定量分析结合专家评价法进行风险后果等级评价。

（2）技术风险：包括安全专项方案风险、变形监控风险、基坑开挖支护技术风险等。此类风险可用定量分析结合专家评价法进行风险后果等级评价。

（3）施工组织风险：包括人员风险、安全制度风险、安全组织机构风险、安全文化建设风险、安全交底风险、监理风险、执行风险等。此类风险一般用专家评价法进行风险后果等级评价。

（4）特殊风险。此处的特殊风险包括特种作业风险、特种设备风险和其它一切可能的风险。这一类风险包括模板风险、高处作业风险、脚手架风险、临时用电风险、起重吊装风险、高耸设备风险、人工挖孔风险、临时工程风险等。此类风险可由专家经过计算、分析后采用专家打分法来评价风险后果等级。

单项风险后果严重性等级评价与分级控制

单项风险评价方法

针对工程现场实际情况，综合运用计算、分析和专家打分法确定每一种风险的后果严重性等级（轻微的、较大的、严重的、很严重的、灾难性的），并分析后果发生的概率（分为5级：很可能、可能、偶然、不可能、很不可能）。对于每一种风险，可根据事故后果等级评分和发生概率等级评分结果，结合事故后果等级风险附加值和事故概率等级风险附加值计算得到某一风险值

式中，ri——第i种风险的评价值；

ai——第i种风险事故的后果等级评分；无后果时取值为0。

fi——第i种风险事故的概率等级评分；

Sc（ai）——第i种风险事故后果等级风险附加值，该系数是事故后果等级评分的因变量。

Sc（fi）——第i种风险事故概率等级风险附加值，该系数是事故概率等级评分的因变量。

风险附加值的确定

对于事故后果等级风险附加值Sc（ai）和事故概率等级风险附加值Sc（fi），采用专家调查法来确定。笔者向22位专家发放了电子调查问卷，收回15份。求取平均值，事故后果等级为“轻微的”、“较大的”、“严重的”、“很严重的”、“灾难性的”对应的风险附加值为0、0.97、2.97、6.07、9.97，考虑到事故后果分值和事故概率分值均为整数，且为计算方便，事故后果等级风险附加值近似取整为0、1、3、6、10。事故概率等级为“很不可能”、“不可能”、“偶然”、“可能”、“很可能的”对应的风险附加值为0、0.93、2.83、5.87、9.8，亦近似取整为0、1、3、6、10。

单项风险加权平均评价值的确定方法

每位专家对风险的评价值有所差异，专业知识越渊博、风险评价经验越丰富、风险评价能力越强的专家，准确评价风险的概率就高。因此，在计算某一单项风险的评价值时，应纳入专家权值（wE），即采用加权平均评价值

式中，j——专家编号；

m——专家数量。

Ri——第i种风险的加权平均评价值；

rij——第j个专家对第i种风险的评价值；

wEj——第j个专家在项目风险综合评价中的重要性（即专家权值），

单项风险的分级控制

不同事故后果等级评分和发生概率等级评分的组合，在考虑事故后果等级风险附加值和事故概率等级风险附加值后，风险值的计算参数见表1。表1中斜上线（风险值为1、3者）表示低风险，此类风险可忽略，不需采取风险处理措施和监测；深色方格线（风险值为6、10者）表示中度风险，此类风险可接受，一般不需采取风险处理措施，但需予以监测并加强风险管理；斜向方格线（风险值为15、21者）表示高风险，不期望有此类风险，必须采取风险处理措施降低风险，加强监测与风险管理，且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失；斜下线（风险值为28、36、45者）表示极高风险，此类风险不可接受，必须高度重视并规避，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。

根据表1所列风险值数据，从偏于安全的角度考虑：Ri≤3，视为低风险；3＜Ri≤10，视为中度风险；10＜Ri≤21，视为高风险；Ri＞21，视为极高风险。实际运用中，评价每一种风险的风险值，按照这一标准进行风险管理，可实现单项风险的分级管理。

项目风险综合评价与动态综合控制

同一地铁线路上的车站，车站结构、所处环境、施工工艺等往往差异较大，为了综合评价车站施工风险，应采用统一评价指标和评价方法。本文建议采用平均风险评价值和高风险率Phr、极高风险率Phrst三个指标进行综合评判。

平均风险评价值

式中，N——项目风险总项数；

i——风险序号；

Ri——第i种风险的加权平均评价值。

高风险率

式中，N——项目风险总项数；

Nhr——高风险的风险项数；

极高风险率

式中，N——项目风险总项数；

Nhrst——极高风险的风险项数；

表1　风险值计算参数

图1　人民广场站单项风险评价平均值柱形图

模糊评价实例

中国河北省石家庄轨道交通1号线人民广场站位于石家庄市中山东路和建设大街十字路口处，为1、2号线同期实施换乘车站，呈L型布置，为地下矩形框架结构；商业开发区位于十字路口东北角，为地下二层矩形框架结构。车站主体均位于道路下方，采用盖挖法施工。1号线车站和2号线车站主要穿越黄土状粉质粘土层、黄土状粉土、砂层。地下水位位于底板以下，施工期间无需降水。两条道路地处城市中心地带，车流量大，交通拥堵，地面围挡施工对交通影响大。车站周边建筑群复杂，车站基坑开挖对邻近建筑有变形开裂损毁的风险。地下构筑物、地下管线密集，雨水方沟、污水管、给水管道、通信管道、热力管道密集且位于施工影响区域，若施工措施不当，极易遭到损坏。针对上述工程特点，设计了专家调查表（涉及24项风险源），邀请了5位专家对该项目的风险进行评价，评价结果求取平均值后见图1。

图1是每种风险的加权平均评价值柱形图。在图1中，水文地质风险的加权平均评价值为1.4，位于［0，3］区间，为低风险；气象条件风险、周边管线的破坏风险、安全交底风险、安全专项方案风险、邻近路面损毁风险、人员风险、安全组织机构风险的加权平均评价值分别为5.4、8.0、8.0、8.8、9.0、9.0、9.2，位于（3，10］区间，为中度风险；交通动荷载风险、临时用电风险、安全文化建设风险、高处作业风险、脚手架风险、临时工程风险、邻近建（构）筑物损毁风险、施工干扰风险、执行风险的加权平均评价值分别为10.6、11.0、11.7、17.0、17.0、18.0、19.2、21.0、21.0，位于（10，21］区间，为高风险；安全制度风险、监理风险、模板风险、基坑开挖支护技术风险、起重吊装风险、变形监控风险、高耸设备风险的加权平均评价值分别为21.5、22.7、22.7、25.5、26.9、32.0、38.9，均大于21，为极高风险。按照此评价结果，施工单位可依据每一种风险的风险等级实行分级管理。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.040