宁波软土地区轨道交通工程结构风险管控模式探讨及实践

何 山

（宁波市轨道交通集团有限公司）

一、引言

宁波轨道交通已顺利完成第一个阶段建设任务，1号线一期于2014年5月30日建成运营，2号线一期及1号线二期也已建成运营，3号线、4号线、5号线及宁奉城际线顺利推进，有宁波特色的工程风险管控体系得到了检验。

宁波地铁工程周边存在大量河流、道路、建筑物、管线等环境对象，周边开发建设活动频繁，建设难度大。由于国内外类似的软土地区城市，在建设过程中不同程度地发生过工程风险事故，影响巨大。相比之下，宁波轨道交通建设条件更为复杂，风险管理压力更大。第二轮建设，即地铁3、4、5号线的工程风险管控面临更多的挑战，需要进一步完善风险管控体系来创新实践。

本文旨在总结在宁波轨道交通1、2号线建设过程中工程建设风险管控的成功经验，并对今后开展相关工作及创新思路做出阐述。

二、工程风险管理背景

宁波软土地层均为第四纪松散沉积物，地质年代为第四季全新世—上更新世，属第四系滨海平原沉积层，主要由饱和性黏性土、粉性土及砂土组成。线路穿越的下卧土层主要包括②2层淤泥质黏土、③1层黏质粉土、③2层粉质黏土、④1层淤泥质粉质黏土、④2层黏土、⑤1层黏土、⑤2层粉质黏土、⑤3层粉质黏土等。场地周围河网较发达，各土层含水量变化大。

宁波地铁车站工程以明挖法为主，采用地下连续墙+内支撑支护方式，车站基坑标准段深度最深约24m（鼓楼换乘站）。区间采用盾构法施工，区间覆土8—20m，联络通道采用冻结法施工。

1、2、3、4号线都穿越海曙、江东、鄞州等主城区，5号线是环线，在城区和第一轮同时建设地铁线路干扰的复杂环境下施工，其周边道路、铁路、地铁、江河交织，房屋众多，城建开发冲突多，环境极其复杂。

宁波轨道交通风险管控不仅面临施工环境复杂的问题，同时在建设初期面临着风险管理人才缺乏、当地专家团队资源少、新进人员管理理念存在差异、适宜的风险管理制度缺乏、工程管理经验不足等一系列困难，这些薄弱环节在第二轮建设初期中已有较大改善。在现状条件下如何通过分析其他地区管理的优缺点，创新地提出适合宁波地区的风险管理思路和管控体系，实现工程风险管理资源配置的最优化、管理效益最大化是宁波轨道交通工程风险管理人员亟须解决的重点。

三、管理体系建设

（一）管理标准化

在公司安全质量管理制度的框架下制定印发《宁波市轨道交通监测监控管理标准手册》，规范风险管理体系，规定风险管控机构、人员职责，管控程序等内容，在施工风险评估与管控、施工及第三方监测监控、应用监控管理信息系统、风险管理培训和建立应急机制等方面给出详细规定，每半年度发布《宁波轨道交通在建工程风险源管控通知》，建立具体管控目标及实施依据，同时为加强对参建单位的考核，推进风险管理工作，将指挥部立功竞赛考核制度纳入管理体系。技术管理制度上，发布《宁波轨道交通基坑工程监测设计要求》，从源头出发规范了工程监测预警指标等监测设计内容。

（二）建立风险分级管理模式

以分管领导主抓风险管控，以专门成立指挥部下属的监测监控管理部门为核心，通过招投标选择的第三方监测及风险评估单位共同组成监测监控管理中心；现场各标段建立以总监为主要负责人的现场监测监控分中心，由业主代表、监理、设计、施工、第一方监测、专业分包等参建单位主要专业人员组成。从组织体系上强化施工现场的管理机构，并与建设单位的管理机构建立高效的工作接口。

宁波轨道交通通过公开招标引入业内技术水平顶尖的专业咨询单位，作为第三方机构服务配合业主，培育和发展了一批有丰富的软土地区设计施工及风险管理经验的风险咨询及监测监控管理团队服务于风险管控工作。同时，创新地实践了以结构安全风险管控为关键，以监测监控图表法、变形控制指标体系、精细化监测监控技术及管理方法、分级预警联动处置及消警办法为基础，以工程建设风险管理培训、施工风险评估及管控、施工监测及第三方抽检巡检、应用信息化监控平台、动态预警分析及评估、监测监控管理标准化为重点，以技术革新和科研工作为驱动的风险管理思路。

这些工作有效解决了管理资源不足的问题，通过参建单位深度参与施工准备阶段静态风险评估提高了风险认识水平；现场以施工监测为基础，第三方监测作为监管手段，通过信息化的管控平台标准化管理流程及内容，充分发挥管控效率；以预警及动态评估为驱动，与现场施工紧密结合，在工程经验与数据分析的基础上科学地分析，保证施工效率及安全风险管控的最优化；在静态评估的基础上，充分认识风险的类型、原因及发展变化规律，对应建立应急预案体系，并经演练，保证抢险救援必需的人员、物资、程序在紧急条件下的到位与有效运作。

（三）培训与科研工作

一是开展指挥部制定的各项相关风险管理制度的培训，在参建单位范围对各项管理制度开展系统培训，为制度执行奠定基础；二是进行相关技术的培训，邀请国内专家开展风险管理、工程监测、设计施工技术、应急管理等技术培训，加强参建人员的综合技术能力。

公司各部门密切配合，监测监控管理部门以实际需求出发，协调公司总工办立项监测监控指标体系研究项目，形成《宁波轨道交通一号线工程指标体系研究报告》等成果，并开展了信息管理平台、监测新技术等一系列研究，其实践以科研工作作为创新的驱动。

四、施工过程风险管控

建设过程风险管控通过风险评估、动态监控、监测管理、工况图表、四级预警、巡检闭合、应急处理等方面的工作有效开展全面的监测监控工作。

（一）施工准备期风险静态评估

静态风险评估工作风险辨识主要采用WBS—RBS（工程结构分解—风险结构分解）方法，对辨识后的风险源采用层次分析法（AHP）与专家打分法相结合的定量分析方法，得出量化的风险指数与风险量，进行风险评级，之后专项研究风险管控措施，形成静态风险评估成果文件，后期根据风险源变化修正以保证时效性、准确性。

通过静态风险评估工作，形成线路的《宁波轨道交通施工准备期风险评估报告》，对施工、环境、自然风险分类，给出基坑工程、盾构工程的重大风险源。

（二）施工期过程动态风险综合评价

施工过程中的动态风险管理是整个风险管理工作的重点，通过近年来的总结提炼，结合其他城市的先进技术及管理模式，逐步形成了具有宁波特色的动态风险监控管理模式。

1.监测监控管理分中心

建立以总监为主要负责人、项目总工为执行人的现场监测监控管理分中心，做实一线工作，开展现场监测监控工作。指挥部监测监控部门以风险咨询单位与第三方监测单位为基础建立监控管理中心，对现场分中心进行管理，形成三级监控管理体系。

2.监控图表工作

监控图表是实现现场基坑、盾构工程工况的施工、技术、管理的有效的管理工具，充分结合了宁波软土地质条件建设施工特点，细化到工序以实现工程的精细化管理。通过现场监测管理分中心每日填写监控图表，并及时上传至远程监控平台这一手段，紧密联系了两个中心，充分发挥其连接两个中心的纽带作用，实现对现场的精细化监控管理。

3.巡检管理制度

巡检制度是监测监控管理中心人员发现工程隐患、查看现场分中心运作情况及了解现场工程状况的有效途径以及重要的发现、监督及闭合机制。目前已形成了较为完善的联合巡检、专项巡检及预警巡检制度。

4.预（消）警管理

蓝黄橙红四级预警是监控管理工作的重要手段，蓝色预警是宁波的创新，实现了现场与管理层的分级处置，避免了频繁的一般预警带来的管理压力。

监控管理中心依据监控图表、现场状况及两方监测数据，与现场人员充分沟通后，进行综合安全评估，根据当前风险程度，提交预警建议。安质处作为预（消）警的归口部门，负责对预（消）警日常工作进行统筹管理，发布各级预警。

四级预警管理工作的开展，明确各参建单位相关工作职责，提高对现场问题的认识，加强数据监测工作，完善现场控预（消）警流程，现场通过预警处置，最终达到控制风险的目的。

（三）工程风险预警处置及总结

宁波轨道交通采取“蓝、黄、橙、红”四色预警，是基于监测数据超出设计报警值并结合具体工程环境变化综合分析后发出的管理预警。以宁波轨道交通1号线一期为例，该项目共计发出各级预警194次。其中基坑预警112次（蓝色22次，黄色121次，橙色48次，红色3次），通过对预警数据的分析，92.7%为测斜、地表沉降、建筑物沉降、水位降升、轴力变化速率超标引起，5.6%为上述的累计值超标引起，1.7%为施工巡检发现结构风险引起。盾构预警中83.1%由地表沉降单日速率超标引起，4.5%由地表沉降累计值超标引起，1.1%由建筑物单日沉降速率过大引起，11.2%由其他原因引起。

通过有效的监测监控风险管控手段，有效的预警行为及精细化的管理，将现场风险隐患消灭于萌芽阶段，工程初期建设施工未发生一起重大结构风险安全事故，1号线一期工程沿线周边环境风险源如咸通塔、范宅、鼓楼、永丰库遗址等多个文物保护古建筑，布政巷人防通道、中山西路市中心商贸区段、江澄路隧道、杭甬铁路立交桥、中山立交桥等多个重要建构筑物以及电信、电力、煤气、给水、雨水与污水等管线得到了良好的安全控制与保护，实现了预期控制目标。

五、风险管控模式的思索探讨

宁波轨道交通在初期建设通过不断的制度创新、管理创新及技术创新，取得了良好的管控效果，形成了宝贵的管理经验，后续宁波第二轮轨道交通建设高潮即将来临，本文对今后工作的改进方向进行了初步思索探讨。

（一）从源头控制风险

注重地质水文情况与施工设计经验研究。关注人为开挖和水流冲蚀等因素和自然作用下引起的崩塌风险；关注软弱地基土受压缩、雨水引起的不均匀沉降，加之车站开挖和盾构施工的地层损失，地面沉降灾害导致的道路、房屋、管线的安全隐患。地铁线路勘察设计应非常关注地质灾害的影响，避让与治理相结合，以预防为主。

（二）改进静态风险评估方法

以往风险评估采用层次分析法确定，直接、间接损失大多采用简单估计，可以考虑通过将每个风险事件直接、间接损失定量化，建立对应的估值模型精确计算，以提高估计的准确性，提高风险定级的科学性。静态风评项目施工、监理和监测单位的全员全过程参与，是对风险的深度认知。

（三）完善改进预警管理体系

以往预警过程的指标体系还存在不合理的地方。如设计给定的指标与制定的预警指标作为判断各级预警的依据，与现场安全管理存在不匹配现象，带来管理压力与工程工期造价的影响。对工程结构风险的主要巡检预警还是依据工程师的主观判断，有时缺乏科学严谨的实施标准依据，预警理论计算与反演分析应用不足，对工程指导性差。针对这些现象，将开展针对3、4、5号线的第二轮“预警指标体系”科研，不断完善该项工作。

（四）对巡检工作的不断强化

把巡检工作列为重要的评估手段，实现巡检与前期数据预警的紧密结合，并对数据采集做出指导，数据与现场形成有机整体，联合巡检、专项巡检、预警巡检层级递进，提高风险管理的科学性。

通过执行巡检预警制度，加强预警工程的闭合工作，并定期组织项目内部专业技术培训，提高巡检人员专业技术，配备专业的手持巡检设备，密切结合风险管控平台，现场监控图表及预警存在问题的位置，进行有针对性的巡检和闭合工作，强化巡检工作。要求有丰富工程经验的专业人员深入现场查找风险隐患，前瞻性地判别。

（五）每日动态风险评估表

每个工点，如在施工主要风险期，需要每天开展风险演化评价工作，如基坑工程从开始挖土支撑到地板钢筋混凝土结构全部施工完成是关键风险期，此期间的动态风评重视数据、工况与巡检等综合信息的筛选和系统分析。

每日动态风险评估表，即主控监测项目报警原因分析表，通过一张表集成并连接分中心工作和业主的监督指导，从而全面发挥第三方岗位工程师启动下的全方位、全天候、全过程的风险控制。

这张表将主控监测项目当日特征数据（最大变形量和最大累计值），结合工程施工进度工况、地质水文的潜在风险源、最新发现的不规范施工行为、试验检测、通过巡检发现的施工质量缺陷以及各种相关信息，针对下一步的施工计划和天气因素，系统展开各项指标发展趋势研究，得出评估结论，必要时发出不同等级的预警。

（六）利用大数据分析及决策支持

目前已进入认知计算的时代，如果自动化监测得以推广，监测数据可实现实时采集。大规模、全方位、多维度及多场的岩土工程监测将得以实现。在大数据时代，以关联分析、成因分析及决策支持为核心的深入分析能力将成为监测工作的核心。

岩土工程监测工作中，数据采集是基础，数据分析和变异原因解释才是关键。结合大数据，从影响机理及分析预测方面提出预警建议，在现场监测数据、质量检测数据、巡查的支护状态等综合情况下进行推演分析的基础上，实现对工程下一步施工支护体系、岩土体、地下水、周边环境对象的时空影响判断，让结构、环境保护的绩效实现最大化。

（七）加强应急管理工作

监测预警是信息化施工管理最重要的环节。全部的监测工作最终落在提出非正常情况的预警，如何把微观变化揭示的应力和变形的风险性加以分析，阐明其发生的原因，并采取施工或应急措施，确保施工监测数据的有效有用，才能确保结构环境安全。这是应急管理工作的基础。另外要抓好应急抢险救援工作。

（八）标准化与精细化施工管理

在第二轮已在建设的3号线工地，全面推行工地安全质量标准化管理，力求施工过程即工序作业规范化、标准化，进一步协调好人工、机械和材料，结合气候条件做到施工管理精细化，并结合工程特点，针对施工重点和难点进行深入的研究，全面启动创新和科研工作，使各个项目实施者重视技术与管理科学思维。

（九）落实工程风险双重预防机制

落实城市轨道交通工程“风险分级管控”和“隐患排查治理”双重预防机制。在风险监测监控的分级管控基础上，加强轨道交通工程安全质量隐患排查治理工作，落实各参建单位安全质量隐患排查治理主体责任，实现安全质量隐患全面、彻底排查，及时整改、消除的目标，切实推进安全质量隐患排查治理工作规范化、标准化信息工作，严防风险演变和隐患升级，结合轨道交通工程建设实际，开发了隐患排查治理软件系统。

进一步实现系统完善和工作交底；建立和完善隐患排查治理工作制度；计划组织五方主体开展责任内的隐患排查自治；围绕工地现场的五方主体进行有效联动，定期联合督查，严惩重罚，精准控制；要求各管理部门特别是项目部设立隐患排查警示牌，必要时由建设方会同政府监管部门倒查倒逼参建各方落实主体职责。

（十）发展推广自动化监测手段

随着工程智能传感器的研发进步及费用的下降，应用自动化的监测采集手段，代替目前传统的人工监测是发展潮流。通过监测自动化采集分析技术的应用，加快监测数据的采集分析预警速度，有效避免数据采集不及时、人为修改监测数据等问题，并采用大数据、云计算、物联网技术手段来提高风险管理能力。可以通过科研的方式，制定应用方案，在局部工程进行试用，取得经验后进行全面推广。

六、结语

轨道交通工程后续建设任务重，风险管控必须继续加强，即在不断学习、实践和创新的基础上完善风险管控体系。笔者通过持续学习和研究上海、广州、佛山、武汉、南昌、成都、重庆等城市的轨道交通风险控制方法，不断开阔眼界，提高风险管理水平，深刻认识到风险管控要贯穿工程规划设计、施工准备和施工过程以及工后直至交付营运全过程；通过改进宁波轨道交通工程的风险评估工作，大力推广应用监测新技术，完善预警体系，改进巡检和试验检测工作，充分应用大数据，推进风险的监测、评估和处置相互紧密结合，强化各工地项目部监测监控分中心的独立决策力和执行力，以求能短、平、快地解决风险控制问题；并力求在应急预案及物资储备环节采取联动、互动救援机制。