基于肯特指数法的复杂环境地铁车站施工风险评价

肖敏华 刘娉婷

经济的飞速发展使得人们对于地下空间的使用需求不断增大，城市隧道工程的施工建设项目的数量持续增长，伴随着地铁隧道修建规模的日趋增大，地下工程的安全风险评估与管控成为热议话题。因此，对于处于复杂环境下的城市地下工程的施工进行风险管理显得尤为重要。

一、风险管理

风险概念的首次出现在19世纪末，由西方的经济学领域所提出。工程风险评估作为一种逐步形成的边缘性学科，集合了诸如结构性系统可靠性原理、管理学、概率论等多学科、多体系、多种技术手段，并根据自身的工程实际项目的建设需求而提出。

风险的组成内容为施工过程中的潜在不利事件的发生概率和对工程影响的严重后果组成。风险的评估参与到了工程施工的各个过程中，贯穿始终，以此来达到削弱风险对于管理行为的影响。

风险评价又被称为安全性评价，它是一种对风险事件的发生概率、损失程度以及其他的一种综合性评估，它的评估基础为风险管理的各个流程。风险评估最终得到的结果为工程过程中风险事件可能发生的概率以及风险的严重程度，并将所得到的结果与行业内部所指定的风险安全规范进行对比，风险管理一般分为四个步骤，内容分别为风险的识别过程、风险的估计、风险的评价以及风险的预警。

二、肯特指数法

19世纪90年代，美国学者Kent针对油气输送管道的风险评估提出了一种名为肯特指数法的分析方法。肯特法基于过往已有的工程经验和相关的工程实测统计数据，通过计算来组成具有指标性的一组风险评价法则。按照类型来区分，属于“半定性定量”的评价方法，类似于专家调查法对风险因素进行评价打分赋值，建立指标来确定风险等级，形成一个相对风险指数来表示风险程度，但肯特指数的结论综合了风险损失和发生的概率大小，比专家调查法更具有准确性和严谨性，该风险评价方法已经发展到了较为成熟的阶段。

图1为肯特法的内容与步骤。

图1 肯特法风险评价流程

评价步骤如下：

1.定性分类风险事故因素，即风险的识别

肯特法的划分归类原则是依据相关的风险评价规则以及风险的分级原则来制定的。肯特指数法根据一定的规则和分段原则对评价对象进行划分归类，根据风险因素导致的结果不同，将风险影响因子归类到独立的风险：即第三方破坏风险（Third-party damage Index）、腐蚀风险（Corrosion Index）、设计风险（Design Index）、误操作风险（Misoperation Index）四大类，每一类事故的评分指数最高为100分。

2.对风险因素逐个进行分析和评分

对事故发生的可能性进行标准化的评价，即分数大小是依据该因素相对于事故发生概率和目前评价对象所处的状态而定。评估赋值越大，说明目前风险的应对情况良好，也就是引起的发生事故的可能性越小，反之风险程度越高。

3.评分得数相加，得到指数和S

各指数之和为S（S=T+C+D+M），四类因素得指数总和在0至400分。以“指数和”的形式作为风险事故概率的度量。

4.依照风险所产生的后果的严重程度来确定影响指数K

假定风险事件已经发生，估测该事件会造成的损失情况和影响范围，求取风险对应的损失指数K（K=M/N）.

5.计算相对风险数（R=S/K）

R的数值大小直接反应风险的程度。相对风险数R值于它所代表的风险程度水平成反比。即施工的安全程度随着相对风险数值R的增大而减小。

三、工程概况

施尧站位于赣抚冲积平原区的二级阶地，地处鄱阳湖滨湖前后缘地带，地表水系发育，4～6月为雨季，降雨量多达全年降雨量的半数，常有暴雨洪涝灾害。地层自上而下依次为0.6～0.7m厚的杂填土、0.6～4.0m厚的素填土、0.8～7.8m厚的粉质黏土、2.0～11.5m厚的中砂、1.4～7.5m厚的粗砂、4.5～12.2m厚的砾砂、圆砾、0.5～1.2m厚的强风化类型的泥质粉砂岩，再往下一层为中风化程度的泥质粉砂岩和钙质泥岩。场地周边环境主要为居民区、城市道路，道路两边地下管线复杂。车站周边建筑很多，不仅有距离车站约10m的工厂、距离车站约11m的超市、距离车站约14m的药房、医院综合楼（距车站约16m）等，建筑较多、较近和密集；周边城市道路主要为双向4车道的迎宾北大道和江铃六路；周边管线数量庞大且密度大，图2为南昌地铁施尧站的车站标准断面图。

图2 地铁车站标准断面图

四、基于肯特指数法的安全性评价指标体系的建立

对于地铁车站的风险评估过程而言，建立风险评估的指标体系是评估的基础，肯特指数法的运用在指标体系的建立过程中得到实现。本文通过德尔菲法、问卷法等方法，参考了相关的城市隧道的风险技术规范，建立了适合于隧道车站工程的风险评价指标体系。

在如图3的施工风险指标体系中，本文将得到的24个风险因子归为三类：环境因素、施工因素以及管理因素。在该体系中，二级风险指标环境因素U1代表施工过程中遇到的地质岩性、水文水质、地下水条件、周边建筑、周边人文等会影响到施工安全的因素，将该二级指标划分为地质环境U11、水文环境U12、周边环境U13、地下管线U14四个三级风险指标。施工因素指的是在隧道车站的施工过程中的施工器械设备、施工技术、材料质量、施工工序以及在特殊的环境下的应对措施等风险因素。该指标下包含土方开挖措施U21、地基加固措施U22、施工材料质量U23、施工组织设计U24、主体结构施工U25、施工设备质量U26、降水排水措施U27、特殊应对措施U28、围护与支护体系质量U29、设备保养维修U210。管理因素主要表示“人”的因素和安全措施，所包含的三级风险指标为：安全防护器具U31、安全人员配备U32、职业健康水平U33、施工技术水平U34、安全管理意识U35、监控量测规范U36、安全知识教育U37、施工单位资质U38。

图3 施工风险指标体系

本文通过所建立的施工指标体系对风险进行权重的计算并得到最终的工程风险值，针对体系中的风险因子，提出隧道施工的风险应对对策：

在施工过程中，土方开挖措施不合理容易导致隧道坍塌，路面坍塌、管线破坏等风险，因此，在施工开始之前，采用人工挖探，以弄清楚管线的相对位置及埋深等具体工程情况，严格控制管棚、小导管、袖阀管及二重管施打的位置与角度，避免破坏管线；同时，对于雨污水管道，施工前采取截流和抽排形式阻流，给水管道采用悬吊保护措施；

五、结语

考虑到地下工程具有不确定性和复杂性，在阅读了相关文献后，针对地铁隧道的施工向专家进行了咨询，同时结合工程的相关经验，建立了适用于隧道施工安全风险评价的指标体系，可以根据该风险体系来评定复杂环境下隧道施工的安全风险等级，并根据评价结果对施工进行安全性指导。既能够全面地评估施工安全，也能够突出风险的重点，进行重难点施工，为有着类似环境的工程项目提供科学合理的风险评估以及风险应对措施。

本文将肯特指数法的模式运用到复杂管线环境下地铁车站的施工风险评价指标体系的建立中，结合南昌施尧站的工程实际情况，对地铁施工进行安全评价，将隧道施工安全分为24个三级风险指标，将三级指标归类分析，形成三个二级指标因素，这些风险指标分级形成了整体评估体系，该体系是开展隧道施工安全风险评价的有效工具和基础，有效预防重大施工事故的发生，指导施工，保障施工全过程的建设安全。