（工程力学专业论文）沈阳地铁一号线土建施工风险分析.pdf

缸 。eir “ j0。o霄 ，e基：” ；：， b yz h a n g l i l i s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h a ow e n n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y f e b r u a r y2 0 0 8 t i o n 露r嚣霭毽，二。w1”分+ f，li幸前碍名傅带t 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰 写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名：私络骼 日 期： 工9 口铲i js 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位 论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 学位论文作者签名：纵铬。绦 签字日期： z 口9g i ，g 导师签名：参文 签字日期：如dg fr j 摘要东北大学硕士学位论文 摘要 地铁工程项目在土建施工阶段存在很多不确定性因素，并且其影响贯穿于各个 阶段。因此有必要对地铁土建过程进行全面的、系统的风险分析，并且给出主要风 险的规避措施。 风险分析的目的是为了降低风险的发生和风险发生后如何降低损失。 论文以风险分析的理论为基础，采用定性和定量以及定性定量相结合的方式， 针对沈阳地铁一号线沿线特点，以风险分析流程为主线，对沈阳地铁一号线土建施 工进行了风险辨识、风险估计和风险评价。 风险辨识阶段结合沈阳的自然环境的特点，给出自然环境风险辨识，包括局部 不良地质和高水位风险因素辨识，根据采用的施工方法给出各施工方法风险因素。 在风险估计阶段，给出了沿线区间及车站的风险因素等级。风险评价阶段，结合实 例，采用层次分析法和模糊综合评价法对沈阳地铁一号线第五标段启功街站深基坑 风险事故进行分析；采用模糊故障树方法对盾构施工的风险进行分析。 论文的最后，针对沈阳地铁采用的主要施工方法所引起的风险，给出规避措施 以及应急响应预案。 关键字：沈阳地铁一号线、风险分析、p = r xc 分级法、模糊综合评价法、模 糊故障树分析法、不同工法应急响应。 r 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h e r ea r em a n yu n c e r t a i nf a c t o r sd u r i n gt h ep e r i o do f c o n s t r u c t i o n , a n dt h eu n c e r t a i n f a c t o r sw i l lg ot h r o u g ha l lt h ep e r i o d s s oi t sn e c e s s a r yt oh a v eag e n e r a la n ds y s t e m i c r i s ka n a l y s i s ，a tt h em e a nt i m eg i v et h ew a y st oa v o i dt h e s e t h ep u r p o s eo fr i s ka n a l y s i si st od e c r e a s et h er i s k sa n dt h el o s so fr i s k s i t sb a s e do nt h et h e o r yo fr i s ka n a l y s i si nt h i st h e s i s ，a d o p t i n g q u a l i t a t i v er i s k m e t h o d ，q u a n t i t a t i v er i s km e t h o da n dq u a l i t a t i v e q u a n t i t a t i v er i s km e t h o d a c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r so fs h e n y a n gs u b w a ya n dp r o c e s s i n gt h el i n eo fr i s ka n a l y s i s , u s et h er i s k a n a l y s i sm e t h o ds u c ha sr i s ki d e n t i f i c a t i o n , r i s ka s s e s s m e n ta n dr i s ke v a l u a t i o nt os h o w t h er i s ko fs h e n y a n gs u b w a yd u r i n gc o n s t r u c t i o n f i r s t l y , i nt h ep h a s eo fr i s ki d e n t i f i c a t i o n , t h er i s k so fn a t u r a le n v o i r e m e n ts u c ha s p a r t l yb a dg e o l o g y ，h i g hl e v e lo fu n d e r g r o u n dw a t e ra n dt h er i s k so fc o n s t r u c t i o n sw i l lb e a n a l y s e d s e c o n d l y , i nt h ep h a s eo fr i s ka s s e s s m e n t , t h ea u t h o ra n a l y s e st h er a t i n go ft h e s t a t i o n sa n dl i n e s t h i r d l y , i nt h ep h a s eo fr i s ke v a l u a t i o n , t h ea n t h o ri n t r o d u c e st h e m e t h o do ff u z z y - c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o na n dt h em e t h o do ff u z z y - f t a , t h e ng i v e s e x a m p l e s i nt h ee n d , t h ea n t h o rg i v e st h em e t h o d so fa v o i d a n c ea n de m e r g e n tp r e d i c t i o n i n c l u d i n gt h er i s ko fo p e n - c u te x c a v a t i o nc o n s t r u c t i o na n ds h i e l dt u n n e l i n gt h a ti s a d o p t e di ns h e n y a n gs u b w a yc o n s t r u c t i o n k e y w o r d s ：t h ef i r s tl i n eo fs h e n y a n gs u b w a y , r i s ka n a l y s i s ，p f rxcr a t i n gm e t h o d , f u z z y - c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d ，f u z z y - f t am e t h o d ，e m e r g e n tp r e d i c t i o no f c o n s t r u c t i o n - l u - k - 目录 东北大学硕士学位论文 独创性声明 目录 摘要 i 】【 a b 蜘限a c t 第1 章绪论 1 1 1 立论依据1 1 1 1 课题来源1 1 1 2 背景情况1 1 1 3 理论意义2 1 2 国内外风险分析在工程项目上的研究现状2 1 2 1 国外研究现状3 1 2 2 国内研究现状4 1 3 国内外风险分析在隧道及地下工程的研究现状6 1 3 1 国外研究现状6 1 3 2 国内研究现状。6 1 4 本论文研究内容和方法8 1 4 1 研究构想与思路8 1 4 2 主要研究内容8 9 2 1 风险的定义9 2 2 地铁建设风险的特点9 2 3 风险辨识。1 0 2 3 1 风险辨识目的一1 0 2 3 2 风险辨识的过程1 0 2 3 3 风险辨识方法。1 1 2 4 沈阳地铁一号线沿线风险辨识。1 3 2 4 1 风险的特点1 3 2 4 2 主要风险因素分析1 5 东北大学硕士学位论文 目录 3 1 工程项目风险估计的内容2 3 3 1 1 风险发生的概率估计2 3 3 1 2 风险损失的估计2 3 3 1 3 风险发生的时间估计2 4 3 2r = p x c 法风险分级2 4 3 - 3 沈阳地铁一号线沿线车站及区间风险分级2 5 3 3 1 沈阳市地铁一号线概况2 5 3 3 2 沿线车站风险分级2 6 3 3 3 沿线区间风险分级3 0 3 4 风险估计方法一m c 方法。3 2 4 1 风险评价。3 5 4 1 1 风险评价的作用3 5 4 1 2 风险评价标准3 5 4 1 3 风险评价水平3 6 4 2 风险评价方法3 6 4 2 1 层次分析法3 6 4 2 2 模糊综合评价法3 9 4 2 3 模糊故障树法4 1 4 3 应用实例4 7 4 3 1 深基坑风险事故模糊综合评价法4 8 4 3 2 盾构施工地面沉降量过大模糊故障树分析。5 2 第5 章关键土建施工应急救援措施。5 7 5 。1 明挖基坑施工突发事故应急措施5 7 5 1 1 围护结构失稳事故应急措施5 7 5 1 2 地表沉降应急措施5 7 5 1 3 围护结构发生漏水、涌砂应急措施5 8 5 1 4 明挖基坑工程施工阶段的防淹措施5 8 5 1 5 管线保护措施5 9 东北大学硕士学位论文 5 2 暗挖法施工突发事故应急措施6 0 5 2 1 隧道坍塌事故应急措施6 0 5 2 2 涌水、涌砂事故应急措施6 2 5 2 3 洞顶下沉、洞内收敛过快事故应急措施6 3 5 2 4 隧道施工过程中引起建筑物沉降的应急措施。6 4 5 3 盾构法施工突发事故应急措施6 4 5 3 1 隧道塌方事故应急措施6 4 5 3 2 穿越铁路和立交桥时的事故预防措施6 6 5 3 3 涌水、涌砂事故预防措施6 7 第6 章结论和展望。 致谢 6 9 7 1 东北大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 立论依据 1 1 1 课题来源 第1 章绪论 ( 1 ) 沈阳市地铁一号线一期工程是沈阳轨道交通规划实施的首条线路。其中地铁 一号线一期工程总长度2 2 1 4 1 公里( 不含延伸线) ，工程总概算9 5 9 7 亿元，平均每 公里综合造价4 3 亿元。计划工期5 4 个月，计划2 0 1 0 年5 月正式运营。 ( 2 ) 沈阳地铁建于热闹繁华的市区，地层条件和地下构筑物的不确定性及周围建 筑物的复杂性加大了施工的难度，同时增加了地铁建设的安全风险。工程项目的技 术构成复杂，设计、施工中的不确定性因素很多。 总的说来地铁建设是一项综合性工程，有涉及专业广、工期长、工种多、施工 条件复杂并且大多通过城市中心区域等特点，因此风险分析对系统化的地铁建设是 十分必要的。 1 1 2 背景情况 由于缺乏风险意识，没有及时加强管理，地下工程建设中灾难性事故时有发生。 如：2 0 0 3 年7 月我国上海地铁4 号线黄浦江隧道口工地发生地面沉降，导致中山南 路一幢8 层高楼房屋严重倾斜；2 0 0 4 年9 月广州地铁2 号线延长线新港东路琶洲 路段地铁隧道因水管爆裂造成大塌方，导致该路段数千居民停水。广州地铁5 号线 大坦沙高架段( 试验段) 工地在打桩施工过程中碰到溶洞，致使桩位附近发生小面积 局部塌方。 图1 1 上海地铁4 号线事故 f i 9 1 1h a z a r do f t h ef o u r t hl i n eo fs h a n g h a is u b w a y 第1 章绪论东北大学硕士学位论文 图1 2 广州地铁5 号线事故 f i 9 1 2h a z a r do f t h ef i f t hl i n eo f g u a n g z h o us u b w a y 这些事故的发生让我们意识到地下工程的建设面临巨大的风险。 1 1 3 理论意义 由于土地资源有限加上人口的膨胀压力，地下空间的开发与利用是时势所趋。 但是由于周边环境的复杂和不确定性因素太多，地下工程成为工程建设中的高风险 项目类型，对地下空间包括地铁建设实行风险管理是十分重要的。 ( 1 ) 风险分析有利于决策的科学化。地铁建设的一个特点就是投资巨大。风险管 理所包括的风险分析和风险决策理论为建设各阶段和各层次的决策者们提供了一 种行之有效的科学方法和途径。 ( 2 ) 风险分析有利于减少工程事故的发生。随着地下空间工程项目的增多，工程 事故也随之增多。深圳、广州、上海接连发生重大地铁建设工程事故，这造成了重 大的经济损失及社会影响。 ( 3 ) 风险分析有利于进一步澄清工程目标、任务和工程风险，增强业主和承包商 的风险意识和合作精神。 ( 4 ) 风险分析有利于明确风险的响应措施，如进行合理的风险回避、损失控制、 风险分离、风险分散、风险转移等，以减少施工中出现问题时纠纷的产生。 ( 5 ) 风险分析过程中提出的风险控制措施，可以保证在施工中有目的的加以落实 和监测，将会有效地减少工程事故的发生，从而保证工程费用的合理使用。 1 2 国内外风险分析在工程项目上的研究现状 有关风险的研究最早可追溯到公元前9 1 6 年的共同海损制度，以及公元前4 0 0 年的船货押货制度，当时欧洲地中海沿岸港口的海上保险揭开了人类探索风险的序 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 幕。早期的风险研究侧重于风险管理，涉及领域包括保险业、经济金融业、企业管 理随着风险管理理念的发展以及数学工具的应用，这门学科已经广泛的应用于 医疗卫生、军事指挥、社会学以及工程项目等。风险管理从经验走向科学，风险管 理的研究逐步趋向系统化、专门化。风险管理是一门应用广泛的独立学科。 1 2 1 国外研究现状 风险管理( r i s km a n a g e m e n t ) 是美国宾夕法尼亚大学所罗门许布纳博士1 9 3 0 年在美国管理协会发起的一次保险问题会议上提出的。1 9 7 5 年美国保险公司管理协 会更名为风险与保险管理协会，标志着风险管理从原来意义上的用保险方式处置风 险转变到真正按照风险管理的方式处置风险。这在风险管理研究上堪称里程碑事 件。 英国南安普顿大学的c b c h a p m a n 教授在r i s ka n a l y s i sf o rl a r g e v r o j e c t s ：m o d e l m e t h o da n dc a s e s ) ) 一书中提出了“风险工程”的概念。他指出风险 工程是对各种风险分析技术的集成，以更有效地进行风险管理为目的，使得在较高 层次上大规模的应用风险管理研究成果成为可能。 英国里丁大学教授r o g e rf l a n a g a n 和g e o r g en o r m a n 出版的( ( p r o j e c tc o n s t r u c t i o n r i s km a n a g e m e n t ) ) 一书中对工程项目风险管理进行了全面的介绍。包括风险及不确 定性产生的背景，风险管理系统的框架，风险管理工具和方法，并给出了实例运用。 a k i n t o l asa k i n t o y e ( 1 9 9 7 ) 在( ( r i s ka n a l y s i sa n dm a n a g e m e n ti nc o n s t r u c t i o n ) ) 1 3 j 中，根据一份对承包商以及工程管理实践方法的调查问卷的反馈信息，总结出了风 险管理对于建筑工程中减少损失及提高利润的重要性。工程风险将会影响到工程的 成本、工期、和工程质量。承包商以及工程管理实践措施对于风险分析和管理主要 还是依靠直觉、判断力跟经验，正规的风险分析和管理技术由于相关知识的缺乏而 很少被应用。 scw a r d ( 1 9 9 9 ) 在( ( a s s e s s i n ga n dm a n a g i n gi m p o r t a n td s k s ) ) 【4 】中，指出一个常 用的确定风险等级的方法是概率效用法，介绍了概率效用表格的形式。同时指出 在成本高效的工程管理中，仅仅去区分概率跟效用的组合是不够的，并介绍了其他 需考虑的因素以及处理的方法。 d a v i db a c c a r i n i 和r i c h a r da r c h e r ( 2 0 0 1 ) 在t h er i s kr a n k i n go fp r o j e c t s ：a m e t h o d o l o g y ) ) 【5 】中，介绍了一种划分工程风险等级的方法一一p r r ( p r o j e c tr i s k r a t i n g ) ，分三步划分风险等级包风险级别、风险管理计划和风险控制。这样做的目 第1 章绪论东北大学硕士学位论文 的可以节约资源、提高效率、能更有效的进行风险管理。 1 2 2 国内研究现状 2 0 世纪7 0 年代末，8 0 年代初引进了项目管理的基本理论、方法与程序。8 0 年 代中期，随着中国经济的不断发展和国外风险管理的理论和书籍的引进，风险管理 在中国逐渐的得到重视和发展，并迅速的应用到工程建设领域中。 清华大学郭仲伟教授( 1 9 8 7 ) 在风险分析与决策【1 】一书中，定义风险为“风 险不仅意味着一种坏兆头的存在，而且还意味着发生这个坏兆头的渠道、可能性和 。 后果”。该书较为系统全面的介绍了风险分析的过程和内容，风险分析的方法，包 括定量分析和定性分析，并且给出了决策方法。该书是我国最早的有关风险分析的 书籍。 王卓甫( 2 0 0 3 ) 在工程项目风险管理理论、方法与应用【2 】一书中，系统 地介绍了工程项目风险管理的识别、估计、评价、应对和监控的理论、方法和应用， 以及工程项目风险管理的决策问题。风险估计方法中对构造概率模型和蒙特卡罗法 进行了详细的阐述并给出实例计算。 卢有杰( 1 9 9 7 ) 在项目风险管理【6 j 一文中提出项目风险管理步骤的实施：1 风险识别，有核对表法、问卷调查法、事件树法等；2 风险估测，就是确定风险事 件的概率分布和风险事件各种后果的价值；3 制定风险防范措施，包括回避、减轻、 自留和转移；4 风险控制。 钟伟容( 2 0 0 1 ) 在国际工程项目施工风险分析和研究【7 j 一文中，认为我国国 际工程项目施工存在三个方面的问题：1 竞标签订合同阶段，由于缺乏前期风险分 析而给项目施工阶段带来的风险；2 大多数承包商在风险评估、风险管理上还停留 在单纯的经验管理阶段：3 国内外对项目有关合同条款和问题的理解上存在着差异。 给出施工风险的分类、风险管理的流程和应对措施。 戴树和( 2 0 0 1 ) 在风险分析技术( 一) 1 8 1 文中，他认为风险是由两部分组成的： 一是危险事件出现的概率；二是一旦危险出现，其后果严重程度和损失的大小。他 介绍了一种风险分析的方法，包括失效模式、后果与严重度分析法、失效树法( 故障 树、l 、事件树分析法、基于可信性风险分析。 杨作安( 2 0 0 1 ) 在蒙特卡罗模拟法在矿山投资决策中的应用 9 1 文中，介绍 了风险分析中随机模拟实验方法蒙特卡罗方法。针对矿山的生产实际，将蒙特 卡罗模拟法与净现值法结合起来的操作方法，利用计算机编程，实现了对矿山投资 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 项目的技术经济动态分析。 赵艳萍( 2 0 0 1 ) 在模糊故障树分析及其应用研究1 1 0 1 一文中，基于传统的故障 树分析的困难( 如精确的概率量化需要大量的数据统计或者数据无法获取) ，提出了 运用模糊理论来分析故障树的基本事件跟顶事件的发生概率。并在对立体仓库各个 环节发生故障的模糊信息进行了处理，得到了理想的数据。并且证明了该方法的有 效性。模糊故障树分析法解决了传统故障树分析不能处理同时存在随机不确定性和 模糊不确定性的故障事件的问题。 钟登华、张建设( 2 0 0 2 ) 在基于a h p 的工程项目风险分析方法【1 1 】一文中，考 虑到a h p 应用于工程项目的风险分析较少，介绍了针对工程项目风险分析的特点， 提出了基于a h p 的工程项目风险分析方法，采用a h p 方法进行了风险因素的重要 度排序、系统的风险度评价以及风险响应措施的选择。 黄艳敏和郝建新( 2 0 0 4 ) 在( ( w b s r b s 法在城市轨道工程风险辨识中的应用 1 2 j 一文中，根据城市轨道工程风险辨识存在的问题及其特点，将w b s r b s 风险辨识 法引入城市轨道工程中。并通过案例，说明运用w b s r b s 法进行城市轨道工程风 险辨识的基本过程。 毛儒( 2 0 0 4 ) 在论工程项目的风险管理 x 3 】一文中，认为“工程项目风险管理” 作为一门新兴事业受到国外工程界重视而发展起来并在实践中得到应用的原因，是 因为进行工程项目评估与管理所增加的投资要远小于基于概率统计的工程事故所 造成的损失。风险管理是现在经济领域中不可缺少的一部分。而我国在工程建设项 目中出现的一些重大的坍塌事情也警示着人们风险管理的重要性。他同时给出了风 险管理的基本步骤，1 收集各种文件资料2 决定何种业务表现会影响盈亏3 认定可 能产生的负面事故4 估计每一个可能引起事故的财政风险5 研究减低风险的可能方 案6 定出每一修改方案的影响度。 国外风险分析，其本质的出发点是从人的角度出发，对人的安全、健康和环保 以关爱的态度来进行安全的评估和控制，以求达到风险分析的目的。国内的风险分 析侧重于以设备和技术为主线来达到风险管理的目的。另外，在风险管理的方法上 国内主要采用“归纳法 ，即以某类安全和事故的教训为基础，属于被动性管理。 国外除了应用“归纳法 外，更多的是采用“演绎法 ，即运用现代科学手段去研 究事务发展的规律和可能性【3 1 】。 目前国内的风险分析存在以下的不足之处：首先大多数的风险分析还停留在定 性和定量相结合的水平上，完全进行定量分析的还不多见。其次，风险率的确定人 第1 章绪论 东北大学硕士学位论文 为因素很大。 1 3 国内外风险分析在隧道及地下工程的研究现状 1 3 1 国外研究现状 2 0 世纪7 0 年代以后，美国的h h e i n s t e i n 开始将风险分析引入到隧道与地 下工程中并撰写了多篇有价值的文献。九十年代发生的多起隧道坍塌事故如丹麦的 、 哥本哈根地铁工程坍塌事故，引起了公众和业主对地下工程施工中的潜在风险的特 别关注，随后风险管理已经成为地下工程必不可少的一部分，风险管理的研究也取 得了一定的成果。 h h e i n s t e i n 是地下工程风险分析的代表人物，在( ( r i s ka n dr i s ka n a l y s i si n r o c ke n g i n e e r i n g ) ) 0 4 1 ( 1 9 9 6 ) q h ，论述了在岩石工程中的风险分析和风险决策。并提 出了隧道工程风险分析的特点和应遵循的理念。 h e i n zd u d d e c k 在( ( r i s ka s s e s s m e n ta n dr i s ks h a r i n gi nt u n n e l l i n g ) ) t 1 5 1 ( 2 0 0 3 ) q b ， 讨论了风险的类别：功能上的风险，结构上的风险和合同上的风险。导致风险的原 因是复杂和相互联系的，作者给出了适合的隧道评估方法。 s o r e nd e g ne s k e s e n 在( ( g u i d e l i n e sf o rt u n n e l l i n gr i s km a n a g e m e n t ) ) 1 1 6 1 ( 2 0 0 4 ) 中，详细的阐述了风险管理在隧道及地下工程的应用指南。包括风险管理的应用、 目标；设计阶段的风险管理、合同期风险管理、建设阶段风险管理、风险管理的步 骤以及风险管理的方法，包括故障树法、事件树法、决策树法、蒙特拉罗法等。 h s b d u z g u n 在( ( a s s e s s m e n ta n dm a n a g e m e n to fr o o ff a l lr i s k si nu n d e r g r o u n d c o a lm i n e s ) ) 【1 7 l ( 2 0 0 4 ) 结合煤矿坍塌事件给出了风险估计，定量的风险分析和决策方 法。并根据美国某地区1 2 个地下煤矿的1 1 4 1 个坍塌事件，给出了坍塌事件发生的 概率。针对某一个地下矿给出风险评价模型，并将此模型推广应用在该地区的其他 煤矿上。 1 3 2 国内研究现状 我国在隧道及地下工程的风险管理研究方面，目前还是以理论和定性的研究为 主。而且仅是从风险管理方面进行的初步研究。 同济大学的黄宏伟教授及其课题组在我国隧道及地下工程方面做了很多研究， 发表了多篇有价值的论文。隧道及地下工程建设中的风险管理研究进展( 2 0 0 5 ) 一文中，论述了风险的定义，风险发生的机理，国内外研究进展，风险管理存在的 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 问题，风险管理研究展望。此外，在变异地层盾构隧道工程工期风险损失，深基坑 工程施工风险分析，隧道工程风险分析方法上进行了研究。 丁士昭( 1 9 9 2 ) 对我国广州地铁首期工程、上海地铁一号线工程等地铁建设中的 风险和保险模式进行了研究。 上海崇明隧道工程风险分析( 2 0 0 2 ) 【1 8 】是我国这一领域的里程碑，也是我国风险 分析技术应用在隧道工程上的第一个大型项目。整个风险评估研究包括崇明越江通 道工程风险分析概述、建设期风险分析、运营期风险分析、河势演变风险分析、生 态环境影响风险分析、工程交通量预测风险分析、财务风险评估。 毕忠伟( 2 0 0 4 ) 在地下工程可靠性分析方法与进展 1 9 l 文中，分析了地下工 程可靠性分析的特点，有岩体本身的不确定性、统计的不确定性、模型不准确引起 的不确定性。并介绍了地下工程可靠性的研究方法，包括蒙特卡罗法、二阶矩法、 随机有限元法。 王岩( 2 0 0 4 ) 在地铁区间隧道安全评估的层次模糊综合评判法【2 0 】一文中较全 面的分析了影响地铁区间隧道安全体系的各个因素，建立了层次结构模型。运用模 糊综合评判法对整个安全体系进行多层次的综合评估，建立了一套科学合理的地铁 区间隧道安全评估方法。 路美丽( 2 0 0 5 ) 在风险管理在城市地铁工程中的应用初探 2 1 】一文中，分析了 地铁工程风险管理研究的现状，给出了国内学者对于风险的定义。在此基础上，给 出她对风险的定义：地铁工程的风险定义为地铁工程从可行性研究、设计、施工、 竣工验收到运营整个过程中，其目标费用、工期、质量水平与其实际费用、工期、 质量水平之间的差异程度。文中列举了国外学者对于风险管理的定义。给出地铁风 险管理的流程及分析方法。 边亦海( 2 0 0 6 ) 在博士论文基于风险分析的软土地区深基坑支护方案选择【2 2 】 中，对深基坑工程事故原因进行了分析，包括勘察失误、设计失误、施工失误、监 理失误、监测失误、建设单位的管理失误。在深基坑的支护方式风险分析中，引入 模糊数学的理论，对三种支护方式进行了模糊事故树分析。对于深基坑工程的施工 环境影响做了分析。 张少夏( 2 0 0 6 ) 在硕士论文隧道工程风险分析方法及工期损失风险研究【2 3 】中， 对风险分析方法分定性、定性定量、定量方法进行了介绍，并比较了各自的优缺点。 并应用故障树法、模糊综合分析法对隧道工期损失给出了定量分析。建立了隧道工 期风险预警系统。 第1 章绪论东北大学硕士学位论文 尽管风险分析方法己有几十年历史，但是这些分析方法应用于地下工程的报道 实例不多，资料和数据也有待积累。地下工程的高风险性本身又要求必须进行施工 风险分析，从而在投资预算内尽量避免事故发生。因此，目前只能按照其原理借鉴 其他领域的应用概念进行类比分析，然后在积累经验和资料的基础上，逐步加以改 进和完善。 1 4 本论文研究内容和方法 1 4 1 研究构想与思路 结合在建沈阳地铁一号线土建施工工程，对沿线区间及车站的土建风险进行风 险辨识，找到主要风险、施工的重点和难点；在风险辨识的基础上对沿线区间和车 站进行风险分级；针对某施工标段给出风险评价模型以及定性和定量的风险分析。 1 4 2 主要研究内容 ( 1 ) 结合沈阳地质、水文、气候特点，给出沈阳地铁一号线土建施工工程项目的 沿线风险因素辨识。 ( 2 ) 沈阳地铁一号线土建施工风险估计，给出沿线区间和车站的风险分级，找出 各区间和车站施工中的难点和重点。 ( 3 ) 针对沈阳地铁一号线第五标段施工情况，给出评价模型，并进行定性和定量 分析。 第2 章土建施工风险辨识 2 1 风险的定义 风险与危险的概念是不同的，但却常常被混淆。危险只是意味着一种坏兆头的 存在，而风险不仅意味着坏兆头的存在，还意味着发生这个坏兆头的渠道、可能性 和后果1 1 j 。可以说目前关于对地下工程中风险的认识还没有达成一致，这是因为研 究目的的不同，造成了出发点、角度、策略方法的不同，当然对风险的理解也就不 同。 风险的概念包括两个重要组成部分即风险事件发生的可能性以及事件潜在的 风险损失。这里，对于地铁项目而言，把风险定义为：在以工程项目正常施工为目 标的行动过程中，如果某项活动或客观存在足以导致承险体系统发生各类直接或间 接损失的可能性，那么就称这个项目存在风险【2 3 】。 2 2 地铁建设风险的特点 地铁建设由于本身工程内容和地域环境等形成其风险特征可有： ( 1 ) 可导致工程发生重大事故的风险源是自然灾害与人为意外并重，涉及因素 广。 ( 2 ) i 程线形展开，具有规模大、综合性、沿线情况各异等特点。 ( 3 ) 自然灾害变化及突发事件( 如未探明不良地质及管线、材料短缺、施工设备 故障、周边施工等) 也是导致事故的风险源。 ( 4 ) 地下工程经验性强。选用有良好资质、业绩优异的施工队伍进行地铁工程施 工，并有独立第三方监控对防范工程风险减少事故及损失具有重要作用。 ( 5 ) 地铁建设为重大公共工程，为公众和舆论关注的热点，风险敏感性高。 总之，在地铁施工中可能存在的风险不尽相同，各种风险导致的损失也不可能 完全一样，但无论从时间方面还是从空间方面考虑，地铁施工项目由于具有投资规 模大、实施周期长、不确定因素多、经济风险和技术风险大、在国民经济和社会发 展中占有重要战略地位等特点，在建设中可能面临的风险种类更繁多，各种风险之 间的相互关系错综复杂。 第2 章沈阳地铁一号线土建施工风险辨识 东北大学硕士学位论文 2 3 风险辨识 风险辨识主要是对所有可能出现的地铁安全风险事件来源和结果进行实事求 是地调查分析。针对地铁不同的部位、特点、性质、规模和技术条件，风险的管理 人员根据自身的知识、经验和丰富信息资料，选择多种方法和途径，尽可能全面地 辨识出所面临的各种风险，并加以分类。风险辨识是风险评价的基础。风险辨识所 要回答的问题是：存在哪些风险，引起风险的主要原因，风险的预防和控制措施， 风险辨识的方法等。 2 3 1 风险辨识目的 风险辨识的目的包括以下四个方面： ( 1 ) 识别出可能对项目进展有影响的风险因素、性质以及风险产生的条件，并据 此衡量风险的大小。 ( 2 ) 记录具体风险的各方面特征，并提供最适当的风险管理对策。 ( 3 ) 识别风险可能引起的后果。 ( 4 ) i 1 匿过风险辨识，应建立以下的信息： 存在的或潜在的风险因素；风险产生的后果，影响的大小和严重性；风险产生 的可能性；风险发生的可能时间；风险与本项目或其他项目及环境之间的相互影响。 2 3 2 风险辨识的过程 风险辨识主要包括收集资料、分析不确定性、确定风险事件、编制风险辨识报 告等。 ( 1 ) 收集数据或信息 包括工程项目环境方面的数据，如水文地质情况，周边建( 构) 筑物情况、管线 情况等；类似工程相关数据；工程设计、施工文件等。 ( 2 ) 分析不确定性 如施工阶段的不确定性；不同目标的不确定性；工程结构的不确定性；工程环 境的不确定性。 ( 3 ) 确定、归纳、分类风险事件 在工程项目不确定性分析的基础上，进一步分析这些不确定因素引发工程项目 风险的大小，然后对这些风险进行归纳、分类。 ( 4 ) 编制工程项目风险辨识报告【2 】 东北大学硕士学位论文第2 章沈阳地铁一号线土建施工风险辨识 包括风险的类别、存在的风险因素、事故后果严重程度、事故发生的可能性和 预防处理措施。 2 3 3 风险辨识方法 2 3 3 1 专家调查法 专家调查法又称为德尔菲法。该方法首先由项目风险管理人员选定与项目有关 领域的专家，并与之建立直接的函询联系，通过函询进行调查，收集意见后加以综 合整理，然后将整理后的意见通过匿名的方式返回专家再次征求意见，如此反复多 次后，专家之间的意见将会逐渐趋于一致，可以作为最后预测和辨识的依据。 表2 1 盾构施工地面沉降量过大风险调查表 t a b l e 2 2i n v e s t i g a t i o no fs e d i m e n t a t i o nb ys h i e l dt u n n e l i n gc o n s t r u c t i o n 经济损失工期损失环境影响 概率信心 最可最可最可 编号风险事故 能值信心 能值 信心 能值信心 水平指数 指数指数指数 c 兀天 s l盾构机沉陷 2漏水漏浆 3施工不当 专家调查法是风险分析中很重要的一种方法，很多定量问题的解决都需要应用 专家调查法得到的数据，因此也可以说专家调查法是解决定量问题的一个基础。专 家调查法调查的对象可以是有资质及经验丰富的施工单位、设计单位、科研部门以 及高校。针对专家调查法得到的数据，一般都采用加权平均法或频率统计法进行归纳。 加权平均法即各个专家根据资历、职称、影响力等设定相应的权重，然后对其所做的 判断按其相应的权重进行累加，最后得到的就是所需目标的最可能值；而频率统计法 就是将每一位专家的数据作为一个样本，然后计算每一个数据的样本数量。可得所需 目标的频率分布曲线，对该曲线取相应的特征值，就可得到需要的结果。 如表2 2 采用了“信心指数法1 2 4 】。该方法在调查中引入“信心指数”这个概 念。所谓信心指数就是专家在做出相应判断时的把握程度，也可以理解为该数据的 客观判断可靠程度。这意味着由专家自己进行数据的可靠性或客观性评价，提高了 笫2 章沈阳地铁一号线土建施工风险辨识 东北大学硕士学位论文 数据的实用性。信心指数范围为【1 ，1 0 。 若有a 、b 、c 、d 四位专家对表2 1 盾构机沉陷概率水平打分和信心指数，结 果如表2 2 表2 2 专家打分表 t a b l e 2 3m a r k e db ye x p e r t s 专家 abcd 概率 信心 概率水 信心概率 信心概率 信心 编号风险事故 水平指数 平 指数水平指数水平指数 1 盾构机沉陷5 o 86 o77 o89 06 专家a 认为盾构机沉陷的概率为5 0 ，信心指数为8 。即专家a 认为给出概 率为5 0 的把握为8 0 ，还有其他2 0 的别的结果的可能。将这2 0 按照平均或 递变的规律分摊到其他结果上。得到盾构机沉陷的概率水平为6 4 9 5 。 2 3 3 2 事件树分析法 事件树分析( e v e n tt r e ea n a l y s i s ) 其实质是利用逻辑思维的规律和形式，从宏观 的角度去分析事故形成的过程。 它的理论基础是，任何一个事故的发生，必定是一系列事件按时间顺序相继出现 的结果，前一事件出现是随后事件发生的条件，在事件的发展过程中，每一事件有两 种可能的状态，即成功和失败。这是我国国家标准局规定的事故分析的技术方法之一。 它的具体操作是：从事件的起始状态出发，用逻辑推理的方法设想事故的发生 过程，然后根据这个过程，按事件发生先后顺序和系统构成要素的状态( 成功或失败 两个状态) ，并将要素的状态与系统的状态联系起来，以确定系统的最后状态，从而 了解事故发生的原因和发生的条件 事件树具有如下特点： ( 1 ) 事件树分析是一个动态过程 事故的发生是一连串事件连续失败的结果，而且是一环扣一环，形成一个事故 链。若这些环节事件中有一个不失败，则事故就不会发生。 ( 2 ) 可以指出防止事故发生的途径 在分析所有可能的结果中，那些不会发生事故的结果就是防i 懒发生的各种途径。 ( 3 ) f l 皂够找出消除事故的根本措施 总之，事件树分析是以选择某一风险因素为开始事件，按照逻辑推理，推论其 各种可能的结果以及产生这些结果的途径。使用这种分析方法，需要大量的资料和 东北大学硕士学位论文第2 章沈阳地铁一号线土建施工风险辨识 时间，故旨在风险很大或隐患很深的系统中才采用这种分析方法。 2 3 3 3 故障树法 故障树分析方法( f a u l tt r e ea n a l y s i s ) 是1 9 6 2 年由美国贝尔实验室的维森首先 提出的，1 9 7 0 年我国开始介绍并运用。故障树是由若干个节点以及相连结这些节点 的线所组成的，每个节点表示某一具体事件，而连线则表示事件之间的某种特定关 系。故障树分析是分析系统事故和原因之间的因果逻辑关系，即从某一特定的事故 开始，运用逻辑推理的方法，找出各种可能引起事故的原因，识别出各种潜在的风 险因素，甚至求出事件发生的概率，并据此提