上海地铁 11 号线关键节点工可阶段工程风险评估

摘 要：最大程度地减小市区地铁施工中的风险事故发生率以及事故造成的损失，已成为一个迫切需要解决的课题。根据风险评估流程，结合上海地铁 11 号线工程实例，对该线工可阶段关键节点的主要风险，采用专家调查法和层次分析法进行了识别和评估，最后针对关键节点的风险控制提出了一些建议。

关键词：地铁；风险分析；风险评估 0 引 言

地铁工程与地面工程项目相比，由于其所处介质的复杂性和不确定性，因而在建设阶段存在很大的风险。工程建设中由于人为或非人为因素导致工程事故，从而造成巨大经济损失、引起严重社会影响的例子不胜枚举，如：2003 年上海 4 号线联络通道建设中的事故，2004 年广州地铁塌方事故及 2004 年新加坡地铁工作井事故[1]。

从地铁项目立项开始，如何选择合理的技术方案、如何减少工程对周边环境的影响等问题的决策和执行都需要综合风险和效益。风险评估通过计算风险效益来选择风险控制措施以降低各种风险，为工程决策提供依据。

目前，风险管理已经在隧道工程中有一定应用。Einstein H H 指出了隧道风险分析的特点和理念[2]；Snel A J M 和 Hasselt D R S van 提出了“IPB”风险管理模式；Stuzk R 将风险分析技术应用于公路隧道；Nilsen B 对海底隧道风险进行了深入分析；国际隧协颁布的 Guidelines for tunneling risk management[5]为隧道工程风险管理提供了参照标准。20 世纪 90 年代初，上海地铁 1 号线在工可阶段完成了风险评估，首次将风险评估应

用于国内地铁隧道。李永盛等完成的崇明越江通道工程风险分析研究课题[6]，是国内第一个对大型软土盾构隧道工程进行风险评估的项目；陈龙对软土地区盾构隧道的技术风险分析进行了比较系统和完善的研究[7]。

地下工程的决策、管理和组织贯穿于工程的规划、设计、施工和运营期。目前上海市政府已经把重大工程的风险管理提上了日程。本文针对上海地铁 11 号线的工可阶段进行了风险评估，研究了建设中各关键节点工程的施工环境、工艺、质量和安全等方面可能存在的风险事故，并采用专家调查法和层次分析法对各风险点进行了评估，得到了定量的风险估计，为工程的决策、招投标及工程保险等提供了较为可靠的科学依据。 1 工程概况及关键节点

上海地铁 11 号线（R3 线）线路呈西北–东南走向，线路长约 59.41 km，共设 27 座车站，见图 1。其中主线（城北路站—上南路站）从嘉定经中心城至临港新城，长约 46.6 km，设 23 座车站；支线（嘉定新城站—墨玉路站）连接上海国际赛车场和安亭汽车城，长约 12.81 km，设 4 座车站[8]。

地铁 11 号全线由高架段和地下盾构段组成，不仅有地下隧道风险特点，并且有高架段风险以及它们之间的衔接风险；其沿途经过不少繁华地段，将在 9 个车站与 14 条轨道线路换乘，多次穿越河流（如黄浦江和吴淞江等）、重要公路（如 A12 高速公路）、铁道线（如沪宁铁路）。由于这些特定的工程性质，风险评估对其尤为重要。

其施工过程中的关键节点工程包括：①高架跨越地面道路施工；②高架跨越河道工程施工；③盾构穿越沪宁铁路施工；④盾构穿越合流污水总管施工；⑤盾构穿越内环高架施工；⑥盾构相邻交叠穿越施工；⑦盾构穿越地铁 3 号线施工；⑧盾构穿越吴淞江施工。 2 风险评估 2.1 风险评估流程

风险评估通常分为 3 个步骤：

（1）风险辨识：分析工程施工期所有的潜在风险因素并进行归类；整理、筛选，重点考虑那些对目标参数影响较大的风险因素。

（2）风险估计：对风险因素发生概率和后果进行分析和估计。 （3）风险评价：对目标参数的风险结果参照一定标准进行评判。 其流程如图 2 所示。

2.2 风险识别

各关键节点工程的风险事故（共 36 项）列于表 1。

2.3 风险评价等级

风险的两个重要因素是风险事件发生的概率和损失。结合地铁 11 号线的实际情况，在征求部分上海专家意见和已有的多条类似线路施工经验的基础上，参照国际隧道协会[5]，给出概率、损失风险等级评定标准以及针对风险事故的等级划分标准[8]。 依据风险发生的概率（频率）的大小将风险进行分级，如表 2 所示。

地铁及地下工程中，一旦发生风险就会对工程项目、第三方或周边环境造成损失，考虑不同损失（如费用、工期、人员伤亡等）严重程度的不同，建立风险损失的等级标准，如表 3 所示。

在进一步的风险评估中，还可以根据具体不同风险承险体对象（工程项目、第三方或周边环境）制定不同的风险损失等级标准。

不同的风险需采用不同的风险管理和控制措施，结合风险指标[7]，建议不同等级风险的接受准则和相应的控制对策，如表 4 所示。

为了使风险评估结果更直观，可采用不同的颜色标识表示不同的风险等级。 2.4 风险评估

采用“专家调查法”对所辨识的风险点进行专家调研和资料整理收集，分析地铁 11 号线工程在建设期各项关键节点工程施工可能潜在风险事故，通过研究开发的隧道施工风险与控制软件（TRM）计算风险指标并进行风险等级评定[9]，风险等级评价见表 1。 盾构穿越沪宁铁路施工中尤其要重视高密度列车动荷载对盾构施工的影响、盾构穿越引起的地表沉降变形以及地基加固、铁轨差异沉降对铁路运营的影响；管道结构的保护在盾构穿越合流污水管道中非常重要；桥梁桩基产生挠曲变形过大是盾构穿越内环高架施工中一个很大的风险点；盾构穿越吴淞江施工时尤其要避免江底推进时发生塌方、河道防汛及周围建筑物的破坏。

将以上各风险点（表 1 中所列 36 项）作为底层因素，各关键节点工程综合施工风险作为顶层因素，采用层次分析法对 11 号线各关键节点工程进行风险评价，得到工程风险等级见表 5。

从表 5 中可以看出，盾构穿越沪宁铁路工程是关键节点工程中最为重要的一项，其施工风险等级为五级，风险不可接受，必须采取相应措施对风险进行规避或转移；盾构穿越合流污水总管、内环高架、吴淞江以及盾构的相邻交叠穿越也是关键节点工程中很重要的环节。

将 8 个关键节点工程视作为一个整体，根据表 1，6 的结果计算得到地铁 11 号线关键节点工程综合风险等级为四级。风险部分可接受，需要采取一定的控制措施。 2.5 风险控制讨论

（1）盾构的相互叠交穿越、穿越合流污水管道、穿越内环高架、穿越地铁 3 号线等多项关键节点施工风险很大，并且这些关键节点交汇于地铁 11 号线中山北路站附近区域。

在这些节点处施工时须充分考虑区域各种构筑物之间的相互影响，采用合理的施工及控制措施。

（2）全国目前穿越重大铁路枢纽工程施工案例不

多，上海西站地下穿越沪宁铁路工程施工风险需要重视，同时由于需要和国铁等部门的协商，各项控制标准和技术措施都需要预先进行科研分析。

（3）地铁 11 号线地面段高架穿越施工中需要跨越多条道路和河流，尤其是跨越静宁路、沪宜公路等工程，跨越跨径大，结构形式变化较大，需要重视该关键节点工程的设计和施工方案的制定，充分考虑周围的环境条件。

（4）吴淞江位于上海城区内，河道较宽，地铁11 号线工程穿越区段的边界、地质、水文条件复杂，在盾构施工前，一定要做好地质勘探和环境调查。

（5）由于采取风险控制措施可能导致某些原本不存在的附加风险发生，对这些附加风险宜进行二次评估。 3 结 论

（1）上海地铁 11 号线关键节工程综合风险等级为四级。关键节点工程的施工风险普遍比较大，需要重视施工和管理，并且进行前期科研工作，进行详尽的勘查、调研和分析，制定科学的设计、施工方案，制定应急防监控系统和应急预案。

（2）风险评估的方法有多种，究竟采用何种合理的方法值得深入探讨。本文采用专家调法及层次分析法是隧道工程施工中风险评估的有效手段，经实例证明切实可行。 （3）定量得到了上海地铁 11 号线各关键节点的风险等级，为工程决策、招投标及保险等提供依据。

（4）风险管理是一个动态的过程。本文完成的风险评估是依据工可阶段的有关资料得到，随着工程建设的发展，应跟踪风险的发展状态，实现工程动态风险管理。

参考文献：

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[12] 郭仲伟. 风险分析与决策[M]. 北京: 机械工业出版社,1986. (GUO Zhong-wei. Risk analysis and decision[M].Beijing: China Machine Press, 1996. (in Chinese))