地铁安全风险评估研究与探讨

地铁安全风险评估研究与探讨

郭睿  孙哲  田浩然

(沈阳城市建设学院土木工程学院，沈阳，110167)

摘要

大规模且迅速的城市地下交通建设，必然涉及到高风险。在设计阶段对地铁建设开展风险评估，提出风险控制措施是有效规避重大风险和控制风险的重要手段。本文先对风险评估的基本理论作简要介绍，再结合某市地铁工程实例，对工点进行安全风险评估，并提出合理的建议，为类似工程风险管理提供参考。

关键词：地铁；设计阶段；安全；风险

1 工程风险评估基本理论

1.1工程风险的定义及分类

风险是一个抽象的概念，由于理论研究角度的不同，所作出的定义也不尽相同。《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）中将风险定义为不利事件或事故的概率（频率）及其损失的组合。将风险以函数的形式表达如下：

其中，R—风险；P—风险发生的概率；C—风险发生所造成的损失。

风险评估与管理在工程建设领域已得到广泛应用。工程建设中往往存在多种风险，包括勘察设计风险、施工风险、环境风险、经济风险、工期风险等。地铁工程与其他建筑工程相比具有隐蔽性强，技术要求高，不确定性因素多等特点。对工程风险可进一步划分为工程自身风险和周边环境风险。

2 风险评估的内涵

风险评估包括风险识别、风险估计、风险分级及提供风险处置措施。地铁工程安全风险评估是专门从地铁结构土建实施安全角度，通过充分收集和分析地质、环境条件及设计方案，识别隧道、基坑及周边环境在工程建设中的安全风险，分析评价风险发生的可能性和后果严重程度，划分风险等级大小，提出风险处置技术措施和风险管理策略，并编制风险评估成果文件的活动。

3 初步设计阶段风险评估的内容和工作流程

初步设计安全风险评估要求对初步设计文件中执行标准情况、风险识别情况、所采取的设计措施对风险的控制情况进行分析，评价设计确定的工程风险，提出相关的措施建议和注意事项，并对拟推荐方案的工程地质、环境和工程工法及作业环境的风险进行识别、分析、评价，对风险进行定级，以实现风险的动态和重点控制。

具体工作流程如下：

①研究提出适合于本工程的风险分级标准；

②划分安全风险评估单元；

③对评估范围内各评估单元进行风险分析、评价；

④判定工程自身风险和周边环境风险的风险等级；

⑤针对工程存在的各类风险，提出优化设计或改进工程措施的意见建议；

⑥形成评估报告，并对报告进行专家论证。

4 工程概况

本文选取东北某市地铁5号线一期工程都市公园站进行工程安全风险评估。该站点北侧为办公楼，东南侧和东北侧为绿地。周边地块主要规划为绿地、商业用地等。

车站主体结构采用明挖法施工，为现浇钢筋混凝土地下三层三跨箱形框架结构，由侧墙、梁、板、柱等构件组成，沿车站纵向设置纵梁体系。主体结构及附属结构基坑均采用管井降水。车站主体基坑围护结构采用钻孔灌注桩，自上而下共设置五道钢支撑。

5 主要风险源辨识

5.1 周边环境风险

5.1.1 都市公园站

城市公园站为地下两层站，和4号线车站L型换乘，位于4号线车站东北侧，与4号线本站北端头井相接，并先于4号线车站施工。

4号线车站与5号线车站基坑属于非常接近的重要环境设施，初始风险等级为Ⅰ级。5号线车站主体及附属结构基坑开挖和坑外降水过程中易对4号线车站结构产生一定程度的扰动，可能会引起4号线车站基坑及主体结构开裂等风险。若车站围护结构施工前已完成4号线车站主体结构，可一定程度上降低该车站施工过程中对其的影响程度，可调整后风险等级为Ⅱ级。

5.1.2 管线风险分析

（1）DN1000砼雨水管，位于车站主体结构上方，计划永久改迁至车站南侧。

（2）DN250PE燃气管，横跨附属结构基坑，施工时临时改迁至车站及附属结构基坑北侧。

（3）DN400砼污水管，横跨附属结构基坑，施工时临时改迁至车站南侧。

上述管线中，砼雨水管、燃气管属于重要环境设施，DN400砼污水管为一般环境设施，确定DN1000砼雨水管、DN250PE燃气管风险等级为Ⅲ级，DN400砼污水管风险等级为Ⅳ级。

5.2 工程自身风险

5.2.1 车站主体明挖基坑风险

本车站为4、5号线换乘站，采用L型换乘，标准段基坑开挖深度为22.6m，初始风险为Ⅱ级。基坑开挖地层主要为杂填土、粉质黏土、全～中风化泥岩层，地下水类型为潜水，主要赋存于粘性土和砂土层中。基坑围护结构选用钻孔灌注桩+钢支撑+坑外降水，能有效控制基坑施工过程中可能出现的围护结构变形等风险，风险等级调整为Ⅲ级。

5.2.2附属结构明挖基坑风险

本车站附属结构均采用明挖法施工，最大开挖深度为17.3m，初始风险为Ⅱ级。基坑开挖地层主要为泥岩、强风化泥岩，结构选用钻孔灌注桩+钢支撑+坑外降水，能有效控制基坑施工过程中可能出现的围护结构变形等风险。风险等级调整为Ⅲ级。

5.2.3 矿山法施工风险

出入口初步设计采用部分暗挖法施工，初始风险为Ⅱ级。暗挖段开挖地层主要为泥岩、强风化泥岩，采用地表降水+小导管注浆为超前支护，并在隧道开挖后采用钢格栅及喷射混凝土为初期支护，该方案能有效控制施工过程中可能出现的掌子面失稳、渗漏、坍塌等风险。风险等级调整为Ⅲ级。

6 工程风险分级

通过上述风险分析，依据设计风险分级标准，划定设计风险级别如下表所示。

表1城市公园站风险分级表

7工程建议与措施

（1）城市公园站设计方案总体可行，下一阶段设计中应根据详细勘察阶段文件，对围护结构形式、降水方式等做必要性的调整及细化。

（2）城市公园站与4号线车站L型换乘，4号线先于本站施工，为确保基坑开挖过程中4号线车站结构安全，建议结合4号线车站实际施工情况，进一步优化基坑工筹和保护措施。

（3）建议下一阶段设计中明确迁改后管线的位置、埋深、管径、材质等，并对改迁方案的可行性与管线产权单位沟通、协商，避免因管线改迁影响工程总体进度。

（4）根据设计文件，3号出入口暗挖段采用矿山法施工，下一阶段设计中应明确地质水文条件、对建构筑物保护等，并确认注浆加固形式、掌子面注浆位置及注浆范围。

8结论及展望

（1）本文介绍了工程风险评估的基本概念以及地铁设计阶段风险评估的内容和工作流程，并以城市公园站为例进行工点安全风险评估，展示了工点风险评估的具体分析过程。

（2）本次评估方法主要采用检查表法、专家调查法和工程类比法，在对风险概论和损失量的估计方面具有一定的主观性，因此评估结果也存在一定的主观性。

（3）建议今后的研究应从设计阶段便开始对后期施工安全风险进行识别, 分析并列举致险设计因素清单，实现对设计缺陷的评价的目的。

参考文献

[1]GB50652—2011城市轨道交通地下工程建设风险管理规范[S].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部，2011．

[2]交通运输部.《关于在初步设计阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度的通知》(交公路发［2010］175号)

[3]朱晓蕾，陈立杰.地铁建设项目风险评估与管理[J].沈阳航空航天大学学报，2012, 29(2) :77-80.

项目来源：沈阳城市建设学院大学生创新创业训练计划资助项目

项目编号：202313208101