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地鐵施工安全風險與致險工程參數關聯研究

文檔作者：宮培松，琚倩茜文檔來源：華中科技大學土木工程與力學學院		點擊數：	更新時間： 2025年05月08日
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施工技術
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2013年7月上
第42卷第13期
DOI：10．7672／s舒s2013130106
地鐵施工安全風險與致險工程參數關聯研究
宮培松，琚倩茜
(華中科技大學土木工程與力學學院，湖北武漢430074)
[摘要]針對地鐵施工安全風險事件發生機理進行分析，找出工程參數與安全風險事件之間的關聯。通過查閱規
范，從規范條文中尋找線索，經過深入分析和歸納整理，將線索逐步推導為致險工程參數，最后得到致險工程參數
與安全風險事件的對應關系，進而開發地鐵施工安全識別規則，為實現地鐵施工安全自動識別系統打下基礎。根
據所開發系統的實際應用情況，識別結果能夠滿足地鐵施工安全管理的需要。
[關鍵詞】地鐵；安全管理；風險識別；工程參數
[中圖分類號]Tu94 [文獻標識碼]A [文章編號]l002-8498(2013)13一0106_05
A Study on Relationship of Engineering Parameters
and Safety Risk on Metro Construction
Gong Peisong，Ju Qianqian
(sc|IloDZ礦C灑Z E昭i加ering徹，d肘ec^鯽，ic5，日M口磯。昭‰如eMil，，o，&amp;amp;曲nce
口nd 70c^凡oZog，，，彤u^口n，Hu6ei 430074，C^in口)
Abstract：This paper analyzes the mechanism of occurrence of safety incidents on metro constmction，and
finds out the relationship between engineering parameters and safbty incidents． This paper finds out clues
ftom the clauses based on the investment on the rules， and deduces the clues to engineering parameters
related to safbty risk through deep analysing and concluding， and then gains the coITesponding
relationship between engineering parameters related to safbty risk and saf色ty incidents． The gain of this
paper can make a foundation on the research and pmctice of the safety management on metro
constmction． According to the fact of system applying， the risk identification gets a satisfied result on
safety management on metro constmction．
Key words：metr0；safety management；risk identmcation；engineering parameters
地鐵施工安全事故頻發，固然有巖土工程本身
的復雜性和不確定性，巖土工程研究至今仍然缺乏
足夠準確性，在一定程度上還依賴經驗?。但不可
否認的是，地鐵工程規模大、技術復雜，目前的管理
能力難以達到完全控制安全風險的要求舊o。利用
計算機技術，將專家經驗結構化、系統化，開發地鐵
安全風險自動識別系統，將能夠在一定程度上解決
地鐵施工安全管理存在的知識經驗缺乏的問題。
l 風險識別
專家根據地鐵施工圖紙，對施工中可能存在的
安全風險，根據自身的專業知識和多年的實踐經驗
進行識別與判斷，思維過程如圖1所示。
+“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAK24800)
[作者簡介]宮培松，博士研究生，國家一級注冊建造師，國家注冊造
價工程師，E—mail：tallerl975@126．com
[收稿日期】2012-ll五0
圖1人工風險識別過程
Fig．1 Process of artincial risk ideⅡtificadoⅡ
根據圖1，開發地鐵安全風險自動識別系統的
核心是，專家利用其自身掌握的知識與經驗對從施
工圖紙中讀取的工程參數進行分析和判斷，從而識
別出風險。根據施工圖紙識別地鐵施工安全風險
的知識與經驗的實質，就是工程參數與風險事件之
間的關聯。地鐵安全風險自動識別系統的開發，最
大的難點在于如何將這種復雜的關聯結構化，成為
計算機能夠掌握的知識。
萬方數據
2013 No．13 宮培松等：地鐵施工安全風險與致險工程參數關聯研究
這項技術的突破是地鐵施工安全風險自動識
別系統成功的關鍵，即可以將地鐵施工安全風險識
別知識和經驗輸入計算機，讓計算機自動完成風險
識別過程，形成初步識別結果。其重要意義在于，
大大減少專家學習圖紙的時間，迅速而準確地發現
存在的安全風險事件并得到初步識別結果，提高施
工圖紙風險評估效率和效果。
國內外許多學者在地鐵施工安全風險識別方
面做了大量研究。2004年，國際隧道協會
(International Tunneling Association， ITA)發布了
《隧道風險管理指南》∞J。2008年，歐洲議會的《隧
道安全評估》H1建議書發布，其目的都是為了提高
隧道的安全管理水平，地下及隧道工程人員可以得
到安全風險識別的指導，并明確該如何進行安全風
險管理，并對建立通用的安全決策及評估系統做出
指導。Molag M等對隧道設計和運營維護階段危害
識別(hazard identification)進行了研究¨1。Sejnoha
等用故障樹分析法(FTA)和事件樹分析法(ETA)針
對捷克共和隧道新奧法施工中的安全風險進行了
定量評估¨]。天津大學宮志群針對上海軌道交通4
號線工程，利用模糊綜合評判及AHP法進行了風險
分析評估"]。周紅波等針對上海某地鐵基坑工程，
利用wBS方法對工程進行分解，并采用故障樹法識
別了風險事件和風險因素¨1。綜上所述，國內外學
者都對致險因素與安全風險事件之間的關聯進行
了深入研究，但都存在某些局限，如沒有專門針對
系統開發的需要，對施工圖紙中的工程參數與風險
事件之間的聯系做專門研究，沒有提出如何獲取工
程參數與風險事件聯系的理論方法和實現路徑。
華中科技大學工程管理研究所基于地鐵施工
安全管理的實際需求，開發了《基于工程圖紙的地
鐵施工安全風險自動識別系統》(safety risk
identmcation system for the metro constmction based
drawings recognition，SRIS)一1。通過整理地鐵安全
風險知識，編制風險識別規則以固化專家經驗，輸
入圖紙信息，對地鐵施工安全風險在施工前進行預
識別與預評估，達到在早期對地鐵施工風險進行有
效控制的效果。該系統的核心就是建立風險識別
規則庫，用來存放風險識別規則。該系統采用產生
式風險識別規則，用自然語言一般描述為：如果(存
在??條件)那么(可能產生??風險)。具體表示
為各致險因素組合：e。(∞。)^e：(cE'：)^?^e。
(∞。)，e；為致險因素，(∞i)為第i個致險因素的權
重。原則上一個風險事件對應一個致險因素組合，
即該風險事件是由組合中的各致險因素共同作用
引發的。風險識別規則的開發過程如圖2所示。
，---·‘-。---。-、
工程參數
基坑底土質
圍護結構入巖狀i
圍護結構入土比
基底軟弱地層加固l： ———————一： 基坑內外水頭差n
========：=一'
建立工程參數與
風險事件的關聯
風險事件
基坑底流
砂流土
FID．00I(O．2)八FID．02l(0 2)
八FID．022(O．3)八FID．023(0．2)
八FID．024(0．1)閾值=0．2
圖2風險識別規則開發過程
Fig．2 PrOcess of rule develOpment
on risk identi行cation
從圖2中可以看到，尋找各風險事件與工程參
數之間的關聯是風險識別規則開發工作的基礎與
重點，其難度體現在以下兩方面。
1)工程參數與風險事件間關聯的科學性具
體風險事件與哪些工程參數有關，不同的文獻和專
家有各自的理解，甚至存在某些矛盾，需要找到一
種有效的方法，建立較為科學的關聯。
2)地鐵施工安全風險事件整理的系統性與完
備性地鐵施工安全風險很多，需要找到一種有效
的方法，保證所有地鐵施工安全風險都納入到風險
識別規則庫中，并且各風險事件邊界清晰，不存在
交叉或重復。
在研究風險識別規則構建方面提出了4種方
法，即工程經驗分析法、風險定義語義分析法、規范
條文分析法、可靠度分析法。在實踐過程中，規范
條文分析法成為貢獻最大的一種方法。
地鐵施工相關的規范條文是大量領域內專家
經過多年理論研究和工程實踐形成的，是對地鐵施
工相關問題較為統一的表述。因此，從規范條文中
尋找風險事件與工程參數的關聯是一種快捷并較
為科學的方法。本文將針對規范條文分析法，總結
實踐中的經驗，提出具體利用規范條文獲取致險工
程參數，得到致險工程參數與風險事件的關聯，從
而開發安全風險識別規則的方法。
2致險因素與致險工程參數
根據《地鐵及地下工程建設風險管理指南》¨馴
中有關風險發生機理的闡述，風險識別的過程可以
概括為如圖3所示。
值得注意的是，工程參數和致險因素是相互關
聯但是含義不同的兩個概念。如：“地下水情況”屬
于工程參數，工程參數與風險事件之間沒有直接聯
萬方數據
施工技術第42卷
圖3安全風險識別過程
Fig．3 Process of safbty risk iden倘cation
系，也無法引發風險事件。但是“地下水情況因為
有地下水”則成為一條致險因素，可能引發類似“基
坑圍護結構滲漏”等風險事件。可見，賦值后的工
程參數，就演變為致險因素，繼而引發風險事件。
因此，能夠通過賦值成為致險因素的工程參數，就
稱為致險工程參數。
而對于風險識別來說，明確與各風險事件相關
聯的所有致險工程參數，是建立風險識另Ⅱ規則的前
提條件。具體來說就是對某一風險事件尋找所有
關聯的致險工程參數。余宏亮所提出的風險識別
規則中的致險因素ef'在進行評價計算時是致險因
素，而在未賦值時是致險工程參數∽1。因此，從這
個意義上說，風險識別規則表示中的ej具有致險工
程參數與致險因素雙重屬性。
本文依靠學習規范條文，尋找從風險事件逆推
致險工程參數的路徑，如圖4所示。
推
理
路
徑
圖4致險工程參數推理路徑
Fig．4 ReasoⅡing memod of engineering parameters
3地鐵施工的致險工程參數獲取
從規范條文逆推致險工程參數的基本過程如
圖5所示。從規范中尋找能夠引發各風險事件的條
文，按風險事件進行整理，得到致險因素與風險事
件之間的關聯，繼而將致險因素改寫成相應的工程
參數，就得到工程參數與風險事件的關聯。由于各
種規范的編寫目的不同，依靠自下而上，從規范中
尋找，不可能將各風險事件所有的致險工程參數找
全。為了實現完備性，應自上而下，從地鐵施工分
部分項工程劃分人手，將各風險事件填人相應的分
項工程之下，對沒有從規范中得到致險工程參數的
風險事件，采取專題研究的方式，依靠專家和文獻，
得到致險工程參數。最終形成地鐵施工安全風險
致險工程參數關聯表，為進一步編制風險識別規則
做好充足的準備。以下對各個步驟進行詳細說明。
圖5致險工程參數獲取步驟
Fig．5 Procedure of engineering pammete璐obtai珊ent
1)查閱規范，提取條文，形成致險因素線索表
國內與地鐵工程有關的勘察、設計、施工、監
測、質量、風險管理等方面的規范很多，收集近年來
使用頻率較高的規范，部分內容如表1所示p]。
表1 與地鐵工程施工風險識別相關的規范
TabIe l Standards reIatillg to identif，iⅡg
risks on metl-o construction
類別規范
勘察您盂籬；等軌交通巖土工程勘察規剮
勘察<鐵路工程地質勘察規范>TBl0012—2007
設計<地鐵設計規范’CB50157—2003>2m
土釘密度<6根／m2
噴射混凝土強度等級>c20
鋼筋網網格尺寸>300mm
土釘支護混凝土面層護頂寬度
<1m
土釘支護混凝土面層插入基坑
底部以下距離<0．2m
土層性質
土釘水平和豎向間距
土釘密度
噴射混凝土強度
鋼筋網網格尺寸
土釘支護混凝土面層護頂
寬度
土釘支護混凝土面層插入基
坑底部以下距離
3)地鐵土建施工安全風險結構
由于各類規范編寫目的不同，完全依靠規范條
文，自下而上的歸納整理無法達到地鐵施工安全風
險識別規則的完整性要求。因此，自上而下，以地
鐵施工分部分項工程劃分為依據，按照地鐵施工安
全風險的特點進行適當調整，采用wBS編碼方式對
其進行層次劃分，形成地鐵施工安全風險結構列
表，所有地鐵施工安全風險都可在該列表中找到所
屬的位置。這樣就有利于分析地鐵施工安全風險
在整個地鐵施工中的位置和關系。地鐵車站施工
安全風險結構部分內容如表4所示。以1113SMw
工法樁為例，在其下包括如下風險：型鋼間滲水、涌
水；型鋼間涌砂、涌土；型鋼圍護結構失穩；型鋼圍
護結構破壞。
表4地鐵車站施工安全風險結構
Table 4 Stnlcture of safbty rjsks蚰metro
station construction
4)將已建立工程參數關聯的風險事件填入地
鐵施工安全風險地圖，將從規范條文中整理得到的
風險事件填人地鐵施工安全風險地圖的相應位置。
5)對未填人的部分進行專題研究
沒有填入的風險事件，說明在規范中沒有明確
或全面的條文能夠推理出相應的致險工程參數。
這時應針對這類風險事件進行專題研究，以獲得相
應致險工程參數。這樣就得到了地鐵施工安全風
險致險工程參數的初步結果。
6)組織專家進行評審，形成科學的風險事件致
險工程參數關聯表
對于初步結果的科學性，應由相關領域的專家
進行評審。經過評審修改后，整理成為地鐵施工安
全風險致險工程參數數據庫。筆者參與的研究團
隊至今已建立了包括67條風險事件的致險工程參
數數據庫，并在不斷擴充中。最終形成的風險事件
與致險工程參數的關聯表示如下(以土釘墻土體坍
塌為例)：土釘墻土體坍塌=土層性質^土釘水平
和豎向間距^土釘密度^噴射混凝土強度^鋼筋
網網格尺寸^土釘支護混凝土面層護頂寬度^土
萬方數據
110 施工技術第42卷
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背鬻躺掏。甓撬踟，蕊撬碟熬。娜瓣直
黜。赫黼㈣嗡珊黜贊穢’ 麟瓣囂凝：篇
攔：黧辯耋：皤蒸辮， 麟纂壤土瓣
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0囂． 。瞄音蒼船；；， 支≮薹露囂鰳靛羹秦麓l囂囂；茹
黧’戮g礅黜器瑟{慧： 麟糍怒囂裟燃： ≈器{數漲； 囂{蒗囂； 2l圭|i瓣蕊囂黑
鬻塒氣辮腳麟瀚燕黼； 麓i|i|| 瞰囀堰薹瓣俐i菘
；湊{麓寄器籬籍；{l囂耀嬲； 駐§蓁麓*攫藿鞋凳羈蟠淵
髏|榭麟鬻溶涮耀器蠹l； 駐簍瓣銷辯鬻搿R1．47 主體緒陶咖P結構(灌注鉗捧旺嚼f崤) 施工技術5攤圈護蛞相接頭灌水O l“
圖7風險識別結果頁面
Fig．7 Page of risk identification result
釘支護混凝土面層插入基坑底部以下距離。
此形式與余宏亮提出的產生式風險識別規則
是相似的一]，只是沒有給每個致險工程參數賦加權
重。這種關聯表示僅僅表達風險事件是由哪些致
險工程參數共同作用引發，并不能評價風險事件的
風險等級。至于應如何評價風險事件的風險等級，
還需在此基礎上設計風險評價模型，將這種關聯進
化成風險識別規則。因此，本文所提出的風險事件
的關聯致險工程參數獲取，是風險識別規則開發與
風險評估的前提與基礎。
4風險識別規則的開發
在取得了風險事件與關聯致險工程參數的基
礎上，就可以進一步開發風險識別規則與評價模
型，最終得到對地鐵施工安全風險預評估的結果。
風險識別規則的開發與評價模型密切相關。
根據對評價結果要求的不同，筆者所在的研究團隊
綜合使用了模糊綜合評判、AHP法、故障樹等方法，
確定各致險工程參數在風險事件發生過程中的權
重與風險事件評價閾值。開發完成的系統規則庫
頁面如圖6所示。
規則信息列表
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—u i。”“一i?。?岔、囂搿：』。‘”。。。|””!、e”a*。?一墨；
圖6 系統規則庫頁面
Fig．6 System page of rule base
5 應用案例
以規范條文分析法為主要方法開發的風險識
別規則庫，是《基于工程圖紙的地鐵施工安全風險
自動識別系統》(s如ty risk iden讎cation system for
the metr0 construction based dmwings recognition，
SRIS)的核心模塊，是實現地鐵施工安全風險自動
識別的基礎。
該系統在武漢地鐵2號線17標段進行推廣使
用，基于施工圖紙，包括車站與區間，以各單位工程為
對象，共識別了安全風險71個，并根據每個風險事件
的嚴重程度，提出了相應的防范措施。系統輸出的風
險識別結果，為施工前召開的風險評估專家會議提供
了有力的技術支撐，大大提高了專家進行風險評估的
效率和效果。部分識別結果如圖7所示。
6 結語
地鐵施工的致險工程參數獲取是進行風險自
動識別的前提與基礎，也是進行安全風險自動識別
系統開發的必備條件。而致險工程參數的獲取是
一項復雜瑣碎的工作，難度較大。在參考前人研究
的基礎上，基于實踐經驗與規范條文，提出了獲取
致險工程參數的方法與路徑，支持了地鐵施工安全
風險自動識別系統的開發，可以作為地鐵施工安全
風險管理后續研究的理論與實踐基礎。
參考文獻：
[1] 路美麗，劉維寧，李興高，等．風險管理在城市地鐵工程中的
應用初探[J]．中國安全科學學報，2005，15(5)：96—100．
[2] 錢七虎，戎曉力．中國地下工程安全風險管理的現狀、問題及
相關建議[J]．巖石力學與工程學報，2008，27(4)：“9．655．
[3] soren Degn Eske8en，Per Tengborg，Jorgen Kampm粕m，et a1．
Guidelines for tunneling risk management：Intemational tunneIing
as80ci“∞working group No．2[J]．Tunneling鋤d undergIDund
Sp8ce Technology，2004，19(3)：217．237．
[4] Alan Beard，Dave cope．A88e88ment of小e safety oftunnelB[s]．
EuT0pe蛐P盯li刪ent Via tIIe C伽mittee on Science 蚰d
Technology Options A88essment(STOA)，2008．
[5] Molag M，T喇ss明aa卜Buh弛UM．Risk鵝8e8sment guidelines for
tunnels，s出＆陀liable tunnels[S]．Laus鋤ne，2006．
[6] 蔦ejnoha J，Jam§kov6 J，O§pa；kov矗，et a1．Risk qu如ti6cation
for tunnel exc吖ation pmcess[J]． wodd Academy of science，
Engineering and Technology，2009(58)：383_401．
[7] 宮志群．地鐵盾構區間隧道旌工風險分析及評價[D]．天
津：天津大學，2006．
[8]周紅波，姚浩，盧劍華，等．上海某軌道交通深基坑工程施
工風險評估[J]．巖土工程學報，2006，28(S1)：1902．1906．
[9] 余宏亮．基于施工圖紙的地鐵施工安全風險自動識別研究
[D]．武漢：華中科技大學，2011．
[10] 中國土木工程學會．地鐵及地下工程建設風險管理指南
[M]．北京：中國建筑工業出版杜，2007． </鐵路工程地質勘察規范>

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