地铁及地下工程风险管理研究现状分析
2012-08-23 22:29
地铁及地下工程风险管理研究现状分析
摘 要 针对地铁及地下工程项目的特点，对地铁及地下工程风险管理的国内外研究现状进行了梳理和总结，明确了该领域在实施风险管理方面存在的主要问题，并对进一步研究方向和发展趋势进行了简要分析和探讨。
关键词 地铁及地下工程 风险管理 研究综述
1 引言
随着国家扩大内需政策力度的进一步加大，地铁建设已成为拉动内需的一股重要力量。预计在2015 年之前，全国将建成 1 700 km 的城市轨道交通，总投资将超过 6 000 亿元。大规模、高速度的开发建设，必然涉及到高风险。特别是，地铁施工不仅具有地下工程本身的不确定性，而且沿线建（构）筑物密布、地下管线设施极其复杂，工程地质与水文地质的不确定性和复杂多变对车站、区间工程实施的安全影响非常大，工程设计与施工技术水平也是影响安全的重要因素。近十年来，地铁施工中出现的安全事故不胜枚举，引起社会公众的高度关注，也使广大工程师深刻认识到做好风险管理工作的必要性。
通过对地铁及地下工程领域风险管理的国内外研究现状进行梳理，明确该领域在实施风险管理方面存在的主要问题以及今后的研究方向，对提高风险管理水平，减少安全事故具有重要的现实意义。
2 地下工程领域风险管理研究现状分析
2.1 国外地下工程风险管理研究进展
现代意义上的风险管理研究起于 20 世纪初，最早讨论“管理与风险”问题的学者是法国工程师Fayol，他于 1916 年在其著作《General and Industry Management》一书中正式把风险管理思想引入企业经营领域，但长期以来没有形成完整的体系和制度，直到 20 世纪 50 年代，美国才将风险管理发展成为一门独立的学科。而在地下工程领域，自上个世纪 70 年代以后，风险分析的应用研究取得了一定的成果，然而主要以理念的建立和定性的研究为主，定量的研究主要侧重结构和岩土体介质材料的可靠度计算方法。
国外较早从事地下工程风险分析的代表人物是MIT 的 Einstein 教授，其主要贡献是指出了隧道工程风险分析的特点和应遵循的理念，诸如《Geological Model for Tunnel Cost Model》（1974）、《Risk Analysis in Rock Engineering》（1996）、《Decision Aids in Tunneling》（1998）。在 Einstein 研究的基础上，Nilsen（1992）等对复杂地层条件下的海底隧道的风险进行了相对深入的研究；Heinz（1996）对穿越海峡隧道、穿越阿尔卑斯山的隧道如何进行风险评估进行了探讨。
在风险评估方法研究和应用方面，Sturk（1996）给出了几种地下工程风险评估与决策中可用的几种评估方法，有故障树法、危险和可操作性分析法、专家调查法等，并且将风险分析技术应用于斯德哥尔摩环形公路隧道；Clark（2002）采用风险指数的评估方法对美国西雅图地下交通线工程规划和初步设计阶段进行了地质风险、合同风险、设计和施工风险的分析工作。
在事故分类和统计方面，Kampmann（1998）运用风险评估技术为哥本哈根地铁工程提出了包括40 多种灾害的 10 种风险类型，对事件发生的可能性、影响结果提出了具体的分类体系；日本的佐藤久（1998）给出了矿山法、盾构法和顶管法三种工法施工中发生灾害事故的统计资料。
在风险分析方法和理论的应用方面，代表人物是英国剑桥大学的 Burland.J.B（2001），其主要贡献在于给出了地下工程项目对环境影响的评估方法和程序，并将该研究成果应用于伦敦 Jubilee 线路延伸工程中，在线路规划阶段就计算出了沿线建筑物可能造成的损伤情况，并给出了相应的加固措施。Snel 和 van Hassel（t1999）在考虑投资、工期和工程质量的前提下研究了阿姆斯特丹南北地铁线路设计和施工中的风险管理问题，提出了“IPB”风险管理模型（Inventory of critical aspects；Preventive measures；Backup measures），来控制复杂的技术性的地下工程设计施工过程中的工期、造价和质量方面的风险。
另外，国际隧协在 2004 年发表了《隧道风险管理指南》；同年，英国隧道协会和英国保险协会组织编写了隧道工程风险管理的联合规范，为地下工程的风险管理提供了一整套参照标准和方法，对地下工程的风险评估模型、评估需要考虑的问题做了系统的讨论。可以看出，地下工程领域风险管理的应用研究在欧美已经相当普遍，并已经成为该领域必须实施的一项重要内容。
2.2 国内地下工程风险管理研究进展
我国在地下工程方面的风险管理研究起步较晚，发端于 20 世纪末。近几年地下工程的风险分析已经引起国内学者的极大关注，并取得了不小的进步。2003 年建设部等九部委联合印发《关于进一步加强地铁安全管理工作的意见》和最近编发的《地铁与地下工程建设技术风险控制导则》、《地铁及地下工程建设风险管理指南》，对指导我国地铁及地下工程安全风险管理的标准化、程序化和规范化具有促进作用。
国内最早接触隧道风险理论的学者是毛儒（2003~2007），他写了不少论文介绍发达国家隧道工程风险管理的动态和经验，简述风险管理的理念以及各项过程的具体操作方法；同济大学的丁士昭（2003）也是较早介入这一领域的学者，他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。
近年来，众多学者对地下工程领域风险管理（风险源、风险识别、风险分析、风险评估及风险处置）的各个环节分别进行了较为细致的研究。边亦海（2005）以可靠度理论为基础，提出了地下结构的抗风险设计概念计算出基坑、隧道等地下结构风险发生的概率以及定性评价风险造成的损失，并提出了改进的层次分析方法。王梦恕（2005）指出了厦门海底隧道设计、施工、运营中存在的重大风险，并提出了相应的风险规避措施。陈亮（2005）对盾构隧道中主要的风险事故、规避措施等进行归类、存储，收集和积累工程风险信息，建立风险数据库，为风险辨识、评估和决策等工程风险管理各环节提供信息的存储、计算和分析。吴贤国（2007）等对武汉长江隧道盾构施工主要风险因素进行识别和分析，提出一些相应的风险防治措施，且半定量地确定了各风险因素发生的概率和影响后果。
同时，部分学者将眼光放到了对地下工程的风险分析方法和风险管理系统开发的研究上。如汤漩（2006）等提出建立一套盾构隧道施工风险评价体系和盾构隧道施工风险知识管理系统；黄宏伟、胡群芳（2006）等开展了在地铁建设和运营阶段的风险管理研究，给出了地铁不同阶段中的风险因素、分析和控制的整体思路，并在风险接受准则模型计算、风险数据库的建立和风险管理软件的开发等方面进行研究，取得了初步成果。
在应用方面，以同济大学为主进行的沪崇通道的风险评估项目更是为这一学科的发展做出了新的贡献。整个沪崇通道的风险评估研究共提交了 17个专题报告，涉及到了工程建设的各个方面，包括前期选线、施工风险管理、环境保护、运营事故控制以及财务分析等，可以说是国内风险分析技术应用在隧道工程上的第一个大型项目。
可以看出，目前风险管理在我国地铁及地下工程领域已得到实质性的应用，取得的部分成果已经服务于工程项目的决策。
3 地铁及地下工程风险管理研究中存在的问题
目前，随着城市地铁施工项目规模和难度的增大、项目数量的增加、资金来源方式的多样化，事故发生影响面增大，社会的重视程度提高，广大学者专家开始密切关注风险管理研究中存在的问题，主要包括以下几个方面：
3.1 风险分析与可靠度研究存在等同倾向
风险管理研究首先应明晰风险分析的意义和内容，才有利于城市地铁风险管理的应用工作。目前风险分析和可靠度研究还存在一定混淆现象，虽然可靠度研究与风险分析具有许多共同点，例如都是以参数或目标的不确定性作为研究对象，以及都存在概率分析等等，但风险分析与可靠度研究也有很大的不同，可靠度理论应用时一般都是以安全分析为核心目标，不以经济指标为研究重点，而风险分析恰恰可以弥补这一不足，可以实现技术、经济与环境三者的均衡。因此，可靠度理论可以作为风险分析的一种方法，但不能等同于风险分析理论。
3.2 风险估计的定量分析还未能有效实现
目前国内外项目管理者，在从事城市地铁及地下工程风险管理方面，主要侧重于风险的估计，而且大多数是应用一种或几种评估方法对工程或工程中的某一部分或某一阶段进行估计，得出风险值，根据工程风险值的大小排序。其次，在进行风险评估的过程中，大多是凭着个人取舍或现有资料来确定使用何种评估方法，数学工具的使用还不到位，各评估方法得出的结果有时也缺少可比性，致使在评估方法的选取上，现在还没有形成统一认识。从目前所完成或进行的一些风险评估项目和有关此方面的文献中可以看到，风险评估多是从一些专业手册和建设经验中，对建设施工中可能发生的事故予以罗列，对其进行简单的分析，得出其定性或半定量的可能性大小，尚未能达到科学合理的定量分析，风险估计的精准度有待进一步提高。
3.3 目前风险评价的结果可信度还有待提高
城市地铁及地下工程风险评估的目的是为了准确预估未来，因此风险评价结果尤为重要。许多重要的历史数据是现在以至将来的借鉴依据，但由于工程风险管理的基础工作做得不好，对历史数据的保存重视不够，有时为了查找历史数据要花费巨大精力和时间，造成风险评价可能出现偏差。另外，还有外国风险管理专家遇到的问题，即数学模型的仿真度越高，此模型的可解度越差。再者，风险识别的误差也应受到重视，即使评价做得再好，也可能会因主要风险源的漏列而前功尽弃。可见，地铁及地下工程风险评价的可信度提高需要进一步引起注意。
3.4 风险管理规避方式略显单一
在地铁及地下工程风险管理中，工程保险是一种转嫁风险的有效方式，但并不是风险管理的唯一方式。由于保险行为属于事后补偿，无论如何制定理赔条款，也只能最大限度地减少事故产生的直接经济损失，而无法在事前对事故进行预防和处理。而且，由于提高了保险公司的理赔力度，又会使施工单位预防事故发生的警惕性降低，客观上使工程的安全性降低。因此，项目的风险事故完全采用保险公司进行风险转移并不一定是最佳的选择，应该做出理性选择，兼顾工程事故造成的社会影响、工期延误、人员伤亡等其他风险。
4 地铁及地下工程风险管理研究展望
针对地铁及地下工程项目的特点，结合目前国内外风险管理的研究现状，立足于我国地下工程风险管理实施目标，未来一段时期内风险管理的研究工作重心将集中在以下四个方面。
4.1 风险管理过程应进一步标准化和规范化
虽然目前我国城市地铁及地下工程风险管理标准存在较大缺口，亟待制定很多风险管理方面的标准，但是风险管理标准的制定不能“头痛医头，脚痛医脚”，应该有计划、有步骤、有目的地进行，也就是要建立并且不断完善我国的风险管理标准体系，从而系统地指导和推进我国风险管理标准化工作。
4.2 风险管理影响因素识别应进一步科学化
现阶段虽已开展了城市地铁及地下工程风险分析研究，并已取得了一些成果，但距离真正的风险定量分析还有差距。目前，对于工程风险因素识别，还只能根据专家经验作一些定性评价，并据此进行量化分析。如何结合工程背景、土体参数、结构设计、施工方案等建立一套系统的风险量化识别方法，还有待进一步深入研究。
4.3 风险管理的预警机制应进一步加强
城市地铁及地下工程风险管理工作应是一个动态过程。地铁项目施工期间，不同阶段的风险管理存在相互联系和相互影响，不是各自独立的工作。在工程建设的全过程中，风险因素不断变化。在每个阶段和不同时刻，工程管理者应对工程进展中的风险因素予以评估和分析，根据风险大小进行评估，由接受风险准则给出最优的风险规避措施。
4.4 风险管理规避方式应进一步多样化
积极探讨风险规避的方法不仅有利于项目总体目标的实现，也利于社会安定和团结。风险规避不应只局限于工程保险这一种措施，而要拓展思维，向多样化方向发展。例如通过加强全过程的合同管理，在语言、内容方面注意严格把关，避免歧义，从而使项目运作过程中的隐患可能性最低，以及选择有经验和信誉好的设计者和咨询工程师等。
参考文献
［1］梁宁慧，刘新荣，曹学山，钟正君，廖靖. 中国城市地铁建设的现状和发展战略［J］. 重庆建筑大学学报，2008，30（6）
［2］孙成双. 建设项目风险分析及其专家系统的研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2002
［3］于九如. 投资项目风险分析［M］. 北京：机械工业出版社，1999
［4］黄宏伟. 隧道及地下工程建设中的风险管理研究进展［J］. 地下空间与工程学报，2005，（2）
［5］H . H . Einstein & G. S . Vick. Geological model for tunnel cost mode［lJ］. Procapsid Excavation and Tunnelling C onf ，2nd，1974
［6］H. H. Einstein. Risk and risk analysis in rock engineering［J］.Tunnelling& Underground Space Technology，1996
［7］H. H. Einstein，S·Xu，P·Grasso，and Mahtab MA，Decision Aids in Tunnelling［J］. World Tunnelling，April，1998
［8］B. Nilsen，A. palmstrom，H. Stille. Quality control of a subsea tunnel project in complex ground conditions ［J］. Challenges for the 21st century，1992
［9］Heinz Duddeck. Challenges to Tunnelling Engineers ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology，1996，11（1）
［10］R. Sturk，L. Olsson，and J. Johansson. Risk and decision analysis for large underground projects， as applied to the Stockholm ring road tunnelling ［J］. Tunnelling and Under－ground Space Technology，1996，11（2）
［11］G. T. Clark，A. Borst. Addressing risk in Seattle’s under－ground ［J］. PB Network，2002，（1）
［12］J. Kampmann，S. D. Eskesen，J. W. Summers. Risk assessment helps select the contractor for the Copenhagen Metro System ［A］. In：Proceedings of the world tunnel congress 98 on tunnels and metropolises［C］. 1998，（1）
［13］佐藤久，田中胜雄著；先明其译. 日本隧道工程的发展和灾害情况的统计［J］. 隧道与地下工程，1998，（4）
［14］J. B. Burland，J. R. Standing，F. M. Jarding. Building response to tunnelling：case studies from construction of the jubilee line extension［M］. London：Thomas Telford Publishing，2001
［15］A. J. M. Snel，D. R. S. Van Hasselt. Risk management in the Amsterdam North /South Metro line：A matter of process-communication instead of calculation ［A］. In：Proceedings of the world tunnel congress99［C］. 1999
［16］S. D. Eskesen，P. R. Tengborg，J. Kampmann，T. H. Veicherts. Guidelines for tunnelling risk management： International Tunneling Association，Working Group No.2 ［J］. Tunneling and Underground Space Technology，2004，（19）
［17］毛儒. 隧道工程风险评估［J］. 隧道建设，2003，23（2）
［18］毛儒. 论工程项目的风险管理［J］. 都市快轨交通，2004，17（2）
［19］毛儒. 轨道交通安全风险管理［J］. 都市快轨交通，2007，20（4）
［20］盛继亮. 建筑工程项目风险和保险研究［D］. 湖北：武汉大学，2003
［21］边亦海，黄宏伟，高军. 可靠度理论在确定隧道衬砌参数的应用［J］. 地下空间与工程学报，2005，1（1）
［22］王梦恕. 厦门海底隧道设计施工运营安全风险分析［J］. 施工技术，2005，（增刊）
［23］陈亮，黄宏伟，胡群芳. 盾构隧道施工风险管理数据库系统开发［J］. 地下空间与工程学报，2005，1（6）
［24］吴贤国，吴刚，骆汉宾. 武汉长江隧道工程盾构施工风险研究［J］. 中国市政工程，2007，（1）
［25］汤漩，吴惠明，胡珉. 盾构隧道施工风险知识管理系统的设计开发［J］. 地下工程与隧道，2006，（4）
［26］黄宏伟，曾明，陈亮等. 基于风险数据库的盾构隧道施工风险管理软件 TRM1.0 开发［J］. 地下空间与工程学报，2006，2（1）
［27］胡群芳，黄宏伟. 隧道及地下工程风险接受准则计算模型研究［J］. 地下空间与工程学报，2006，2（1）
［28］同济大学，奥雅纳工程顾问（香港），中交第四航务工程勘察设计院. 崇明越江通道工程风险分析研究报告［R］. 上海：同济大学，2003
