軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)集成管理模式及管理平臺研究

繆 杰

（上海申通地鐵集團(tuán)有限公司建管中心，上海 200030）

1 概述

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011年～2018年期間，國內(nèi)城市軌道交通事故共發(fā)生190 起（圖1），其中基坑工程與區(qū)間工程為事故主要集中工點(diǎn)類型，事故數(shù)量分別占總體的51%與32%，死亡人數(shù)分別占總數(shù)的55%、37%。因此有效的對軌道交通建設(shè)中的基坑工程、盾構(gòu)工程以及凍結(jié)工程進(jìn)行科學(xué)評估與管控是實(shí)現(xiàn)軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)。

圖1 各類工點(diǎn)類型死傷人數(shù)

隨著上海軌道交通建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，針對基坑工程與區(qū)間工程的事故隱患也逐步凸顯，“十三五”建設(shè)中[1]，45 座車站與運(yùn)營車站交叉施工且周邊環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)管理難度大；56 個(gè)區(qū)間穿越居民小區(qū)及市政重大設(shè)施，沉降變形控制要求高；18 座車站位于電力高壓走廊下方、10 座車站處于高壓燃?xì)夤鼙Ｗo(hù)范圍內(nèi)、8 座車站緊貼大口徑雨污水管，管線保護(hù)制約嚴(yán)苛。

上海軌道交通針對本輪建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理的特點(diǎn)，探索軌道交通建設(shè)安全管理新模式，提出了軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)集成管理模式。在工程建設(shè)前期對工程風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行辨識，確定關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)和工程風(fēng)險(xiǎn)等級。同時(shí)健全管理規(guī)章制度，并在工程實(shí)施階段，采用多種信息化手段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，為降低事故概率，完成建設(shè)目標(biāo)提供全過程安全保障。

2 軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與評估

2.1 風(fēng)險(xiǎn)源分析

城市軌道交通施工工程風(fēng)險(xiǎn)主要來源于工程工況條件、水文地質(zhì)條件、工程建設(shè)周邊環(huán)境制約三個(gè)方面。工程的本體特征，施工工藝技術(shù)、機(jī)械設(shè)備、施工組織方案、前道工序質(zhì)量等各項(xiàng)因素皆將成為實(shí)際建設(shè)中風(fēng)險(xiǎn)來源的一部分[2]；水文地質(zhì)條件是軌道交通建設(shè)的基本風(fēng)險(xiǎn)來源，上海土質(zhì)為含水量高的軟質(zhì)黏土，同時(shí)存在承壓水，明暗浜等不良地質(zhì)條件，加大了施工難度；環(huán)境方面，上海軌道交通建設(shè)的主要區(qū)域集中于居民密集區(qū)，施工范圍內(nèi)存在大量建（構(gòu)）筑物，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制極為重要；從工序上講，基坑工程的開挖過程、盾構(gòu)工程的始發(fā)接收及穿越、凍結(jié)工程的鉆孔開挖都是各自的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評估

（1）影響范圍：受軌道交通建設(shè)影響范圍主要可以分為主要影響區(qū)與次要影響區(qū)?；庸こ桃曰舆吘壘嚯x的不同進(jìn)行劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)基坑設(shè)計(jì)深度；盾構(gòu)工程及凍結(jié)工程影響區(qū)劃分可依據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件及施工方法進(jìn)行具體分析。（2）工程本體風(fēng)險(xiǎn)：上海軌道交通建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)以具體存在問題為導(dǎo)向，在工程實(shí)施之前，結(jié)合上海地區(qū)特有的水文地質(zhì)條件及城市環(huán)境特點(diǎn)制定出上海軌道交通施工工程的本體風(fēng)險(xiǎn)?；庸こ桃运幩牡刭|(zhì)條件、基坑開挖寬度、基坑縱向長度以及逆筑工況等作為本體風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)；盾構(gòu)工程以隧道掘進(jìn)斷面所遇不良地質(zhì)、隧道覆土、隧道長度、隧道平面曲率半徑以及上下疊交工況等作為本體風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)；凍結(jié)工程則以凍結(jié)體所處水文地質(zhì)條件、工程類型、隧道線間距以及交叉施工情況作為本體風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)。（3）工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制著重于對影響區(qū)內(nèi)環(huán)境因素的變形控制，進(jìn)行全過程監(jiān)控，采取精細(xì)化施工。以上海為例，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分為三個(gè)等級，對于主要影響區(qū)內(nèi)存在既有軌道交通設(shè)施，道路隧道，重要建（構(gòu)）筑物，重要市政設(shè)施及市政管線，河流，湖泊為一級環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。對于主要影響區(qū)內(nèi)存在一般建（構(gòu)）筑物，一般市政設(shè)施；次要影響區(qū)內(nèi)存在既有軌道交通設(shè)施，道路隧道，重要建（構(gòu)）筑物，重要市政設(shè)施及市政管線，河流，湖泊為二級環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。對于主要影響區(qū)、次要影響區(qū)內(nèi)存在一般建（構(gòu)）筑物、一般市政設(shè)施及市政管線為三級環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。（4）風(fēng)險(xiǎn)等級評定：將本體風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)組成綜合風(fēng)險(xiǎn)矩陣，得到綜合風(fēng)險(xiǎn)等級表，如表1 所示。

表1 上海市軌道交通施工風(fēng)險(xiǎn)評估等級表

3 軌道交通風(fēng)險(xiǎn)集成管理體系

3.1 軌道交通風(fēng)險(xiǎn)管理組織架構(gòu)

風(fēng)險(xiǎn)管理貫穿建設(shè)的全過程和全方面，所有參與上海軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)的各方均納入工程風(fēng)險(xiǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，項(xiàng)目公司是其所承接建設(shè)工程的風(fēng)險(xiǎn)管理工作的責(zé)任主體。在集團(tuán)層面由建管中心牽頭，規(guī)劃技術(shù)部協(xié)助，項(xiàng)目公司全面負(fù)責(zé)所承接建設(shè)工程的風(fēng)險(xiǎn)管理，施工現(xiàn)場參建的施工單位、監(jiān)理單位、專業(yè)分包單位等其他參建各方均應(yīng)成立風(fēng)險(xiǎn)控制小組。

在設(shè)計(jì)階段，以總體設(shè)計(jì)單位為主，項(xiàng)目公司牽頭協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)工程風(fēng)險(xiǎn)及重大市政工程交叉施工節(jié)點(diǎn)的梳理、評級工作，明確工程的風(fēng)險(xiǎn)等級、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)期，并按照文件要求，梳理、明確市政重大工程交叉點(diǎn)。在施工階段，以施工現(xiàn)場監(jiān)理單位的總監(jiān)理工程師作為建立風(fēng)險(xiǎn)管控體系的第一責(zé)任人，總包單位應(yīng)在施工階段根據(jù)不同風(fēng)險(xiǎn)等級對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制要求，實(shí)施工程風(fēng)險(xiǎn)過程控制工作。

3.2 軌道交通建設(shè)預(yù)報(bào)警流程

上海軌道交通建設(shè)根據(jù)各參建單位責(zé)任，明確各方預(yù)報(bào)警處置流程，對風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行控制及閉環(huán)處理，具體流程如下：以五方參建單位（業(yè)主代表、施工單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位與監(jiān)測單位）為施工現(xiàn)場巡視主體，將各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺進(jìn)行分析，異常觸發(fā)后，由項(xiàng)目公司根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行預(yù)警決策并協(xié)調(diào)現(xiàn)場參建各方進(jìn)行處置，同時(shí)上報(bào)集團(tuán)建管中心。集團(tuán)建管中心將警情上報(bào)集團(tuán)，聽從集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)層統(tǒng)一決策指揮，分層采取風(fēng)險(xiǎn)防范措施。當(dāng)現(xiàn)場防范措施無法有效排除安全隱患時(shí)，建管中心將升級警情等級，并按照集團(tuán)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處置，直至警情解除。

3.3 軌道交通建設(shè)制度建立

以上海申通地鐵集團(tuán)發(fā)布的《上海軌道交通建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)辦法》為框架，結(jié)合六項(xiàng)針對性管理制度共同對軌道交通建設(shè)進(jìn)行管控。

（1）《致命性風(fēng)險(xiǎn)管控辦法》與《險(xiǎn)長制》分別對致命性風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提出具體管理措施。（2）《誠信記分制》是對制度落實(shí)的檢查與懲戒手段。“百日安全大檢查”圍繞兩項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)管理制度進(jìn)行系統(tǒng)隱患排查，同時(shí)輔以“視頻點(diǎn)名”督促制度落實(shí)。（3）建立清單制度，以風(fēng)險(xiǎn)清單、責(zé)任清單、追責(zé)清單系統(tǒng)、全面地指導(dǎo)以上制度的開展。

4 多元信息化集成管理模式

為了完善軌道交通建設(shè)全方位管理，上海軌道交通積極探索運(yùn)用信息化，智能化等技術(shù)手段推動項(xiàng)目創(chuàng)新管理。以遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺對各項(xiàng)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行自動監(jiān)測分析，實(shí)現(xiàn)信息化管理。針對基坑工程、盾構(gòu)工程、凍結(jié)工程這三類重點(diǎn)工點(diǎn)類型，分別引入自動伺服支撐系統(tǒng)、盾構(gòu)管控平臺以及測溫系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管，以多源信息技術(shù)為強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)控制提供新的支撐。

4.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺

上海地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)信息化工作建立在遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)分析及風(fēng)險(xiǎn)信息管理的基礎(chǔ)之上。第三方監(jiān)測單位須建立風(fēng)險(xiǎn)管控現(xiàn)場管理體系，落實(shí)責(zé)任人，在監(jiān)測實(shí)施過程中監(jiān)測單位須在監(jiān)測工作完成后的2 小時(shí)內(nèi)把真實(shí)、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸、上報(bào)至數(shù)據(jù)平臺。監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過平臺后臺分析，形成異常提示推送，經(jīng)人工根據(jù)工程情況進(jìn)行核實(shí)分析，將異常情況上報(bào)集團(tuán)建管中心與項(xiàng)目公司。此外，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺將風(fēng)險(xiǎn)評級結(jié)果、風(fēng)險(xiǎn)清單信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)變形指標(biāo)自動排名，風(fēng)險(xiǎn)信息自動匯總，同時(shí)也為其他系統(tǒng)的接入提供了基本的工程風(fēng)險(xiǎn)信息，是信息集成化管控的中心系統(tǒng)。

4.2 全球眼

上海軌道交通建立“全球眼”視頻監(jiān)控體系，覆蓋地下車站（車站主體、出入口、風(fēng)井）、停車場，貫穿工程土建和安裝裝飾全過程。結(jié)合“全球眼”視頻監(jiān)控工作實(shí)行的分級管理，即集團(tuán)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、項(xiàng)目公司監(jiān)督落實(shí)和施工現(xiàn)場實(shí)施監(jiān)控的三級管理體制，為掃清管控盲區(qū)，夯實(shí)現(xiàn)場管理，提供全方位技術(shù)支持。

4.3 自動伺服系統(tǒng)

傳統(tǒng)基坑圍護(hù)大多采用鋼支撐圍護(hù)，具有預(yù)應(yīng)力損失大、易變形、預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償具有滯后性等缺點(diǎn)，無法滿足對位移、形變量控制要求較高的基坑圍護(hù)要求。2018年上海軌道交通建設(shè)超過40%的基坑應(yīng)用了自動伺服系統(tǒng)，是基坑變形控制工作中最有效的技術(shù)措施之一。自動伺服系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，能將軸力、千斤頂位移、溫度等信息進(jìn)行記錄與傳輸，借助自動伺服系統(tǒng)數(shù)據(jù)，有助于對基坑圍護(hù)支護(hù)體系整體穩(wěn)定性的進(jìn)一步判斷，起到控制基坑變形、保護(hù)周邊重要建（構(gòu)）筑物的目的。

4.4 盾構(gòu)管控平臺

通過開發(fā)基于云平臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，盾構(gòu)管控平臺實(shí)現(xiàn)了對不同品牌、不同類型盾構(gòu)數(shù)據(jù)的集中管理。上海軌道交通盾構(gòu)管控平臺于2017年開展試點(diǎn)工作，2018年推廣應(yīng)用，2018年至今，所有盾構(gòu)全部受控。通過盾構(gòu)管控平臺對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效防止了軸線偏差過大的質(zhì)量事故，提高了盾構(gòu)施工的質(zhì)量及風(fēng)險(xiǎn)控制水平。

4.5 測溫系統(tǒng)

軌道交通工程中旁通道及部分暗挖工程采用凍結(jié)法施工，凍結(jié)帷幕質(zhì)量是開挖安全重要保障。而凍結(jié)溫度是把控整個(gè)凍結(jié)工程的關(guān)鍵，一旦溫度上升，土體承載力下降，極易發(fā)生事故。通過測溫系統(tǒng)的建立，實(shí)時(shí)對測溫孔溫度進(jìn)行監(jiān)測，防止由于各類問題導(dǎo)致土體溫度上升，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行提前預(yù)判，及時(shí)控制風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

4.6 GIS、AQI 的應(yīng)用

以GIS 地理信息系統(tǒng)作為對數(shù)據(jù)處理結(jié)果、信息集合理念以及多維數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)的呈現(xiàn)載體。通過平面地理及風(fēng)險(xiǎn)管理路線兩個(gè)維度將全網(wǎng)絡(luò)建設(shè)信息綜合展現(xiàn)，并對用地范圍，使用影響區(qū)等內(nèi)容清晰展現(xiàn)，方便了對工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的把控；AQI 即通過地理平臺直觀顯示施工區(qū)域空氣質(zhì)量，可視化的突顯當(dāng)前施工空氣污染的關(guān)注重點(diǎn)，對于數(shù)據(jù)超標(biāo)工程，可進(jìn)行及時(shí)干預(yù)，降低工程對周邊環(huán)境的揚(yáng)塵影響。

5 結(jié)論

本文以軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)集成管理為出發(fā)點(diǎn)，平臺建設(shè)為目標(biāo)，對軌道交通建設(shè)工程中事故特征展開分析，明確風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)工程類型。結(jié)合各個(gè)工程的工藝特性、所處水文地質(zhì)條件以及周邊毗鄰的建（構(gòu)）筑物影響，建立了上海軌道交通風(fēng)險(xiǎn)集成評估標(biāo)準(zhǔn)，為軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)、有針對性的評估指南。同時(shí)，通過不斷完善軌道交通風(fēng)險(xiǎn)集成管理體系，明確組織構(gòu)架與參建各方的“權(quán)，責(zé)，利”，建立軌道交通建設(shè)預(yù)報(bào)警流程與制度規(guī)范，形成符合風(fēng)險(xiǎn)集成模式的工作流程。此外通過基坑工程以自動伺服系統(tǒng)、盾構(gòu)工程以盾構(gòu)管控平臺，旁通道工程以自動測溫系統(tǒng)為核心的控制體系，及全球眼視頻監(jiān)控等其他輔助手段形成集成化管理平臺。通過風(fēng)險(xiǎn)集成管理模式的不斷完善，上海軌道交通“十三五”建設(shè)與“十二五”建設(shè)相比，基坑平均變形指標(biāo)與盾構(gòu)平均底層損失率都得到提升（圖2）。風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)也從“十二五”期間的1.3，降低至0.2，警情數(shù)量顯著減少，安全風(fēng)險(xiǎn)與質(zhì)量均有明顯提升。

圖2“十二五”建設(shè)與“十三五”建設(shè)指標(biāo)對比

目前，現(xiàn)有的信息化技術(shù)手段還主要是針對基坑、盾構(gòu)、旁通道等工程進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，未來將引入3G 系統(tǒng)與GREATA 系統(tǒng)，逐步涉及合同、進(jìn)度、投資等方面，使數(shù)據(jù)信息更加多元，風(fēng)險(xiǎn)管控更加全面，為將來風(fēng)險(xiǎn)管控領(lǐng)域的智慧擴(kuò)展提供了可能性。同時(shí)，也將促進(jìn)參建各方共同參與，提高對工程安全的整體把握，形成質(zhì)量安全文明的目標(biāo)群。