軌道交通建設風險集成管理模式及管理平臺研究

繆 杰

（上海申通地鐵集團有限公司建管中心，上海 200030）

1 概述

據(jù)不完全統(tǒng)計，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中的基坑工程、盾構(gòu)工程以及凍結(jié)工程進行科學評估與管控是實現(xiàn)軌道交通建設風險管理的重點。

圖1 各類工點類型死傷人數(shù)

隨著上海軌道交通建設規(guī)模的不斷擴大，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”建設中[1]，45 座車站與運營車站交叉施工且周邊環(huán)境復雜，風險管理難度大；56 個區(qū)間穿越居民小區(qū)及市政重大設施，沉降變形控制要求高；18 座車站位于電力高壓走廊下方、10 座車站處于高壓燃氣管保護范圍內(nèi)、8 座車站緊貼大口徑雨污水管，管線保護制約嚴苛。

上海軌道交通針對本輪建設風險管理的特點，探索軌道交通建設安全管理新模式，提出了軌道交通建設風險集成管理模式。在工程建設前期對工程風險源進行辨識，確定關鍵風險節(jié)點和工程風險等級。同時健全管理規(guī)章制度，并在工程實施階段，采用多種信息化手段進行風險管控，為降低事故概率，完成建設目標提供全過程安全保障。

2 軌道交通建設風險分析與評估

2.1 風險源分析

城市軌道交通施工工程風險主要來源于工程工況條件、水文地質(zhì)條件、工程建設周邊環(huán)境制約三個方面。工程的本體特征，施工工藝技術、機械設備、施工組織方案、前道工序質(zhì)量等各項因素皆將成為實際建設中風險來源的一部分[2]；水文地質(zhì)條件是軌道交通建設的基本風險來源，上海土質(zhì)為含水量高的軟質(zhì)黏土，同時存在承壓水，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)境風險控制極為重要；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險關鍵環(huán)節(jié)。

2.2 軌道交通建設風險評估

（1）影響范圍：受軌道交通建設影響范圍主要可以分為主要影響區(qū)與次要影響區(qū)。基坑工程以基坑邊緣距離的不同進行劃分，劃分標準依據(jù)基坑設計深度；盾構(gòu)工程及凍結(jié)工程影響區(qū)劃分可依據(jù)當?shù)厮牡刭|(zhì)條件及施工方法進行具體分析。（2）工程本體風險：上海軌道交通建設工程風險評估標準以具體存在問題為導向，在工程實施之前，結(jié)合上海地區(qū)特有的水文地質(zhì)條件及城市環(huán)境特點制定出上海軌道交通施工工程的本體風險?；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險等級標準；盾構(gòu)工程以隧道掘進斷面所遇不良地質(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險等級標準；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險等級標準。（3）工程環(huán)境風險：環(huán)境風險控制著重于對影響區(qū)內(nèi)環(huán)境因素的變形控制，進行全過程監(jiān)控，采取精細化施工。以上海為例，環(huán)境風險分為三個等級，對于主要影響區(qū)內(nèi)存在既有軌道交通設施，道路隧道，重要建（構(gòu)）筑物，重要市政設施及市政管線，河流，湖泊為一級環(huán)境風險。對于主要影響區(qū)內(nèi)存在一般建（構(gòu)）筑物，一般市政設施；次要影響區(qū)內(nèi)存在既有軌道交通設施，道路隧道，重要建（構(gòu)）筑物，重要市政設施及市政管線，河流，湖泊為二級環(huán)境風險。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、一般市政設施及市政管線為三級環(huán)境風險。（4）風險等級評定：將本體風險與環(huán)境風險組成綜合風險矩陣，得到綜合風險等級表，如表1 所示。

表1 上海市軌道交通施工風險評估等級表

3 軌道交通風險集成管理體系

3.1 軌道交通風險管理組織架構(gòu)

風險管理貫穿建設的全過程和全方面，所有參與上海軌道交通工程項目建設的各方均納入工程風險管理網(wǎng)絡，項目公司是其所承接建設工程的風險管理工作的責任主體。在集團層面由建管中心牽頭，規(guī)劃技術部協(xié)助，項目公司全面負責所承接建設工程的風險管理，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成立風險控制小組。

在設計階段，以總體設計單位為主，項目公司牽頭協(xié)調(diào)負責工程風險及重大市政工程交叉施工節(jié)點的梳理、評級工作，明確工程的風險等級、風險點、風險期，并按照文件要求，梳理、明確市政重大工程交叉點。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險管控體系的第一責任人，總包單位應在施工階段根據(jù)不同風險等級對應的風險控制要求，實施工程風險過程控制工作。

3.2 軌道交通建設預報警流程

上海軌道交通建設根據(jù)各參建單位責任，明確各方預報警處置流程，對風險事件進行控制及閉環(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、設計單位、監(jiān)理單位與監(jiān)測單位）為施工現(xiàn)場巡視主體，將各項監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至遠程監(jiān)控平臺進行分析，異常觸發(fā)后，由項目公司根據(jù)現(xiàn)場情況進行預警決策并協(xié)調(diào)現(xiàn)場參建各方進行處置，同時上報集團建管中心。集團建管中心將警情上報集團，聽從集團領導層統(tǒng)一決策指揮，分層采取風險防范措施。當現(xiàn)場防范措施無法有效排除安全隱患時，建管中心將升級警情等級，并按照集團應急預案進行處置，直至警情解除。

3.3 軌道交通建設制度建立

以上海申通地鐵集團發(fā)布的《上海軌道交通建設工程風險辦法》為框架，結(jié)合六項針對性管理制度共同對軌道交通建設進行管控。

（1）《致命性風險管控辦法》與《險長制》分別對致命性風險關鍵節(jié)點與風險關鍵節(jié)點提出具體管理措施。（2）《誠信記分制》是對制度落實的檢查與懲戒手段?！鞍偃瞻踩髾z查”圍繞兩項風險管理制度進行系統(tǒng)隱患排查，同時輔以“視頻點名”督促制度落實。（3）建立清單制度，以風險清單、責任清單、追責清單系統(tǒng)、全面地指導以上制度的開展。

4 多元信息化集成管理模式

為了完善軌道交通建設全方位管理，上海軌道交通積極探索運用信息化，智能化等技術手段推動項目創(chuàng)新管理。以遠程監(jiān)控平臺對各項變形數(shù)據(jù)進行自動監(jiān)測分析，實現(xiàn)信息化管理。針對基坑工程、盾構(gòu)工程、凍結(jié)工程這三類重點工點類型，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)進行監(jiān)管，以多源信息技術為強化風險控制提供新的支撐。

4.1 遠程監(jiān)控平臺

上海地鐵施工風險信息化工作建立在遠程監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)分析及風險信息管理的基礎之上。第三方監(jiān)測單位須建立風險管控現(xiàn)場管理體系，落實責任人，在監(jiān)測實施過程中監(jiān)測單位須在監(jiān)測工作完成后的2 小時內(nèi)把真實、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時傳輸、上報至數(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)工程情況進行核實分析，將異常情況上報集團建管中心與項目公司。此外，遠程監(jiān)控平臺將風險評級結(jié)果、風險清單信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)動，實現(xiàn)變形指標自動排名，風險信息自動匯總，同時也為其他系統(tǒng)的接入提供了基本的工程風險信息，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)控工作實行的分級管理，即集團統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、項目公司監(jiān)督落實和施工現(xiàn)場實施監(jiān)控的三級管理體制，為掃清管控盲區(qū)，夯實現(xiàn)場管理，提供全方位技術支持。

4.3 自動伺服系統(tǒng)

傳統(tǒng)基坑圍護大多采用鋼支撐圍護，具有預應力損失大、易變形、預應力補償具有滯后性等缺點，無法滿足對位移、形變量控制要求較高的基坑圍護要求。2018年上海軌道交通建設超過40%的基坑應用了自動伺服系統(tǒng)，是基坑變形控制工作中最有效的技術措施之一。自動伺服系統(tǒng)在應用過程中，能將軸力、千斤頂位移、溫度等信息進行記錄與傳輸，借助自動伺服系統(tǒng)數(shù)據(jù)，有助于對基坑圍護支護體系整體穩(wěn)定性的進一步判斷，起到控制基坑變形、保護周邊重要建（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年開展試點工作，2018年推廣應用，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)機姿態(tài)實時監(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)量及風險控制水平。

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)溫度是把控整個凍結(jié)工程的關鍵，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，實時對測溫孔溫度進行監(jiān)測，防止由于各類問題導致土體溫度上升，對風險進行提前預判，及時控制風險的發(fā)生。

4.6 GIS、AQI 的應用

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)之間關聯(lián)的呈現(xiàn)載體。通過平面地理及風險管理路線兩個維度將全網(wǎng)絡建設信息綜合展現(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)境風險的把控；AQI 即通過地理平臺直觀顯示施工區(qū)域空氣質(zhì)量，可視化的突顯當前施工空氣污染的關注重點，對于數(shù)據(jù)超標工程，可進行及時干預，降低工程對周邊環(huán)境的揚塵影響。

5 結(jié)論

本文以軌道交通建設風險集成管理為出發(fā)點，平臺建設為目標，對軌道交通建設工程中事故特征展開分析，明確風險高發(fā)工程類型。結(jié)合各個工程的工藝特性、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險集成評估標準，為軌道交通建設風險提供科學、有針對性的評估指南。同時，通過不斷完善軌道交通風險集成管理體系，明確組織構(gòu)架與參建各方的“權(quán)，責，利”，建立軌道交通建設預報警流程與制度規(guī)范，形成符合風險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。通過風險集成管理模式的不斷完善，上海軌道交通“十三五”建設與“十二五”建設相比，基坑平均變形指標與盾構(gòu)平均底層損失率都得到提升（圖2）。風險指數(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，安全風險與質(zhì)量均有明顯提升。

圖2“十二五”建設與“十三五”建設指標對比

目前，現(xiàn)有的信息化技術手段還主要是針對基坑、盾構(gòu)、旁通道等工程進行數(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、進度、投資等方面，使數(shù)據(jù)信息更加多元，風險管控更加全面，為將來風險管控領域的智慧擴展提供了可能性。同時，也將促進參建各方共同參與，提高對工程安全的整體把握，形成質(zhì)量安全文明的目標群。