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[摘要]以深圳地铁某土压平衡盾构隧道工程为依托，分析了该工程采用土压平衡盾构施工的重点难点。研究了该工程的风险发生机理，找到了主要的工程风险，并采用R=P×C法对对主要风险进行了评价和分级，确定了主要风险的风险级别，为工程的顺利进行提供了参考与保障。
[关键词]深圳地铁； 盾构隧道；土压平衡盾构； 风险管理； 风险识别与评价
1. 引言
风险管理是风险的识别、分析、评估和处理的一个系统过程。自从Einstein H.H教授(MIT，1970) 首次将风险管理引入隧道工程以来，风险管理已在地下工程领域取得了很大的进步和众多成果。尽管国内地铁隧道应用盾构法施工已有十几年的时间，但由于城市的地铁工程所处环境的特殊性，在工程中存在多种风险。特别是最近几年地铁事故频发，说明了我们对地铁施工的风险管理存在不足需要改进之处。在此，以深圳地铁2号线的某盾构标段为背景探讨盾构隧道施工的风险管理。希望有助于地铁工程的顺利进行。
2. 工程背景
2.1隧道及施工环境。
以深圳地铁2号线工程土建2202标段的盾构隧道工程为背景，该盾构标包括沙河东站～世界之窗站区间、科技园站～沙河东站两区间。科技园站至沙河东站盾构区间从高新南十道起，穿越沙河西路、大沙河、沙河高尔夫球场以及沙河东路，抵达白石三道。区间隧道经过的地面建(构)筑物主要为高尔夫别墅群。盾构施工影响较大的高尔夫别墅有4栋，别墅均为两层框架结构，基础为搅拌桩加固基础，搅拌桩底距隧道拱顶为7.99m～11.28m。
场地原始地貌为大沙河三角洲相及海滩，原始地面标高-0.7～-1.2m，场地经过填筑，高尔夫球场于1997年吹砂、填土修筑，沙河西路1998年后修建，其它地段也先后填筑，建有高新南十道、白石三道、沙河西路、沙河东路等，地面高程2.53～6.03m，线路下穿大沙河，河床高程约-0.24 m。覆土表层为人工填筑的(Qml)素填土(填石、填砂)，其下为第四系海陆交互相(Q4mc)粗砂(含淤泥)，全新统海积(Q4m)淤泥质粘土、粗砂(含淤泥)、冲洪积(Q4al+pl)粘土、砾砂，第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl)粘土、砾砂，中更新统残积(Qel)砾(砂)质粘土，下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩(γ53)。
采用两台复合刀盘式土压平衡盾构(EPB)进行掘进。刀盘配备有刮刀、滚刀。滚刀刀座可与齿刀进行互换。盾构主要参数如表1所示。
3. 主要风险分析与识别
盾构法隧道在深圳的应用还不到10年，在实际施工中仍存在很多不确定性因素，为了减少工程风险，并使工程顺利进行，需要对土压平衡盾构施工的风险进行系统的分析。
3.1风险识别。
风险识别是用在弄清工程项目、施工环境和工程因素的关系的基础上，用系统的方法对致险因素进行探究。风险识别是进行分线分析的第一步，同时也是很重要的一步。若忽略了这一步，常常会导致对一个问题的长期和综合的考虑。在地铁隧道的修建过程中存在许多致险因素。这些因素可以导致不同类型的结果，因此忽略这些错误是不对的，但如果考虑这些因素会使问题变得复杂。风险识别是为了减少风险问题的不确定性，因此，采用静态和动态分析相结合的方法进行风险识别的分析。如图1所示。
3.2孕险环境。
孕险环境是决定一个事故发生的基本因素，也被认为是一个风险的内因。对于这个工程孕险环境是指特殊的地质环境和施工环境。沿线建筑物，复合地层，下穿大沙河，穿越卵石层。
3.3致险因子。
致险因子是风险事故发生的直接原因。孕险环境和致险因子公共组成了风险的两个基本因素。经过分析研究，本工程的主要风险因子包括以下几点：盾构刀盘选型不合适、开挖面失稳、地层损失过大、施工参数不合理、施工机械故障。
3.4风险发生机理。
通过风险识别的过程，得到该土压平衡盾构工程的主要致险因子、孕险环境、风险事件。如表所示。孕险环境的存在，结合致险因子的共同作用就发生了诸如建筑物破坏、发生人身损伤等的风险事故，如图2所示。造成经济、社会及生态的损失。
4. 施工风险的评价
R=P×C风险评估法综合考虑了风险发生的可能性和风险造成的后果。在此，P代表了风险的可能性的大小，即发生概率。C表示风险因素发生时可能产生的后果。R=P×C风险评估法是一种定性和定量相结合的方法，目前应用广泛。主要步骤如下：(1)确定工程项目存在的主要风险的概率；(2)风险事故的后果排序；(3)风险评估。
风险的发生概率P分为五个等级：A、B、C、D和E。每个等级的概率分布如表5所示。风险产生的后果C也分为五级：1, 2, 3, 4 和 5。每个等级的描述如表6所示。风险的评估R也分为五级：Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ和Ⅴ。评价标准如表7所示。
根据P和C的分析，采用德尔菲(Delphi)法得到风险事件的评判矩阵。如表8所示。
从风险的评价结果可以看出，建筑物的破坏(u2)、管线破裂(u3)、盾构整体被淹(u8)排到了等级IV，为风险较大的风险事件。其次，盾构喷涌(u5)、密封失效(u6)。最后是盾构隧道轴线偏移(u4)，地表沉陷(u1)。
5. 结论
本课题针对深圳复杂地层条件下某土压平衡盾构隧道的风工程险进行了识别，在此基础上，对该地层风险发生的机理进行了分析即研究。根据风险概率及后果严重程度的指标，对风险事件进行了评价。得到了对工程主要风险事件的排序结果。根据风险事件的结果，可对工程采取针对行的应对措施，从而可保证工程的顺利进行。
参考文献
［1］陈龙，黄宏伟.上中路隧道工程风险管理的实践［J］. 地下空间与工程学报, 2006, 2(1):65-73
［2］郭仲伟. 风险分析与决策［M］. 北京: 中国机械出版社，1986
［3］王良, 油新华, 黄修云. 地铁施工风险的综合分析系统［A］. 全国地铁与地下工程技术风险管理研讨会, 2005, 北京：77-84
［4］吴贤国, 王 锋. R=P×C法评价水下盾构隧道施工风险. 华中科技大学学报, 2005,22(4): 45-49
［5］周红波, 何锡兴, 蒋建军, 蔡来炳.软土地铁盾构法隧道工程风险识别与应对［J］. 2006: 43(2): 10-14
［6］陈龙.软土地区盾构隧道施工期风险分析与评价研究［D］.同济大学博士学位论文,2004
［7］徐润泽,宋天田.成都地铁土压平衡盾构隧道工程风险识别与评价［J］.隧道建设, 2007,(06)
［文章编号］1006-7619(2009)03-26-186
注：“本文所涉及到的图表、注解、公式等内容请以pdf格式阅读原文”。
[关键词]深圳地铁； 盾构隧道；土压平衡盾构； 风险管理； 风险识别与评价
1. 引言
风险管理是风险的识别、分析、评估和处理的一个系统过程。自从Einstein H.H教授(MIT，1970) 首次将风险管理引入隧道工程以来，风险管理已在地下工程领域取得了很大的进步和众多成果。尽管国内地铁隧道应用盾构法施工已有十几年的时间，但由于城市的地铁工程所处环境的特殊性，在工程中存在多种风险。特别是最近几年地铁事故频发，说明了我们对地铁施工的风险管理存在不足需要改进之处。在此，以深圳地铁2号线的某盾构标段为背景探讨盾构隧道施工的风险管理。希望有助于地铁工程的顺利进行。
2. 工程背景
2.1隧道及施工环境。
以深圳地铁2号线工程土建2202标段的盾构隧道工程为背景，该盾构标包括沙河东站～世界之窗站区间、科技园站～沙河东站两区间。科技园站至沙河东站盾构区间从高新南十道起，穿越沙河西路、大沙河、沙河高尔夫球场以及沙河东路，抵达白石三道。区间隧道经过的地面建(构)筑物主要为高尔夫别墅群。盾构施工影响较大的高尔夫别墅有4栋，别墅均为两层框架结构，基础为搅拌桩加固基础，搅拌桩底距隧道拱顶为7.99m～11.28m。
场地原始地貌为大沙河三角洲相及海滩，原始地面标高-0.7～-1.2m，场地经过填筑，高尔夫球场于1997年吹砂、填土修筑，沙河西路1998年后修建，其它地段也先后填筑，建有高新南十道、白石三道、沙河西路、沙河东路等，地面高程2.53～6.03m，线路下穿大沙河，河床高程约-0.24 m。覆土表层为人工填筑的(Qml)素填土(填石、填砂)，其下为第四系海陆交互相(Q4mc)粗砂(含淤泥)，全新统海积(Q4m)淤泥质粘土、粗砂(含淤泥)、冲洪积(Q4al+pl)粘土、砾砂，第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl)粘土、砾砂，中更新统残积(Qel)砾(砂)质粘土，下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩(γ53)。
采用两台复合刀盘式土压平衡盾构(EPB)进行掘进。刀盘配备有刮刀、滚刀。滚刀刀座可与齿刀进行互换。盾构主要参数如表1所示。
3. 主要风险分析与识别
盾构法隧道在深圳的应用还不到10年，在实际施工中仍存在很多不确定性因素，为了减少工程风险，并使工程顺利进行，需要对土压平衡盾构施工的风险进行系统的分析。
3.1风险识别。
风险识别是用在弄清工程项目、施工环境和工程因素的关系的基础上，用系统的方法对致险因素进行探究。风险识别是进行分线分析的第一步，同时也是很重要的一步。若忽略了这一步，常常会导致对一个问题的长期和综合的考虑。在地铁隧道的修建过程中存在许多致险因素。这些因素可以导致不同类型的结果，因此忽略这些错误是不对的，但如果考虑这些因素会使问题变得复杂。风险识别是为了减少风险问题的不确定性，因此，采用静态和动态分析相结合的方法进行风险识别的分析。如图1所示。
3.2孕险环境。
孕险环境是决定一个事故发生的基本因素，也被认为是一个风险的内因。对于这个工程孕险环境是指特殊的地质环境和施工环境。沿线建筑物，复合地层，下穿大沙河，穿越卵石层。
3.3致险因子。
致险因子是风险事故发生的直接原因。孕险环境和致险因子公共组成了风险的两个基本因素。经过分析研究，本工程的主要风险因子包括以下几点：盾构刀盘选型不合适、开挖面失稳、地层损失过大、施工参数不合理、施工机械故障。
3.4风险发生机理。
通过风险识别的过程，得到该土压平衡盾构工程的主要致险因子、孕险环境、风险事件。如表所示。孕险环境的存在，结合致险因子的共同作用就发生了诸如建筑物破坏、发生人身损伤等的风险事故，如图2所示。造成经济、社会及生态的损失。
4. 施工风险的评价
R=P×C风险评估法综合考虑了风险发生的可能性和风险造成的后果。在此，P代表了风险的可能性的大小，即发生概率。C表示风险因素发生时可能产生的后果。R=P×C风险评估法是一种定性和定量相结合的方法，目前应用广泛。主要步骤如下：(1)确定工程项目存在的主要风险的概率；(2)风险事故的后果排序；(3)风险评估。
风险的发生概率P分为五个等级：A、B、C、D和E。每个等级的概率分布如表5所示。风险产生的后果C也分为五级：1, 2, 3, 4 和 5。每个等级的描述如表6所示。风险的评估R也分为五级：Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ和Ⅴ。评价标准如表7所示。
根据P和C的分析，采用德尔菲(Delphi)法得到风险事件的评判矩阵。如表8所示。
从风险的评价结果可以看出，建筑物的破坏(u2)、管线破裂(u3)、盾构整体被淹(u8)排到了等级IV，为风险较大的风险事件。其次，盾构喷涌(u5)、密封失效(u6)。最后是盾构隧道轴线偏移(u4)，地表沉陷(u1)。
5. 结论
本课题针对深圳复杂地层条件下某土压平衡盾构隧道的风工程险进行了识别，在此基础上，对该地层风险发生的机理进行了分析即研究。根据风险概率及后果严重程度的指标，对风险事件进行了评价。得到了对工程主要风险事件的排序结果。根据风险事件的结果，可对工程采取针对行的应对措施，从而可保证工程的顺利进行。
参考文献
［1］陈龙，黄宏伟.上中路隧道工程风险管理的实践［J］. 地下空间与工程学报, 2006, 2(1):65-73
［2］郭仲伟. 风险分析与决策［M］. 北京: 中国机械出版社，1986
［3］王良, 油新华, 黄修云. 地铁施工风险的综合分析系统［A］. 全国地铁与地下工程技术风险管理研讨会, 2005, 北京：77-84
［4］吴贤国, 王 锋. R=P×C法评价水下盾构隧道施工风险. 华中科技大学学报, 2005,22(4): 45-49
［5］周红波, 何锡兴, 蒋建军, 蔡来炳.软土地铁盾构法隧道工程风险识别与应对［J］. 2006: 43(2): 10-14
［6］陈龙.软土地区盾构隧道施工期风险分析与评价研究［D］.同济大学博士学位论文,2004
［7］徐润泽,宋天田.成都地铁土压平衡盾构隧道工程风险识别与评价［J］.隧道建设, 2007,(06)
［文章编号］1006-7619(2009)03-26-186
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