我国地铁施工安全风险管理体系的研究.pdf

都市快轨交通 第22卷 第1期2009年2月 快轨论坛 URBAN RAPI D RAI L TRANSIT 我国地铁施工安全 风险管理体系的研究 周华杰 武汉地铁集团有限公司 武汉 430030 摘 要 分析我国地铁施工过程中的安全管理现状, 针对实践中的主要问题,提出通过制定风险管理全程 策划、 加强知识管理和地铁项目管理相结合、 加快安全 监控与预警决策信息系统的开发等手段,实现地铁项 目全寿命周期的安全控制。首次将知识管理运用到地 铁施工安全风险管理体系中。 关键词 地铁 施工 安全 风险管理 预警决策信 息系统 为缓解城市空间容量不足、 城市交通拥挤的状况, 国内很多大城市相继投资修建地铁。据建设部统计, 15个城市近期建设规划了61条线路,共长1 700 km, 总投资达到6 200亿元。 地铁施工具有隐蔽性、 复杂性 和不确定性等特点,由于建设规模庞大、 发展迅速,技 术和管理力量难以充分保证,造成地铁工程施工安全 风险加大。加上对风险的认识不客观、 风险管理体系 不科学等原因,致使地铁施工重大安全事故屡有发生, 导致恶劣的社会影响和重大的经济损失。因此,在地 铁建设过程中,加强安全风险管理已刻不容缓。本文 针对地铁建设过程中安全风险管理存在的主要问题提 出了相应的对策,以完善地铁施工安全风险管理体系, 为地铁建设的顺利进行保驾护航。 1 我国地铁施工安全风险管理现状分析 近年来,无论是政府还是建设主体都对地铁安全 风险管理引起了足够的重视。政府相继编发了 关于 进一步加强地铁安全管理工作的意见 和 地铁及地下 工程建设风险管理指南 ,对指导我国地铁工程安全风 险管理的科学化、 程序化和标准化具有促进作用。 广州、 上海、 北京等城市在地铁建设过程中也越来 收稿日期 2008210220 作者简介周华杰,男,在读博士研究生,工程师, pwhrt126. com 越重视安全风险管理,新建地铁项目大都进行了风险 分析与评估。广州地铁在20062007年进行了安全 风险管理体系的诊断评价、 施工前期安全风险的中间 评估,建立了地铁监测信息平台。上海在地铁建设 中,开展了较完善的监控量测研究和实践工作,利用 数据反馈和三级管理机制,建立了独特的地铁建设安 全管理体系 [1 ]。北京在地铁建设过程中积累了宝贵 的经验,编制完成了地铁工程监控量测技术规程 、 北京地铁工程监控量测监测设计指南 和北京地 铁工程第三方监测设计指南 ,为地铁施工安全控制 提供了依据,同时也为其他城市的地铁建设工作提供 了参考。 我国地铁安全风险管理研究与实践已经取得了实 质性进展,部分成果已服务于项目建设,但在实施过程 中还存在很多问题。 1. 1 地铁风险管理缺乏整体策划 地铁项目建设是一项复杂的巨系统工程。由于线 路长、 标段多、 项目参与方众多,各子系统之间存在着 大量既矛盾又相互依存的复杂关系。项目建设在参与 各方之间业主、 咨询单位、 供应商、 勘察设计单位、 施 工单位、 监理及监测单位等、 建设各阶段之间规划、 设计、 招投标及施工以及各工种之间产生了大量界 面,使风险管理工作更为复杂 [2 ]。 地铁项目建设的这些特点,要求项目建设管理单 位在项目正式实施前,根据项目实际情况制定出系统、 科学的风险管理全程策划,为地铁项目的顺利推进勾 画出清晰的蓝图,以确保项目全过程的控制。但目前 这一阶段的工作在我国尚未得到足够重视,以致项目 建设各阶段的风险管理责任主体不明,管理程序不清, 各子系统的任务/责任界面处于失控状态。由于实施 方案的前瞻性不足,导致“ 头疼医头,脚疼医脚 ” 的现象 82 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 我国地铁施工安全风险管理体系的研究 URBAN RAPI D RA I L TRANSIT 时有发生。在地铁建设实施过程中,由于前期风险管理 工作的不足,导致很多安全隐患在施工阶段显现出来。 国际隧道工程保险集团 ITIG对施工现场发生安全事 故原因的调查结果见图 1 表明,因勘察和设计失误 导致施工现场发生安全事故的概率高达53。施工方 作为工程安全唯一责任主体的做法显然有失公平。 图1 隧道施工现场发生安全事故原因的调查结果 1. 2 地铁风险管理队伍缺乏专业人才 我国地铁项目建设起步较晚,专业人员储备相对 不足,尤其是专业素质高、 实践经验丰富、 能科学理解 工程风险的性质及特点、 合理进行风险分析并制定风 险防范措施的高尖端人才匮乏。地铁施工发生安全事 故原因的调查结果表明,人为失误是导致事故发生的 主要原因设计人员由于经验不足,导致设计方案失 误;施工人员由于麻痹大意或操作不当,引起灾难性后 果;监测单位对地铁沿线地面建筑及地下管线等资料 排查不彻底全面、 数据评估不科学,导致安全事故的发 生。从引起事故的主体来看,设计方和施工方责任重 大,大量调查研究表明见图2 ,由于设计、 施工不当 造成的地铁施工安全事故占到了总数的35和46。 通过专业培训和再学习,现有人员的专业素质尚有较 大提升空间。 图2 事故主体行为不当造成地铁安全事故的调查结果 1. 3 信息化管理平台功能有待进一步开发 目前,大部分城市的地铁施工建设都不同程度地 利用信息平台辅助管理。南京地铁建设应用了远程监 控系统,对系统功能、 参建各方职责以及预警报警机制 进行了研究。上海地铁在建设过程中应用了“ 安全地 铁工程远程监控管理系统 ”,实现了建设工地的远程管 理和工程建设的动态监控,提高了管理效率。但大部 分项目仅仅停留在远程监控系统和地铁监测信息平台 的开发和使用上,系统功能简单,诸如数据分析、 预警 与报警、 辅助决策等相对复杂的高端应用系统应用比 例极低,系统缺少地理信息系统和基础数据库的支持, 基于GIS地理信息系统和人工智能支持的以高速宽 带网络为依托、 以先进的海量数据动态调度技术为基 础、 利用三维可视化表现形式的管理信息系统的开发 已迫在眉睫。 1. 4 相关技术规范、 标准有待进一步完善 在施工过程中发现,有些工程地质单元完全按照 规范标准来执行却还是出现施工安全问题,这说明目 前风险管理相关技术控制规范不够全面,有的已落后 于时代发展,对实际工程已失去或部分失去指导意 义 [3 ] ,研制适合不同城市、 不同地质单元、 不同环境条 件的技术规范已相当紧迫。在这方面除北京地区做得 比较成功外,其他各城市的工作有待加强。 2 地铁施工安全风险管理实施建议 2. 1 制定科学合理的风险管理全程策划 在地铁项目立项以后、 工程具体实施以前,应以地 铁施工的全过程为研究对象,制定科学合理的风险管 理实施方案。地铁公司可以自行完成或委托给有能力 的咨询机构制定。明确项目总体目标、 工作实施目标、 阶段目标,制定安全方针。划分安全责任和职能,建立 安全组织机构,完善工作机制见图 3 。核心内容包 括确立项目组织体系和合作模式,清晰划分项目管理 各方的安全任务/责任,明确各方管理要点;制订工程 图3 地铁施工安全风险管理结构图 地质、 水文地质情况彻查方案,划分不同地质单元,每 种单元的主要地质风险要清晰,进行风险评估和分级; 风险的对应措施要明确,针对工程的地质特点、 施工工 法、 城市环境,制定有针对性和适用性的安全施工措 92 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 都市快轨交通 第22卷 第1期2009年2月 URBAN RAPI D RAI L TRANSIT 施,并对这些措施所能达到的效果有明确的预期。 2. 2 加强知识管理在地铁风险管理中的应用 地铁工程风险管理是一个动态知识管理的过程。 由于我国地铁建设项目面临专业人才缺乏和相关技术 规范、 标准有待完善的现状,知识管理在地铁建设中的 运用显得尤为重要。 知识管理的过程是知识传播、 积累和创新的过程, 是将隐性知识显化、 个人知识转化为组织知识、 提高团 队整体技术能力和管理能力的过程。在分析项目工作 流程的基础上,研究知识的流动,提炼知识,促成项目 成员之间的知识共享,将个人知识结构化为项目组知 识,并将知识融入项目管理工作流程,实现知识的再次 运用,以消除或减少由于经验不足或操作不当等人为 失误而引起的安全事故。地铁建设项目管理过程中知 识的运作见图4。 图4 地铁建设过程中知识的运作过程 [4] 2. 2. 1 知识获取 建设单位或专业的项目管理公司主要从以下两个 方面获取知识一是对现有的一些显性知识的采集,如 国内外己建成地铁项目的勘测、 设计、 施工等方面的知 识;另一方面通过隐性知识的挖掘和捕获,从而使个人 的隐性知识为他人所共享,完成从隐性知识到显性知 识的转化过程。 2. 2. 2 知识传递 在项目建设过程中,主要通过培训、 专题讲座,将 知识在需要的时候传递给需要的人,从而提高项目建 设者及管理者的总体水平,规范其在实际工作中的操 作行为,以更好地实现项目目标。针对某一方面需要 的知识,请专家学者进行专题讲座,这样可以大面积、 快速地将专家所拥有的某一方面知识传递给需要的 人。通过培训学习、 听讲座,可以实现显性知识到隐性 知识的转化过程,即将显性知识增补到个人的隐性知 识中去。通过知识的“ 内化 ”,可以提高人员的业务水 平,减少人为失误。 2. 2. 3 知识交流 在地铁建设过程中,会遇到各种各样的难题,以业 主或咨询单位为主导,组织召开技术交流大会,对遇到 的问题组织项目参与各方交流讨论,是解决这些问题 的有效途径之一。 2. 2. 4 知识利用 知识利用是知识搜集、 传递、 交流的目的。在项目 建设过程中,主要是通过以下手段来利用不同知识主 体的知识的。首先是通过各种合同,约束建设单位和 设计、 监理、 施工、 监测单位在项目建设中的责任,使这 些组织的知识能按合同要求运用到项目建设中;其次 还可以通过各种激励机制,鼓励项目的管理者、 建设者 进行知识创新,贡献个人的隐性知识;还可以通过外聘 专家进行咨询服务,利用参建单位之外的专家学者的 知识,这对地铁建设至关重要。 2. 3 开发地铁施工安全监控与预警决策信息系统 地铁施工安全监控与预警决策信息系统的核心思想 是利用先进的信息技术手段,整体性地解决地铁施工的 安全问题,并最大限度地利用信息资源,科学地辅助决策。 系统的实质是发现安全事故隐患、 预警并解决问 题,因此它是一个闭环控制系统,即反馈控制系统。具 体而言,它由三大部分构成信息采集系统,数据分析、 评估与预警系统和辅助决策系统,其中通信指挥系统 是该系统正常运行的基础。由此,得出武汉地铁施工 安全预警决策系统基本技术架构见图5。 图5 系统基本技术框架 2. 3. 1 信息采集系统 信息采集系统的核心是建立地铁施工安全信息采 集平台,通过远程监控系统,自动或人工接收、 处理、 存 储施工现场和各地与地铁施工安全相关的各种情报资 料和技术监测数据,实现对现场监测对象地铁施工沿 线地表建筑物与地下管线、 明挖基坑施工和隧道施工 等情况的及时上传。 2. 3. 2 数据分析、 评估与预警系统 监测体系中的各种监测数据通过通信系统传至数 03 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 我国地铁施工安全风险管理体系的研究 URBAN RAPI D RA I L TRANSIT 据分析与评估系统中,将各工程点的监测点位移警戒 值、 临界值作为状态评价的依据。根据已建立的预警 机制做出相应的预警,及时反馈给工程实际。具体体 现在将利用海量三维数据动态调度技术、 虚拟现实仿 真技术和实时真实三维环境生成功能,对地铁沿线安 全监测范围内的建筑及地下管线进行三维可视化建 模,并结合上传的监测数据,以三维可视化的方式模拟 施工过程对周边建筑包括文保单位的影响。当建筑物 的不均匀沉降、 管线变形、 明挖基坑支护的受力与变形 及支护土体的变形、 隧道与围岩的变形及受力超出预 警值,隧道掌子面前方有不良地段时,该系统能及时预 警和分级报警。 2. 3. 3 辅助决策信息系统 在数据分析与评估的基础上,根据系统报警情况, 及时采取应急措施,形成快速、 高效、 有序的反馈控制。 决策系统应包括决策支持子系统、 应急指挥子系统、 GIS子系统等。 1决策支持子系统建立统一地铁施工安全知 识库,汇集预案、 案例、 部门资源数据、 文件法规、 三维 电子地图等各种资料,建立专家资源库。以城域网络 为基础,实现静态知识与动态智力有机集成,共同参 与、 全面提高对施工安全态势的决策水平,提出迅速有 效的控制措施。 2应急指挥子系统该子系统主要使用计算机 辅助受理平台,实现事件的受理和指挥调度功能,主要 包括三部分功能模块 事故简报、 救援指挥和事故 分析报告。 3三维GIS子系统通过地铁三维可视化地理 信息子系统,以模块或功能等方式融入指挥中心的各 种应用系统中,可实现通用GIS操作功能、 动态标注功 能及GPS监控查询功能。 [5 ] 另外,需要注意的是,就目前的技术条件而言,利用 计算机网络做施工安全预警及提供决策信息是合理可 行的,但做决策则需慎重。因为岩土工程问题远未达到 理论化的水平,还更多地处于经验阶段,不可能做到情 况与决策一一对应,因此决策必须由管理责任人处理。 3 结论 通过全面的分析和论证,可以得到如下结论。 1制定科学合理的地铁风险管理全程策划方 案,有助于对施工安全的全程控制,对提高地铁项目建 设决策的科学性、 实施的计划性,减少由于前期准备工 作不足带来的损失具有极其重要的意义。 2知识管理和项目管理的有效结合,通过显性 知识采集和隐性知识挖掘,实现个人知识到组织知识 再到个人知识的螺旋上升和积累,可克服专业人员缺 乏、 人员储备不足的现状,并通过知识积累,完善相关 地方技术标准规范,为今后的地铁施工提供有力保障。 3地铁施工安全监控与预警决策信息系统的开 发应用,利用先进的信息技术为项目参与各方提供了 统一工作平台,为实现信息共享、 实时监控、 快速传递、 辅助决策提供了技术保障。 参考文献 [1 ]朱胜利,王文斌,刘维宁,等.地铁工程施工的风险管理 [J ].都市快轨交通, 2008, 21 1 56260. 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Knowledge management has been firstly applied to the securitymanagement system duringmetro construction. Key words metro; construction; security; risk management; ination system ofwarning and decision2making 13 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.