橋梁隧道風(fēng)險評估流程方法

1、3.1 風(fēng)險研究內(nèi)容與分析目標(biāo)3.1.1 風(fēng)險研究內(nèi)容風(fēng)險管理的目標(biāo)是通過有效的評價管理去避免項(xiàng)目風(fēng)險的產(chǎn)生或減少風(fēng)險事件發(fā)生給工程帶來的損失，以確保工程工期和造價不超過既定目標(biāo)，同時確保工程質(zhì)量滿足要求并安全順利進(jìn)行。對于水下公路隧道，風(fēng)險研究的主要內(nèi)容如下：（1）隧道風(fēng)險評價方法的選??；（2）隧道建設(shè)風(fēng)險分析評估；（3）隧道運(yùn)營風(fēng)險分析評估。3.1.2 風(fēng)險分析目標(biāo)（1）工程風(fēng)險因素辨識及風(fēng)險評估方法選擇根據(jù)水下隧道特點(diǎn)，進(jìn)行隧道工程風(fēng)險因素辨識、選定適宜的評價方法，建立風(fēng)險發(fā)生的可能性表達(dá)及后果預(yù)測模型，對風(fēng)險因子危險度進(jìn)行定量評估研究。（2）隧道建設(shè)期安全

2、風(fēng)險分析根據(jù)國內(nèi)外同類公路隧道建設(shè)實(shí)例調(diào)查，結(jié)合隧道工程特點(diǎn)開展隧道在建設(shè)過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險事故進(jìn)行分析，主要包括洞口失穩(wěn)事故、突水（涌泥）事故、塌方事故、大變形事故、瓦斯事故、巖爆事故、工期等，并對風(fēng)險進(jìn)行詳細(xì)的分析與評估，評定各風(fēng)險因素的等級，找出主要防范風(fēng)險，并建議相應(yīng)的風(fēng)險對策。（3）隧道運(yùn)營風(fēng)險分析包括隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性風(fēng)險分析，運(yùn)營通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性及風(fēng)險分析、消防設(shè)施可靠性及事故風(fēng)險分析。針對隧道火災(zāi)事故，在模擬火災(zāi)煙氣蔓延的基礎(chǔ)上，分析火災(zāi)環(huán)境下隧道內(nèi)人員疏散安全。3.2 安全風(fēng)險評估流程與評估方法3.2.1 風(fēng)險評估流程風(fēng)險評估與分析的基本流程為：風(fēng)險評估的步

3、驟包括：風(fēng)險辨識、風(fēng)險估測、風(fēng)險評價、風(fēng)險控制及應(yīng)急預(yù)案，風(fēng)險評估的流程如圖3.1所示。1）風(fēng)險辨識（1）充分了解所需要研究的工程情況，收集資料，包括工程背景、氣象資料、地質(zhì)資料、工程已有的研究報(bào)告等；（2）辨識隧道方案在工程建設(shè)期和運(yùn)營期存在的風(fēng)險，劃分評價層次單元，對各評價單元的可能發(fā)生的風(fēng)險事故進(jìn)行分類識別；（3）采用定性與定量相結(jié)合的分析方法或定性描述方法，根據(jù)風(fēng)險的存在形式和狀態(tài)進(jìn)行風(fēng)險分類；（4）建立風(fēng)險結(jié)構(gòu)圖：包括風(fēng)險目錄、主要風(fēng)險及其存在形式和狀態(tài)，并初步判定“輕重緩急”。2）風(fēng)險影響分析針對主要風(fēng)險，分析其風(fēng)險度（發(fā)生的概率），指出風(fēng)險可能導(dǎo)致的后果，找出風(fēng)險效益的變化規(guī)律，

4、提出風(fēng)險控制標(biāo)準(zhǔn)。3）風(fēng)險控制及對策研究（1）風(fēng)險控制標(biāo)準(zhǔn)分析：釆用定性與定量相結(jié)合的分析方法，進(jìn)行資料統(tǒng)計(jì)、模擬、仿真分析，獲得“約束條件下”的風(fēng)險控制指標(biāo)；（2）風(fēng)險影響與風(fēng)險控制標(biāo)準(zhǔn)對比分析，研究風(fēng)險預(yù)防和風(fēng)險控制對策，針對主要風(fēng)險提出明確對策；（3）對初步設(shè)計(jì)成果中的風(fēng)險控制措施進(jìn)行評價，對初步設(shè)計(jì)階段風(fēng)險進(jìn)行終評，提出控制措施。3.2.2 常用的風(fēng)險評估方法目前常用的風(fēng)險評估方法主要分為定性分析方法（應(yīng)用難以借助精確的分析技術(shù)而依靠集體的直觀判斷進(jìn)行評估方法）、半定量分析法和定量分析法三大類。各種方法的特點(diǎn)各不相同，在應(yīng)用中有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，常用的方法及適用性如表

5、3.1所示。表3.1 風(fēng)險評估不同方法及適用性序號風(fēng)險評估方法定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用性1定性評估方法檢查表法對類似工程項(xiàng)目發(fā)生的問題一一列舉的基礎(chǔ)上判定各種風(fēng)險因素是否存在，進(jìn)而確定風(fēng)險概率和損失的方法。能消除或減低忽視某些風(fēng)險因素的可能性，是風(fēng)險識別的一種有效和可靠方法，可用于施工過程中判斷風(fēng)險因素是否存在，也可用在發(fā)生事故后幫助查找事故原因。由于在項(xiàng)目過程中風(fēng)險因素會發(fā)生改變，故在應(yīng)用中應(yīng)定期檢查風(fēng)險清單的內(nèi)容是否齊全。風(fēng)險源的查找2專家調(diào)查法通過系統(tǒng)地收集和積累數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前工程狀態(tài)和假定條件，并在專家判定風(fēng)險概率和風(fēng)險損失程度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行整理和分析，完成風(fēng)險分析的方法。簡單易行，

6、比較客觀。依靠集體的直觀判斷，所得結(jié)論比較全面、正確，能夠?qū)Ω鞣N模糊的、不確定的問題做出較為準(zhǔn)確的回答。該方法的預(yù)測時間不宜過長，越長準(zhǔn)確性越差。分析結(jié)果往往受組織者、參加者的主觀因素影響，可能存在偏差。風(fēng)險發(fā)生概率的估測風(fēng)險損失的估測3半定量分析法事故樹法分析事故的直接原因，揭示事故的潛在原因，描述事故的因果關(guān)系，確定頂上事件，定性分析頂上事件的重要度并計(jì)算頂上事件發(fā)生概率。描述事故的因果關(guān)系，便于查明系統(tǒng)內(nèi)國有的或潛在的各種危險因素，常用于直接經(jīng)驗(yàn)較少的風(fēng)險源辨識?？蛇M(jìn)行邏輯運(yùn)算進(jìn)行定量分析和評價步驟多，計(jì)算復(fù)雜；數(shù)據(jù)較少，定量分析需做大量的工作風(fēng)險源的查找風(fēng)險發(fā)生概率的估測風(fēng)險損失的估測

7、4模糊綜合評價法模糊綜合評估法是采用模糊理論和最大隸屬度原則對多因素系統(tǒng)進(jìn)行總體評價的一種方法可以通過計(jì)算得出目標(biāo)風(fēng)險的量化指標(biāo)計(jì)算復(fù)雜風(fēng)險發(fā)生概率的估測風(fēng)險損失的估測5定量評估方法失效概率法通過建立失效概率模型，根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或大量的試驗(yàn)來確定參數(shù)分布，以計(jì)算對于某一風(fēng)險事件的結(jié)構(gòu)失效概率的方法。對于易于計(jì)算失效概率的結(jié)構(gòu)計(jì)算方便難以建立復(fù)雜評估目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型風(fēng)險發(fā)生概率的估測6蒙特卡羅法構(gòu)造符合一定規(guī)則的隨機(jī)數(shù)并通過統(tǒng)計(jì)隨機(jī)數(shù)的數(shù)學(xué)特征來求解風(fēng)險事件概率的方法。在準(zhǔn)確確定計(jì)算模型的基礎(chǔ)上可以解決復(fù)雜的概率運(yùn)算問題及不允許進(jìn)行真實(shí)試驗(yàn)的場合。需要建立評估目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，并確定各參數(shù)變量的概

8、率分布規(guī)律，比較復(fù)雜，實(shí)際操作較困難，需要計(jì)算機(jī)編程輔助分析。風(fēng)險發(fā)生概率的估測7層次分析法把定性因素定量化，并能在一定程度上檢驗(yàn)和減少主管影響，使評估更趨科學(xué)化。通過風(fēng)險因素間的兩兩比較，形成判斷矩陣，從而計(jì)算同層風(fēng)險因素的相對權(quán)重。具有簡潔、實(shí)用和系統(tǒng)的特點(diǎn)得出的結(jié)果是粗略的方案排序；決策的主觀成分大：無論建立層次結(jié)構(gòu)還是構(gòu)造判斷矩陣，人的主觀判斷、選擇、偏好對結(jié)果的影響極大，判斷失誤即可造成決策失誤。風(fēng)險源的查找風(fēng)險發(fā)生概率的估測風(fēng)險損失的估測3.2.4 本項(xiàng)目采用的評估方法本次評估方法主要采用檢查表法、專家調(diào)查法、層次分析法和模糊綜合評價法。即風(fēng)險源辨識采用檢查表法，初始風(fēng)險

9、評估采用專家調(diào)查法，隧道總體殘留風(fēng)險評估采用層次分析法和模糊綜合評價法。項(xiàng)目組收集到相關(guān)設(shè)計(jì)資料后，成立風(fēng)險評估小組，評估小組由經(jīng)驗(yàn)豐富的隧道、地質(zhì)、巖土、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)和環(huán)保等專業(yè)人員組成，評估小組負(fù)責(zé)人由具有20年以上設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的教授級高工擔(dān)當(dāng)。3.2.4.1 檢查表法檢查表法的一般步驟如圖3.2。圖3.2  單一風(fēng)險事件的風(fēng)險辨識流程3.2.4.2 專家調(diào)查法專家調(diào)查法的一般步驟為：（1）編制專家調(diào)查表專家調(diào)查表的編制從結(jié)構(gòu)上應(yīng)包括六部分：標(biāo)題、說明語、風(fēng)險發(fā)生概率等級與判斷標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險損失等級與判斷標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險等級調(diào)查表、項(xiàng)目基礎(chǔ)資料。（2）選擇專家采用專

10、家調(diào)查法時，專家人數(shù)應(yīng)有合理的規(guī)模。專家的人數(shù)取決于項(xiàng)目的特點(diǎn)、規(guī)模、復(fù)雜程度和風(fēng)險的性質(zhì)而定，一般不宜少于10人。專家的選擇，宜做到評估小組內(nèi)專家和行業(yè)內(nèi)專家協(xié)調(diào)平衡。（3）風(fēng)險等級調(diào)查表填寫風(fēng)險等級調(diào)查表的填寫可通過現(xiàn)場會議、寄發(fā)調(diào)查表等方式完成。專家填寫風(fēng)險等級調(diào)查表時，可從風(fēng)險等級調(diào)查表中“風(fēng)險事件”欄、“風(fēng)險源”欄、“當(dāng)前狀態(tài)”欄、“假定采取的緩解風(fēng)險措施”欄及專家安全風(fēng)險事件調(diào)查表獲取有關(guān)基本信息，也可由評估小組直接介紹相關(guān)信息。當(dāng)專家意見比較分散時，應(yīng)再次征詢意見，待專家重新考慮后再次提出自己判定風(fēng)險發(fā)生概率和風(fēng)險損失等級的理由，調(diào)整等級判定結(jié)果。（4）整理、統(tǒng)計(jì)調(diào)查表。在風(fēng)險等

11、級調(diào)查表集中回收完成后，應(yīng)對調(diào)查表進(jìn)行逐份檢查，剔除不合格的調(diào)查表，然后將合格調(diào)查表統(tǒng)一編號，以便于調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。對某一項(xiàng)風(fēng)險的發(fā)生概率和相應(yīng)風(fēng)險損失，應(yīng)統(tǒng)計(jì)所有合格表格對該項(xiàng)的判定值，按照加權(quán)平均的方式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)權(quán)值不易判定時，可按權(quán)值為1處理。3.2.4.3 模糊綜合評估法用于風(fēng)險的概率和損失估測。模糊綜合評估法是采用模糊理論和最大隸屬度原則對多因素系統(tǒng)進(jìn)行評價的一種方法，一般步驟為：（1）對評估項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析，建立風(fēng)險事件的評價指標(biāo)體系。（2）建立風(fēng)險事件等級評估矩陣。（3）確定各風(fēng)險因素的權(quán)重。（4）進(jìn)行單因素或者多因素綜合評估，得到風(fēng)險評估矩陣。（5）利用最大隸屬度原

12、則，確定風(fēng)險等級。該方法可以通過計(jì)算得出目標(biāo)風(fēng)險的量化指標(biāo)，但計(jì)算較復(fù)雜，難度較大。3.2.4.4 層次分析法層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的評價方法。其評價的一般思路是：把一個風(fēng)險問題分解成若干層次及若干因素，然后在同一層次上對各因素進(jìn)行比較和計(jì)算，綜合各個層次比較結(jié)果就可以得到不同方案的項(xiàng)目風(fēng)險水平，從而為方案的選擇提供了決策依據(jù)。該方法的特點(diǎn)是：可以將風(fēng)險評價因素和權(quán)重細(xì)化，得到更合理的風(fēng)險評價結(jié)果；通過兩兩比較風(fēng)險因素，可提高權(quán)重值的準(zhǔn)確性；對風(fēng)險評價結(jié)果的分析和處理，又可以反過來判斷評判過程的邏輯性和合理性。（1）確定風(fēng)險因素判斷矩陣首先選定工程可能遇到的風(fēng)險因素，然后建

13、立這些因素的分層結(jié)構(gòu),假設(shè)同一層有n個因素, ,成對比較所有因素，如將和進(jìn)行比較,使用3-2的矩陣標(biāo)度來反映兩因素的相對重要性，標(biāo)度的含義見表3-2。若與相比得，那么與相比標(biāo)度值則為=l/，這樣就可以得到一個的判斷矩陣A=。（2）計(jì)算矩陣A的最大特征值和對應(yīng)的特征向量先算出矩陣A的最大特征值，然后再求出與應(yīng)的特征向量W，即AW=W, W的分量即為n個因素的權(quán)重。 表3.2矩陣標(biāo)度的含義(3)  一致性檢驗(yàn)判斷矩陣A是經(jīng)兩兩比較得到的，不一定滿足等式=。因此,為了衡量矩陣A不相容所造成的和W的誤差,這里采用一致性指標(biāo)CI來判斷。CI=(-n)/ (n-1)

14、當(dāng)CI=0時，為完全一致，一般當(dāng)CI0.1，就可以認(rèn)為這個兩兩判斷較為合理。把所求出的各子因素相對危害程度統(tǒng)一起來，就可求出該工作包風(fēng)險處于高、中、低各等級的概率值的大小，由此可判斷該工作包的風(fēng)險程度。3.2.4.5 故障樹分析法(FTA)這種方法常常用于復(fù)雜系統(tǒng)安全性與可靠性的評價。將系統(tǒng)的失效事件分解成許多失效概率已知的基本事件的串、并聯(lián)組合,然后沿著故障樹的邏輯關(guān)系就可以逆向求出系統(tǒng)整體的失效概率。故障樹可以用事件符號和規(guī)定的邏輯門來描述系統(tǒng)中各事物間的關(guān)系。故障樹分析的流程為:(1)熟悉系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和工作模式以及設(shè)計(jì)資料;(2)確定頂事件;(3)建立風(fēng)險樹;(4)劃分風(fēng)險

15、樹的最小割集,確定風(fēng)險模式;(5)用最小割集的函數(shù)求頂事件的失效概率。使用故障樹的步驟大致如圖圖3.3故障樹法解決問題流程圖3.2.5 風(fēng)險分級及接受準(zhǔn)則公路隧道風(fēng)險分級包括事故發(fā)生概率的等級標(biāo)準(zhǔn)、事故發(fā)生后果的等級標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險的等級標(biāo)準(zhǔn)，分級標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險接受準(zhǔn)則主要依據(jù)為交通運(yùn)輸部公路橋梁和隧道工程設(shè)計(jì)安全風(fēng)險評估指南（試行）。3.2.5.1風(fēng)險發(fā)生概率等級與判斷標(biāo)準(zhǔn)為了對工程的風(fēng)險事故有一個大體的、定性的把握，以便指導(dǎo)風(fēng)險決策的開展，需對不同的風(fēng)險事故進(jìn)行風(fēng)險等級劃分。一般來說，風(fēng)險可表征為風(fēng)險事故發(fā)生的概率和事故損失的乘積，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，下面給出風(fēng)險事故概率和損失的等級評定

16、標(biāo)準(zhǔn)，并在最后給出針對風(fēng)險事故的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險損失等級與判斷標(biāo)準(zhǔn)。工程安全風(fēng)險發(fā)生概率等級分為1、2、3、4、5級。各等級判斷標(biāo)準(zhǔn)見表3.3。表3.3  風(fēng)險發(fā)生概率等級判斷標(biāo)準(zhǔn)等級一級二級三級四級五級事故描述不可能很少發(fā)生偶爾發(fā)生可能發(fā)生頻繁區(qū)間概率P0.01%0.01%P0.1%0.1%P1%1%P10%P10%      注：（1）P為概率值，當(dāng)概率值難以取得時，可用年發(fā)生頻率代替。（2）風(fēng)險發(fā)生概率等級應(yīng)優(yōu)先采用定量判斷標(biāo)準(zhǔn)確定。當(dāng)無法進(jìn)行定量計(jì)算時，可采用定性判斷標(biāo)準(zhǔn)確定。3.2.5.2 風(fēng)險損失等級

17、與判斷標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險損失等級分為1、2、3、4、5級。應(yīng)按人員傷亡等級、經(jīng)濟(jì)損失等級及環(huán)境影響等級等因素確定。當(dāng)多種損失同時產(chǎn)生時，應(yīng)采用就高原則確定風(fēng)險損失等級。表3.4 風(fēng)險損失等級標(biāo)準(zhǔn)等級一級二級三級四級五級事故描述可忽略需考慮嚴(yán)重非常嚴(yán)重災(zāi)難性（1）人員傷亡：是指在參與工程建設(shè)活動過程中所發(fā)生的人員傷亡事故。依據(jù)人員傷亡的類別和嚴(yán)重程度進(jìn)行分級，見表3.5。表3.5 人員傷亡等級判斷標(biāo)準(zhǔn)等級判斷標(biāo)準(zhǔn)一級重傷人數(shù)5人以下二級3人以下死亡（含失蹤） 或 5人以上10人以下重傷三級3人以上10人以下人員死亡（含失蹤） 或 10人以上50人

18、以下重傷四級10人以上30人以下人員死亡（含失蹤） 或 50人以上100人以下重傷五級30人以上人員死亡（含失蹤） 或 100人以上重傷注：（1）參考國務(wù)院生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例和企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)（GB6441-86）。（2）“以上”包含本數(shù)，“以下”不包含本數(shù)，下同。（2）經(jīng)濟(jì)損失：是指風(fēng)險事故發(fā)生后造成工程項(xiàng)目發(fā)生的各種費(fèi)用的總和，包括直接費(fèi)用和事故處理所需的各種間接費(fèi)用，見表3.6。表3.6  經(jīng)濟(jì)損失等級判斷標(biāo)準(zhǔn)等級判斷標(biāo)準(zhǔn)一級經(jīng)濟(jì)損失500萬元以下二級經(jīng)濟(jì)損失500萬以上1000萬元以下三級經(jīng)濟(jì)損失1000萬

19、以上5000萬元以下四級經(jīng)濟(jì)損失5000萬以上10000萬元以下五級經(jīng)濟(jì)損失10000萬以上注：（1）參考國務(wù)院生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例。（2）對總造價較低的工程，如石拱橋等，可采用相對經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行判定。（3）環(huán)境影響是指隧道施工對周圍建（構(gòu)）筑物破壞或損害、環(huán)境污染等，根據(jù)其影響程度進(jìn)行分級。見表3.7。表3.7  環(huán)境影響等級標(biāo)準(zhǔn)等級定  義一級涉及范圍很小，無群體性影響，需緊急轉(zhuǎn)移安置人數(shù)50人二級涉及范圍較小，一般群體性影響，50人需緊急轉(zhuǎn)移安置人數(shù)100人三級涉及范圍大，區(qū)域正常經(jīng)濟(jì)、社會活動受影響，100人需緊急轉(zhuǎn)移安置人數(shù)500人四級

20、涉及范圍很大，區(qū)域生態(tài)功能部分喪失，500人需緊急轉(zhuǎn)移安置人數(shù)1000人五級涉及范圍非常大，區(qū)域內(nèi)周邊生態(tài)功能嚴(yán)重喪失，需緊急轉(zhuǎn)移安置人數(shù)1000人，正常的經(jīng)濟(jì)、社會活動受到嚴(yán)重影響注：參考建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例（1998-11-18）和中華人民共和國環(huán)境影響評價法（2003-9-1）。3.2.5.3 風(fēng)險等級和接受準(zhǔn)則風(fēng)險矩陣法是最常用且被普遍接受的定性風(fēng)險分析方法。下面根據(jù)不同的風(fēng)險概率等級和損失后果等級，建立風(fēng)險等級評價矩陣。如表3.8 所列。表3.8 風(fēng)險等級評價矩陣風(fēng)險事故損失可忽略需考慮嚴(yán)重非常嚴(yán)重災(zāi)難性發(fā)生概率A:P0.01%1A2A3A4A5AB

21、:0.01%P0.1%1B2B3B4B5BC:0.1%P1%1C2C3C4C5CD:1%P10%1D2D3D4D5DE:P10%1E2E3E4E5E 風(fēng)險接受準(zhǔn)則作為可接受風(fēng)險水平的評判標(biāo)準(zhǔn)，其評判對象就是通過風(fēng)險分析方法得出的風(fēng)險水平。本節(jié)依據(jù)風(fēng)險矩陣法這一被普遍運(yùn)用和接受的定性風(fēng)險分析方法，提出定性的隧道工程施工風(fēng)險接受準(zhǔn)則。不同的風(fēng)險水平需采用不同的風(fēng)險管理與控制措施，結(jié)合風(fēng)險評估矩陣，不同等級風(fēng)險的接受準(zhǔn)則和相應(yīng)的控制對策如表 3.9 所示。表3.9 不同等級風(fēng)險的接受準(zhǔn)則等級風(fēng)險接受準(zhǔn)則控制對策建議應(yīng)對部門一級1A,2A,1B,1C可忽略的不必進(jìn)行管理、審視設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位二級3A,2B,3B,2C,1D,1E可容許的引起注意，需常規(guī)管理審視三級4A,5A,4B,3C,2D,2E可接受的引起重視，需防范、監(jiān)控措施總承包商四級5B,4C,5C,3D,4D,3E不可接受的需重要決策，需控制、預(yù)警措施建設(shè)公司，指揮部或政府部門五級5D,4E,5E拒絕接受的立即停止，需整改、規(guī)避或預(yù)案措施 3.3 全過程動態(tài)風(fēng)險管理建設(shè)項(xiàng)目的全壽命周期是指建設(shè)項(xiàng)目的全過程，包括項(xiàng)目規(guī)劃階段（可行性研究