地下工程监测论文

《地下工程监测与评价》

课程论文

浅析中国地下工程风险管理的现状与展望

摘要：自进入21世纪以来，我国地下空间建设进入了飞速发展的节奏，地铁、轻轨、隧道等地下工程建设迎来了空前的大繁荣时期，虽然开发和利用地下空间具有诸多优势，但是地下空间工程的建设也存在的着很多的风险与不确定性因素。一方面，作为土工工程，地下空间建设具有投资大、建设周期长、技术复杂程度高等特点；另一方面，施工的复杂性、建设的隐蔽性、地层条件和周围环境的不确定性的突出等特点更是地下空间工程独具的特点，因此，建立健全我国的风险管理制度势在必行。本文首先将对我国地下空间工程所存在的众多问题以及相关原因进行简要分析，随后介绍风险管理的相关内容，并在此基础上，对我国风险管理的现状和对未来地下工程风险管理的研究方向进行探讨。

关键词：地下工程；风险；风险管理；发展趋势

1. 中国地下工程风险管理的意义分析

1.1 地下工程风险管理的意义

随着我国经济社会的高速发展，大规模的地下空间工程建设的时代已经到来，目前，我国有40余城市在建或筹建地铁和轻轨等城市轨道交通设施，大规模、高速度的开发建设，必然涉及到高风险，这正是工程项目建设过程中不可回避的问题。已有大量的文献和工程事实表明,隧道及地下工程涉及到众多的不确定性和不确知性,其在建设阶段存在着很大和众多的技术风险。建立风险管理制度，对拟建和在建的城市地下工程项目进行定性、定量的风险识别、风险检测、风险评估、风险决策和风险跟踪控制，进行地下工程动态监控管理体系就显得尤为突出重要，对国民经济建设有着举足轻重的作用。

在众多的地下空间工程建设中,人为或非人为因素导致的工程事故给国家造成了巨大的经济损失,引起了严重的社会不良影响。近十多年来,此类事故在国内

外不胜枚举。例如：2003年7月1日,上海地铁4号线浦西联络通道发生特大涌

水事故。大量流砂涌入

隧道,引起隧道部分结

构损坏,周边地区地面

沉降严重,导致黄浦江

大堤沉降并断裂（见图

一）,周边建筑物倾斜、

倒塌对周围环境造成

严重破坏。

2004年9月25日,广州地铁2号线延长段琶洲塔至琶洲区间工地基坑旁的地下自来水管被运泥重型工程车压破爆裂（见图二）,大量自来水注入基坑并引发大面积塌方,塌方面积超过400 m2,此事故导致琶洲村和教师新村数千居民的用水近8 h处于停水状态。

2006年1月3日,北京东三环

路京广桥东南角辅路污水管线发

生漏水断裂事故,污水大量灌入地

铁10号线正在施工的隧道区间内,

导致京广桥附近三环路南向北方

向部分主辅路坍塌,车辆被迫绕行,

虽未有人员伤亡,但造成了重大经

济损失和恶劣的社会影响。

2007年2月5日,江苏南京牌楼巷与汉中路交叉路口北侧,南京地铁2号线施

工造成天然气管道断裂爆炸,

导致附近5 000多户居民停水、

停电、停气,金鹏大厦被爆燃的

火苗“袭击”,8楼以下很多窗

户和室外空调机被炸坏。

2007年11月29日,北京西

大望路地下通道施工发生塌方

（见图三）,导致西大望路由南向北方向主路4条车道全部塌陷,主辅路隔离带和部分辅路也发生塌陷,坍塌面积约100 m2,此事故虽未造成人员伤亡，但导致该路段断路,交通严重拥堵。

以上几起事故仅仅是中国城市地下工程建设事故的缩影,实际发生事故的数量是惊人的,其中造成巨大经济损失、引起严重社会影响的例子不胜枚举，这使我们深刻认识到在城市地下工程建设中面临着巨大的挑战。

1.2 风险事故原因分析

（一）工程地质及水文地质条件异常复杂

工程水文地质条件是隧道设计和施工最重要的基础资料。其复杂性主要表现在：1）地层方面体现在地层层次分布情况、不同岩土介质材料的物理力学性质与参数、岩土介质在切削搅拌后的流动性、粘性和变形以及各种不良地质情况（如潜在有害气体的侵入）等。2）水文资料方面,主要包括：岩土的渗透性、含水量、流向与流速;水位、水压和水的冲刷力；水的腐蚀性；水的补给来源等。3）地层中的其它障碍物,主要包括：建筑或其它构筑物基础、各种管线设施、废弃构筑物、其它孤立物，如孤石或江底沉船等。

工程所在区域的水文地质条件是经过漫长的地质年代形成的，经历了各种各样的自然和人为因素作用，其介质特性表现出很大的随机变异性。同时，地层中还存在大量水的活动与作用，如地表径流、地下潜水和承压水等。大量的试验统计结果表明，岩土体的水文地质参数是十分离散、不确定的，具有很高的空间变异性，这些复杂因素的存在给隧道及地下工程的建设带来了巨大的本质上的风险。

（二）地下工程结构自身复杂

根据城市发展的需要，城市地下工程建设面临着开挖断面不断增大、结构形式日益复杂、结构埋深越来越浅的技术难题。地铁车站、地下商场、地下停车场和地下仓库等地下工程，其跨度尺寸均达到10 m甚至20 m以上，而且结构复杂,施工中力学转换频繁。随着地下工程埋深的减小，施工对地面的影响越来越大，在超浅埋条件下，开挖影响的控制与开挖方式、施工工艺、支护方法等众多因素有关,是地下工程施工中极为复杂的问题。

（三）地下工程结构设计理论不完善

由于地质条件异常复杂，地下结构形式多样,地下结构体与其赋存的地层之间的相互作用关系至今仍不明确，使得目前的城市地下工程的设计规范、设计准则和标准均存在一定程度的不足,导致工程设计中所采用的力学计算模型及分析判断方法与实际施工存在一定的差异，因此，在设计阶段就可能孕育导致工程事故的风险因素。

（四）地下工程建设周边环境复杂

城市地下工程所处的地理位置决定了其建设过程中几乎不可能与周围环境完全隔离,往往是在管线密布、建筑物密集、大车流和大人流的环境下进行施工,在这种客观环境条件下,决定了城市地下工程施工的高风险性,一旦发生事故,后果将非常严重。

（五）地下工程建设决策及管理难度大

城市地下工程与其他工程项目相比,会遇到很多决策、管理和组织问题。从工程立项规划开始，就会涉及到如何选择合理的工程建设地址和技术方案，如何减少工程施工对周围环境的影响,如何评估工程建设的经济效益和社会效益等一系列问题,而每个问题的决策与执行都需要综合各种风险和效益后才能确定。（六）施工设备及操作技术水平参差不齐

城市地下工程建设队伍众多,施工设备及技术水平参差不齐。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂,不同的施工方法又有不同的适用条件,因此,同一个工程项目,不同单位进行施工可能会达到完全不同的施工效果。施工设备差、操作技术水平低的队伍在施工中更容易发生意外安全事故。通过以上分析可以看出,由于城市地下工程赋存于高风险的地质环境和城市环境中,其致险因子多而复杂,一旦工程建设中某个环节出了问题,就有可能引发各类事故。

由此可见，我国地下空间工程建设亟需科学、完善的风险管理机制。

2. 风险管理理论

2.1 概述

风险管理，亦称“危险管理”，是投资者对风险性质(类型)的识别，对风险大小、持续时间长短的预测、衡量以及选择多种工具和尽量减少或避免这些风险的科学管理方法具体地说就是在风险发生前能作出科学的预测，并制定出行之有效的减少风险的措施；在风险发生后,使受损失的投资项目能尽快地得以恢复,