桥梁隧道风险评估流程方法.docx

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1、3.1风险研究内容与分析目标 3.1.1风险研究内容风险管理的目标是通过有效的评价管理去避免项目风险的产生或减少风险 事件发生给工程带来的损失，以确保工程工期和造价不超过既定目标， 同时确保 工程质量满足要求并安全顺利进行。对于水下公路隧道，风险研究的主要内容如 下：（1 ）隧道风险评价方法的选取；（2）隧道建设风险分析评估；（3）隧道运营风险分析评估。3.1.2风险分析目标（1 ）工程风险因素辨识及风险评估方法选择根据水下隧道特点，进行隧道工程风险因素辨识、选定适宜的评价方法，建 立风险发生的可能性表达及后果预测模型，对风险因子危险度进行定量评估研 究。（2）隧道建设期安全风险分析根据国内外

2、同类公路隧道建设实例调查，结合隧道工程特点开展隧道在建设 过程中可能产生的风险事故进行分析，主要包括洞口失稳事故、突水（涌泥）事 故、塌方事故、大变形事故、瓦斯事故、岩爆事故、工期等，并对风险进行详细 的分析与评估，评定各风险因素的等级，找出主要防范风险，并建议相应的风险 对策。（3）隧道运营风险分析包括隧道结构稳定性风险分析，运营通风系统的可靠性及风险分析、消防设 施可靠性及事故风险分析。针对隧道火灾事故，在模拟火灾烟气蔓延的基础上， 分析火灾环境下隧道内人员疏散安全。3.2安全风险评估流程与评估方法3.2. 1风险评估流程风险评估与分析的基本流程为:风险评估的步骤包括：风险辨识、风险估测、

3、风险评价、风险控制及应急预 案，风险评估的流程如图3.1所示。详蛆方案視宦城险氏怙范帼 和 iTfejt! &评佔离求确立AW不安全苻厂|J*MiTKS 事馬处應风险评价風绘评协n = V- k * B- 49 -M - 4一 _*_ 擢存对瞬风险控制及i 应急预案： t1 ）风险辨识（1）充分了解所需要研究的工程情况，收集资料，包括工程背景、气象资 料、地质资料、工程已有的研究报告等；（2）辨识隧道方案在工程建设期和运营期存在的风险， 划分评价层次单元, 对各评价单元的可能发生的风险事故进行分类识别；（3 ）采用定性与定量相结合的分析方法或定性描述方法，根据风险的存在 形式和状态进行风险分类

4、；（4）建立风险结构图：包括风险目录、主要风险及其存在形式和状态，并 初步判定轻重缓急”2）风险影响分析针对主要风险，分析其风险度（发生的概率），指出风险可能导致的后果， 找出风险效益的变化规律，提出风险控制标准。3）风险控制及对策研究（1）风险控制标准分析：釆用定性与定量相结合的分析方法，进行资料统 计、模拟、仿真分析，获得 约束条件下”的风险控制指标；（2）风险影响与风险控制标准对比分析，研究风险预防和风险控制对策， 针对主要风险提出明确对策；（3 ）对初步设计成果中的风险控制措施进行评价，对初步设计阶段风险进 行终评，提出控制措施。3.2. 2常用的风险评估方法目前常用的风险评估方法主要

5、分为定性分析方法 （应用难以借助精确的分析 技术而依靠集体的直观判断进行评估方法）、半定量分析法和定量分析法三大类。 各种方法的特点各不相同，在应用中有着各自的优缺点和适用范围， 常用的方法 及适用性如表3.1所示。表3.1风险评估不同方法及适用性序号风险评估方法定义优点缺点适用性12定性评估方法检查表法对类似工程项目 发生的问题一一 列举的基础上判 定各种风险因素 是否存在，进而 确定风险概率和 损失的方法。能消除或减低忽视某 些风险因素的可能性， 是风险识别的一种有 效和可靠方法，可用于 施工过程中判断风险 因素是否存在，也可用 在发生事故后帮助查 找事故原因。由于在项目过程中 风险因素会

6、发生改 变，故在应用中应 定期检查风险清单 的内容是否齐全。风险源的查 找专家调查法通过系统地收集 和积累数据，确 定当前工程状态 和假定条件，并 在专家判定风险 概率和风险损失 程度的基础上， 进行整理和分 析，完成风险分 析的方法。简单易行，比较客观。 依靠集体的直观判断， 所得结论比较全面、正 确，能够对各种模糊 的、不确定的问题做岀 较为准确的回答。 该方法的预测时 间不宜过长，越长 准确性越差。 分析结果往往受 组织者、参加者的 主观因素影响，可 能存在偏差。 风险发生概 率的估测 风险损失的 估测序号风险评估方法定义优点缺点适用性34半定量分析法事故树法分析事故的直接 原因，揭示事

7、故 的潜在原因，描 述事故的因果关 系，确定顶上事 件，定性分析顶 上事件的重要度 并计算顶上事件 发生概率。 描述事故的因果关 系，便于查明系统内国 有的或潜在的各种危 险因素，常用于直接经 验较少的风险源辨识。 可进行逻辑运算进 行定量分析和评价步骤多，计算复杂；数据较少，定量分 析需做大量的工作 风险源的查 找 风险发生概 率的估测 风险损失的 估测模糊综合评价法模糊综合评估法 是采用模糊理论 和最大隶属度原 则对多因素系统 进行总体评价的 一种方法可以通过计算得岀目标风险的量化指标计算复杂 风险发生概 率的估测 风险损失的 估测567疋量评估方法失效概率法通过建立失效概 率模型，根据历

8、 史统计数据或大 量的试验来确定 参数分布，以计 算对于某一风险 事件的结构失效 概率的方法。对于易于计算失效概率的结构计算方便难以建立复杂评估目标的数学模型风险发生概 率的估测蒙特卡罗法构造符合一定规 则的随机数并通 过统计随机数的 数学特征来求解 风险事件概率的 方法。在准确确定计算模型 的基础上可以解决复 杂的概率运算问题及 不允许进行真实试验 的场合。需要建立评估目标 的数学模型，并确 定各参数变量的概 率分布规律，比较 复杂，实际操作较 困难，需要计算机 编程辅助分析。风险发生概 率的估测层次分析法把定性因素定量 化，并能在一定 程度上检验和减 少主管影响，使 评估更趋科学 化。通过

9、风险因 素间的两两比 较，形成判断矩 阵，从而计算同 层风险因素的相 对权重。具有简洁、实用和系统的特点 得出的结果是粗 略的方案排序； 决策的主观成分 大：无论建立层次 结构还是构造判断 矩阵，人的主观判 断、选择、偏好对 结果的影响极大， 判断失误即可造成 决策失误。 风险源的查 找 风险发生概 率的估测 风险损失的 估测324 本项目采用的评估方法本次评估方法主要采用检查表法、专家调查法、层次分析法和模糊综合评价 法。即风险源辨识采用检查表法，初始风险评估采用专家调查法， 隧道总体残留 风险评估采用层次分析法和模糊综合评价法。项目组收集到相关设计资料后，成立风险评估小组，评估小组由经验丰

10、富的 隧道、地质、岩土、结构、通风和环保等专业人员组成，评估小组负责人由具有 20年以上设计经验的教授级高工担当。3.2.4.1 检查表法检查表法的一般步骤如图3.2 。J H 3 %琨左凤戲阳丹譜件骼她盘疋4虽承證最養七鞄诜益疑 简诜卷益道謠筮詩雄屯图3.2单一风险事件的风险辨识流程3.2.4.2 专家调查法专家调查法的一般步骤为：（1 ）编制专家调查表专家调查表的编制从结构上应包括六部分：标题、说明语、风险发生概率等 级与判断标准、风险损失等级与判断标准、风险等级调查表、项目基础资料。（2 ）选择专家采用专家调查法时，专家人数应有合理的规模。专家的人数取决于项目的特 点、规模、复杂程度和风

11、险的性质而定，一般不宜少于10人。专家的选择，宜做到评估小组内专家和行业内专家协调平衡。（3）风险等级调查表填写风险等级调查表的填写可通过现场会议、寄发调查表等方式完成。专家填写风险等级调查表时，可从风险等级调查表中风险事件”栏、风险源”栏、当前状态”栏、假定采取的缓解风险措施”栏及专家安全风险事件调查 表获取有关基本信息，也可由评估小组直接介绍相关信息。当专家意见比较分散时，应再次征询意见，待专家重新考虑后再次提出自己 判定风险发生概率和风险损失等级的理由，调整等级判定结果。（4）整理、统计调查表。在风险等级调查表集中回收完成后， 应对调查表进行逐份检查，剔除不合格 的调查表，然后将合格调查

12、表统一编号，以便于调查数据的统计。对某一项风险的发生概率和相应风险损失，应统计所有合格表格对该项的判 定值，按照加权平均的方式进行计算。当权值不易判定时，可按权值为1处理C324.3 模糊综合评估法用于风险的概率和损失估测。模糊综合评估法是采用模糊理论和最大隶属度 原则对多因素系统进行评价的一种方法，一般步骤为：（1 ）对评估项目进行综合分析，建立风险事件的评价指标体系。（2 ）建立风险事件等级评估矩阵。（3）确定各风险因素的权重。（4）进行单因素或者多因素综合评估，得到风险评估矩阵。（5）利用最大隶属度原则，确定风险等级。该方法可以通过计算得出目标风险的量化指标，但计算较复杂，难度较大。3.

13、2.4.4层次分析法层次分析法是一种定性与定量相结合的评价方法。其评价的一般思路是：把一个风险问题分解成若干层次及若干因素， 然后在同一层次上对各因素进行比较 和计算，综合各个层次比较结果就可以得到不同方案的项目风险水平，从而为方案的选择提供了决策依据。该方法的特点是：可以将风险评价因素和权重细化， 得到更合理的风险评价结果；通过两两比较风险因素，可提高权重值的准确性； 对风险评价结果的分析和处理，又可以反过来判断评判过程的逻辑性和合理性。(1 )确定风险因素判断矩阵首先选定工程可能遇到的风险因素，然后建立这些因素的分层结构 ，假设同 一层有n个因素，成对比较所有因素，如将和进行比较，使用3-

14、2的矩阵标度 来反映两因素的相对重要性，标度的含义见表3-2 o若与相比得，那么与相比标 度值则为=1/，这样就可以得到一个的判断矩阵 A= o(2 )计算矩阵A的最大特征值和对应的特征向量先算出矩阵A的最大特征值，然后再求出与应的特征向量 W，即AW=W, W 的分量即为n个因素的权重。1表示Ai与Aj相比，A占扎同零重要3表示Ai与A相比，A,与A稍微重要5表不扣与A；相bt,人 Aj明显匝聽7表示九与相比，九与扎强烈重要9表示Ai与A相比，扎与山极端亟要2.仏6、8位于上述相邻判断的中值表3.2矩阵标度的含义(3) 致性检验判断矩阵A是经两两比较得到的，不一定满足等式 =。因此,为了衡量

15、矩阵 A不相容所造成的和 W的误差,这里采用一致性指标CI来判断。CI=(-n)/ (n-1)当CI=0时，为完全一致，一般当CI0.1，就可以认为这个两两判断较为 合理。把所求出的各子因素相对危害程度统一起来，就可求出该工作包风险处于 高、中、低各等级的概率值的大小，由此可判断该工作包的风险程度。324.5 故障树分析法(FTA)这种方法常常用于复杂系统安全性与可靠性的评价。将系统的失效事件分解 成许多失效概率已知的基本事件的串、并联组合，然后沿着故障树的逻辑关系就 可以逆向求出系统整体的失效概率。故障树可以用事件符号和规定的逻辑门来描 述系统中各事物间的关系。故障树分析的流程为：(1) 熟

16、悉系统的功能、结构和工作模式以及设计资料；(2) 确定顶事件；(3) 建立风险树；划分风险树的最小割集，确定风险模式；(5) 用最小割集的函数求顶事件的失效概率。使用故障树的步骤大致如图图3.3故障树法解决问题流程图325风险分级及接受准则公路隧道风险分级包括事故发生概率的等级标准、事故发生后果的等级标准 和风险的等级标准，分级标准和风险接受准则主要依据为交通运输部 公路桥梁 和隧道工程设计安全风险评估指南（试行）。3.2.5.1 风险发生概率等级与判断标准为了对工程的风险事故有一个大体的、 定性的把握，以便指导风险决策的开 展，需对不同的风险事故进行风险等级划分。 一般来说，风险可表征为风险

17、事故 发生的概率和事故损失的乘积，结合本工程的实际情况，下面给出风险事故概率 和损失的等级评定标准，并在最后给出针对风险事故的等级划分标准、 风险损失 等级与判断标准。工程安全风险发生概率等级分为1、2、3、4、5级。各等级判断标准见表 3.3 o表3.3 风险发生概率等级判断标准等级:一级二级三级四级五级事故描述不可能很少发生偶尔发生可能发生频繁区间概率Pv 0.01%0.01% Pv0.1%0.1% 10%注：（1 ） P为概率值，当概率值难以取得时，可用年发生频率代替。（2）风险发生概率等级应优先采用定量判断标准确定。当无法进行定量计 算时，可采用定性判断标准确定。3.2.5.2 风险损

18、失等级与判断标准风险损失等级分为1、2、3、4、5级。应按人员伤亡等级、经济损失等级 及环境影响等级等因素确定。当多种损失同时产生时，应采用就高原则确定风险 损失等级。表3.4风险损失等级标准等级一级二级三级四级五级事故描述可忽略需考虑严重非常严重灾难性（1）人员伤亡：是指在参与工程建设活动过程中所发生的人员伤亡事故。依据 人员伤亡的类别和严重程度进行分级，见表3.5 o表3.5人员伤亡等级判断标准等级判断标准一级重伤人数5人以下二级3人以下死亡（含失踪）或5人以上10人以下重伤三级3人以上10人以下人员死亡（含失踪）或10人以上50人以下重伤四级10人以上30人以下人员死亡（含失踪）或50人

19、以上100人以下重伤五级30人以上人员死亡（含失踪）或100人以上重伤注：（1）参考国务院生产安全事故报告和调查处理条例和企业职工伤亡事故分类标准（GB6441-86）。（2） “以上”包含本数，“以下”不包含本数，下同。（2）经济损失：是指风险事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和, 包括直接费用和事故处理所需的各种间接费用，见表3.6 o表3.6经济损失等级判断标准等级判断标准一级经济损失500万元以下二级经济损失500万以上1000万元以下三级经济损失1000万以上5000万元以下四级经济损失5000万以上10000万元以下五级经济损失10000万以上注：（1）参考国务院生产安全事故

20、报告和调查处理条例。（2）对总造价较低的工程，如石拱桥等，可采用相对经济损失进行判定。（3）环境影响是指隧道施工对周围建 （构）筑物破坏或损害、环境污染等, 根据其影响程度进行分级。见表 3.7 o表3.7 环境影响等级标准等级定义一级涉及范围很小，无群体性影响，需紧急转移安置人数W50人二级涉及范围较小，一般群体性影响，50人v需紧急转移安置人数w 100人:三级涉及范围大，区域正常经济、社会活动受影响，10 0人v需紧急转移安置人数w 500人四级涉及范围很大，区域生态功能部分丧失，500人v需紧急转移安置人数w1000人五级涉及范围非常大，区域内周边生态功能严重丧失，需紧急转移安置人数

21、1000人，正常的经济、社会活动受到严重影响注：参考建设项目环境保护管理条例(1998-11-18 )和中华人民共和国环境影响评价法(2003-9-1)。325.3 风险等级和接受准则风险矩阵法是最常用且被普遍接受的定性风险分析方法。下面根据不同的风 险概率等级和损失后果等级，建立风险等级评价矩阵。如表3.8所列。表3.8风险等级评价矩阵风险事故损失可忽略需考虑 1严重非常严重灾难性发生概率A:Pv0.01%1A2A3A4A5AB:0.01%w Pv0.1%1B2B3B4B5BC:0.1%wPv 1%1C2C3C4C5CD:1%W Pv 10%1D2D3D4D5DE:P 10%1E2E3E4E

22、 5E风险接受准则作为可接受风险水平的评判标准，其评判对象就是通过风险分 析方法得出的风险水平。本节依据风险矩阵法这一被普遍运用和接受的定性风险 分析方法，提出定性的隧道工程施工风险接受准则。 不同的风险水平需采用不同 的风险管理与控制措施，结合风险评估矩阵，不同等级风险的接受准则和相应的 控制对策如表3.9所示。表3.9不同等级风险的接受准则等级风险接受准则控制对策建议应对部门一级1A,2A,1B,1C可忽略的不必进行管理、审视设计、施工、 监理单位二级3A,2B,3B,2C,1D,1E可容许的引起注意，需常规管 理审视三级4A,5A,4B,3C,2D,2E可接受的引起重视，需防范、 监控措

23、施总承包商四级5B,4C,5C,3D,4D,3E不可接受 的需重要决策，需控 制、预警措施建设公司，指 挥部或政府部门五级5D,4E,5E拒绝接受 的立即停止，需整改、 规避或预案措施3.3全过程动态风险管理建设项目的全寿命周期是指建设项目的全过程，包括项目规划阶段（可行性研究、项目定义等）、项目实施阶段（初步设计、设计、施工和竣工验收）、项 目管理阶段（运营、维护、维修）一直到项目拆除的整个过程。作为一个具体建 设项目来说，全寿命周期可以分为规划、分析、设计、施工、运营及拆除6个主要阶段，如图1所示。在这6个阶段也存在着大量的不确定性、不可预见性 的因素，不可避免地面临着各种风险，包括自然因

24、素和人为因素，为此，风险管 理需要贯穿于工程规划、设计、施工、运营的全过程，即全寿命风险管理。与常规风险管理相比，动态风险管理除了包括风险定义、风险辨识、风险估 计、风险评价、风险决策之外，还包括风险跟踪，共 6个阶段，如图2所示。 从图2中可以看出，这是一个循环的动态管理体系，其中，风险跟踪是动态风 险管理的一大特点。在完成风险评价和决策以后，为真正有效地控制工程风险，需要在工程建设 期间对风险具体的发展情况进行跟踪控制，即风险跟踪。风险跟踪管理是指对风 险的发展情况进行跟踪观察，督促风险规避措施的实施，及时发现和处理尚未辨 识到的风险，它是风险动态管理的重要组成部分。它强调风险是不断发展变

25、化的， 风险管理也应随着风险状态的变化而变化。 动态风险管理是一个循环的过程，即通过监控、复查、登记等方法来对隧道建设中的风险进行跟踪和再管理。主要包括：基于动态风险理念的风险循环跟踪管理， 基于监测数据的动态风险分析， 基 于事故故障登记的动态风险分析，基于动态风险理念的风险控制方法等几种类 型。图2动态诫险脣理流程3.3.1建设阶段的风险管理及动态评估研究3.3.1.1穿黄隧道建设期风险内容本文所研究的建设期全过程的内容可划分成四个子系统。 分别为：地质勘察 子系统、方案规划子系统、方案设计子系统和隧道施工子系统。各子系统的关系 如图所示。水文地质勘察工程地康勘察:癮道周膻环境调誉j1満口位置确定平纵斷蓟義位競隧逋衬砌新 面形状优化蚯t过程申莎 超滋地丽殛按隧道施工子基统初期支护设汁监测系统制企T空皆比子系藐1建设期安全风险子系统关联图