橋梁隧道風險評估流程方法

1、3.1 風險研究內容與分析目標3.1.1 風險研究內容風險管理的目標是通過有效的評價管理去避免項目風險的產生或減少風險事件發(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，同時確保工程質量滿足要求并安全順利進行。對于水下公路隧道，風險研究的主要內容如下：（1）隧道風險評價方法的選??；（2）隧道建設風險分析評估；（3）隧道運營風險分析評估。3.1.2 風險分析目標（1）工程風險因素辨識及風險評估方法選擇根據水下隧道特點，進行隧道工程風險因素辨識、選定適宜的評價方法，建立風險發(fā)生的可能性表達及后果預測模型，對風險因子危險度進行定量評估研究。（2）隧道建設期安全

2、風險分析根據國內外同類公路隧道建設實例調查，結合隧道工程特點開展隧道在建設過程中可能產生的風險事故進行分析，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，并對風險進行詳細的分析與評估，評定各風險因素的等級，找出主要防范風險，并建議相應的風險對策。（3）隧道運營風險分析包括隧道結構穩(wěn)定性風險分析，運營通風系統(tǒng)的可靠性及風險分析、消防設施可靠性及事故風險分析。針對隧道火災事故，在模擬火災煙氣蔓延的基礎上，分析火災環(huán)境下隧道內人員疏散安全。3.2 安全風險評估流程與評估方法3.2.1 風險評估流程風險評估與分析的基本流程為：風險評估的步

3、驟包括：風險辨識、風險估測、風險評價、風險控制及應急預案，風險評估的流程如圖3.1所示。1）風險辨識（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、地質資料、工程已有的研究報告等；（2）辨識隧道方案在工程建設期和運營期存在的風險，劃分評價層次單元，對各評價單元的可能發(fā)生的風險事故進行分類識別；（3）采用定性與定量相結合的分析方法或定性描述方法，根據風險的存在形式和狀態(tài)進行風險分類；（4）建立風險結構圖：包括風險目錄、主要風險及其存在形式和狀態(tài)，并初步判定“輕重緩急”。2）風險影響分析針對主要風險，分析其風險度（發(fā)生的概率），指出風險可能導致的后果，找出風險效益的變化規(guī)律，

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

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

6、比較客觀。依靠集體的直觀判斷，所得結論比較全面、正確，能夠對各種模糊的、不確定的問題做出較為準確的回答。該方法的預測時間不宜過長，越長準確性越差。分析結果往往受組織者、參加者的主觀因素影響，可能存在偏差。風險發(fā)生概率的估測風險損失的估測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，描述事故的因果關系，確定頂上事件，定性分析頂上事件的重要度并計算頂上事件發(fā)生概率。描述事故的因果關系，便于查明系統(tǒng)內國有的或潛在的各種危險因素，常用于直接經驗較少的風險源辨識?？蛇M行邏輯運算進行定量分析和評價步驟多，計算復雜；數據較少，定量分析需做大量的工作風險源的查找風險發(fā)生概率的估測風險損失的估測

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)進行總體評價的一種方法可以通過計算得出目標風險的量化指標計算復雜風險發(fā)生概率的估測風險損失的估測5定量評估方法失效概率法通過建立失效概率模型，根據歷史統(tǒng)計數據或大量的試驗來確定參數分布，以計算對于某一風險事件的結構失效概率的方法。對于易于計算失效概率的結構計算方便難以建立復雜評估目標的數學模型風險發(fā)生概率的估測6蒙特卡羅法構造符合一定規(guī)則的隨機數并通過統(tǒng)計隨機數的數學特征來求解風險事件概率的方法。在準確確定計算模型的基礎上可以解決復雜的概率運算問題及不允許進行真實試驗的場合。需要建立評估目標的數學模型，并確定各參數變量的概

8、率分布規(guī)律，比較復雜，實際操作較困難，需要計算機編程輔助分析。風險發(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和減少主管影響，使評估更趨科學化。通過風險因素間的兩兩比較，形成判斷矩陣，從而計算同層風險因素的相對權重。具有簡潔、實用和系統(tǒng)的特點得出的結果是粗略的方案排序；決策的主觀成分大：無論建立層次結構還是構造判斷矩陣，人的主觀判斷、選擇、偏好對結果的影響極大，判斷失誤即可造成決策失誤。風險源的查找風險發(fā)生概率的估測風險損失的估測3.2.4 本項目采用的評估方法本次評估方法主要采用檢查表法、專家調查法、層次分析法和模糊綜合評價法。即風險源辨識采用檢查表法，初始風險

9、評估采用專家調查法，隧道總體殘留風險評估采用層次分析法和模糊綜合評價法。項目組收集到相關設計資料后，成立風險評估小組，評估小組由經驗豐富的隧道、地質、巖土、結構、通風和環(huán)保等專業(yè)人員組成，評估小組負責人由具有20年以上設計經驗的教授級高工擔當。3.2.4.1 檢查表法檢查表法的一般步驟如圖3.2。圖3.2  單一風險事件的風險辨識流程3.2.4.2 專家調查法專家調查法的一般步驟為：（1）編制專家調查表專家調查表的編制從結構上應包括六部分：標題、說明語、風險發(fā)生概率等級與判斷標準、風險損失等級與判斷標準、風險等級調查表、項目基礎資料。（2）選擇專家采用專

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

11、級調查表集中回收完成后，應對調查表進行逐份檢查，剔除不合格的調查表，然后將合格調查表統(tǒng)一編號，以便于調查數據的統(tǒng)計。對某一項風險的發(fā)生概率和相應風險損失，應統(tǒng)計所有合格表格對該項的判定值，按照加權平均的方式進行計算。當權值不易判定時，可按權值為1處理。3.2.4.3 模糊綜合評估法用于風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)進行評價的一種方法，一般步驟為：（1）對評估項目進行綜合分析，建立風險事件的評價指標體系。（2）建立風險事件等級評估矩陣。（3）確定各風險因素的權重。（4）進行單因素或者多因素綜合評估，得到風險評估矩陣。（5）利用最大隸屬度原

12、則，確定風險等級。該方法可以通過計算得出目標風險的量化指標，但計算較復雜，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合的評價方法。其評價的一般思路是：把一個風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行比較和計算，綜合各個層次比較結果就可以得到不同方案的項目風險水平，從而為方案的選擇提供了決策依據。該方法的特點是：可以將風險評價因素和權重細化，得到更合理的風險評價結果；通過兩兩比較風險因素，可提高權重值的準確性；對風險評價結果的分析和處理，又可以反過來判斷評判過程的邏輯性和合理性。（1）確定風險因素判斷矩陣首先選定工程可能遇到的風險因素，然后建

13、立這些因素的分層結構,假設同一層有n個因素, ,成對比較所有因素，如將和進行比較,使用3-2的矩陣標度來反映兩因素的相對重要性，標度的含義見表3-2。若與相比得，那么與相比標度值則為=l/，這樣就可以得到一個的判斷矩陣A=。（2）計算矩陣A的最大特征值和對應的特征向量先算出矩陣A的最大特征值，然后再求出與應的特征向量W，即AW=W, W的分量即為n個因素的權重。 表3.2矩陣標度的含義(3)  一致性檢驗判斷矩陣A是經兩兩比較得到的，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CI來判斷。CI=(-n)/ (n-1)

14、當CI=0時，為完全一致，一般當CI0.1，就可以認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險程度。3.2.4.5 故障樹分析法(FTA)這種方法常常用于復雜系統(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、并聯組合,然后沿著故障樹的邏輯關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)中各事物間的關系。故障樹分析的流程為:(1)熟悉系統(tǒng)的功能、結構和工作模式以及設計資料;(2)確定頂事件;(3)建立風險樹;(4)劃分風險

15、樹的最小割集,確定風險模式;(5)用最小割集的函數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 風險分級及接受準則公路隧道風險分級包括事故發(fā)生概率的等級標準、事故發(fā)生后果的等級標準和風險的等級標準，分級標準和風險接受準則主要依據為交通運輸部公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估指南（試行）。3.2.5.1風險發(fā)生概率等級與判斷標準為了對工程的風險事故有一個大體的、定性的把握，以便指導風險決策的開展，需對不同的風險事故進行風險等級劃分。一般來說，風險可表征為風險事故發(fā)生的概率和事故損失的乘積，結合本工程的實際情況，下面給出風險事故概率和損失的等級評定

16、標準，并在最后給出針對風險事故的等級劃分標準、風險損失等級與判斷標準。工程安全風險發(fā)生概率等級分為1、2、3、4、5級。各等級判斷標準見表3.3。表3.3  風險發(fā)生概率等級判斷標準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，當概率值難以取得時，可用年發(fā)生頻率代替。（2）風險發(fā)生概率等級應優(yōu)先采用定量判斷標準確定。當無法進行定量計算時，可采用定性判斷標準確定。3.2.5.2 風險損失等級

17、與判斷標準風險損失等級分為1、2、3、4、5級。應按人員傷亡等級、經濟損失等級及環(huán)境影響等級等因素確定。當多種損失同時產生時，應采用就高原則確定風險損失等級。表3.4 風險損失等級標準等級一級二級三級四級五級事故描述可忽略需考慮嚴重非常嚴重災難性（1）人員傷亡：是指在參與工程建設活動過程中所發(fā)生的人員傷亡事故。依據人員傷亡的類別和嚴重程度進行分級，見表3.5。表3.5 人員傷亡等級判斷標準等級判斷標準一級重傷人數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）參考國務院生產安全事故報告和調查處理條例和企業(yè)職工傷亡事故分類標準（GB6441-86）。（2）“以上”包含本數，“以下”不包含本數，下同。（2）經濟損失：是指風險事故發(fā)生后造成工程項目發(fā)生的各種費用的總和，包括直接費用和事故處理所需的各種間接費用，見表3.6。表3.6  經濟損失等級判斷標準等級判斷標準一級經濟損失500萬元以下二級經濟損失500萬以上1000萬元以下三級經濟損失1000萬

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

20、涉及范圍很大，區(qū)域生態(tài)功能部分喪失，500人需緊急轉移安置人數1000人五級涉及范圍非常大，區(qū)域內周邊生態(tài)功能嚴重喪失，需緊急轉移安置人數1000人，正常的經濟、社會活動受到嚴重影響注：參考建設項目環(huán)境保護管理條例（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 風險等級和接受準則風險矩陣法是最常用且被普遍接受的定性風險分析方法。下面根據不同的風險概率等級和損失后果等級，建立風險等級評價矩陣。如表3.8 所列。表3.8 風險等級評價矩陣風險事故損失可忽略需考慮嚴重非常嚴重災難性發(fā)生概率A:P0.01%1A2A3A4A5AB

21、:0.01%P0.1%1B2B3B4B5BC:0.1%P1%1C2C3C4C5CD:1%P10%1D2D3D4D5DE:P10%1E2E3E4E5E 風險接受準則作為可接受風險水平的評判標準，其評判對象就是通過風險分析方法得出的風險水平。本節(jié)依據風險矩陣法這一被普遍運用和接受的定性風險分析方法，提出定性的隧道工程施工風險接受準則。不同的風險水平需采用不同的風險管理與控制措施，結合風險評估矩陣，不同等級風險的接受準則和相應的控制對策如表 3.9 所示。表3.9 不同等級風險的接受準則等級風險接受準則控制對策建議應對部門一級1A,2A,1B,1C可忽略的不必進行管理、審視設計、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、預警措施建設公司，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)避或預案措施 3.3 全過程動態(tài)風險管理建設項目的全壽命周期是指建設項目的全過程，包括項目規(guī)劃階段（可行性研究