中国地下工程安全风险管理的现状_问题及相关建议

中国地下工程安全风险管理的

现状、问题及相关建议

钱七虎，戎晓力

(理工大学工程兵工程学院，江苏南京 210007)

摘要：地下工程建设具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，是一项高风险建设工程。建立风险管理制度，对拟建和在建的城市地铁工程项目进行风险评估，继而进行风险控制十分必要，并应扩大到整个地下工程建设领域。主要论述地下工程安全风险管理的现状和地下工程安全风险管理实践中的问题，这些问题包括：(1) 缺乏规范的安全风险管理体系；(2) 工程安全风险管理责任主体不够合理，安全风险管理经费不到位；(3) 工程安全风险管理专业队伍不够规范，专业水平参差不齐；(4) 风险管理相关技术规范、标准不符合目前地下工程发展现状；(5) 缺乏合适的信息化安全风险管理平台。针对我全风险管理实践中的问题，提出4条建议：(1) 加强针对地下工程安全风险管理的法规建设工作；(2) 推行安全风险管理计划，将安全风险管理作为地下工程建设管理的一个必要组成部分；(3) 安全风险管理要有基于信息化技术的风险管理和预警决策支持系统；(4) 加强地下工程安全风险管理、重大事故预测预报以及防治技术的研究。

关键词：地下工程；安全风险管理；研究现状

中图分类号：TU 94 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)04–09–07

STATE，ISSUES AND RELEV ANT RECOMMENDATIONS FOR SECURITY RISK MANAGEMENT OF CHINA′S UNDERGROUND ENGINEERING

QIAN Qihu，RONG Xiaoli

(Engineering Institute of Engineering Corps，PLA University of Science and Technology，Nanjing，Jiangsu210007，China)

Abstract：Underground project is a high-risk and complex project with vast construction investment，long-term construction，numerous subprojects，complexity of construction technology，and unpredictability of risk factors and social characteristics of the environmental impact. The establishment of a risk management system，detailed risk assessment for construction of metro project，and risk control，are necessary and should be extended to the overall underground construction areas. This paper mainly describes the present status and issues existing in risk management for safety operation in underground projects，which include：(1) the lack of standardized security risk management system；(2) unreasonable safety risk management，and insufficient funding for security risk management；(3) inadequate or nonprofessional teams or uneven-developed professional level；(4) risk management-related technical specifications，standards are not consistent with the current development of underground works；and (5) the lack of appropriate security risk management information platform. Related to issues existing in risk management in China，four suggestions are proposed as follows：(1) to strengthen codification of risk management for safety in underground projects；(2) to promote risk management as an

收稿日期：2007–12–19；修回日期：2007–12–30

作者简介：钱七虎(1937–)，男，1960年毕业于哈尔滨军事工程学院，1965年于原苏联莫斯科古比雪夫军事工程学院获副博士学位，现任中国工程院院士、中国人民工程兵工程学院教授、总参谋部军事科学技术委员会副主任，主要从事防护工程及地下工程方面的教学与研究工作。E-mail：gcyqqh@163.com• 650 • 岩石力学与工程学报 2008年

indispensable part of project management；(3) to set up an aid system for warning decision making based on informationization technique；and (4) to strengthen study on major accident prediction and prevention technique for risk management.

Key words：underground engineering；security risk management；research review

1 地下工程安全风险管理的必要性

和紧迫性

地下工程安全风险管理的必要性和紧迫性是由中国地下工程建设规模大、发展快的客观事实以及地下工程严峻的安全形势所决定的。中国是目前世界上地下空间开发利用的大国，城市轨道交通建设速度位居世界首位，史无前例。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，目前已开工建设1 000 km线路，已建成运营581 km 线路，按规划还有约1 200 km线路在今后10 a左右内建成。据预测，至2010年，我国将有20个左右的城市发展以地铁为主的城市轨道交通，到2020年，我国将有30个左右的城市发展以地铁为主的城市轨道交通。按目前每年开工建设100～200 km 的速度，到2020年，我国城市轨道交通线路规模可达2 000～2 500 km。

目前，中国城市地下空间的总体规模和总量即将居世界首位。以北京为例，北京地下空间建成面积已达30 km2，全市地下空间今后平均每年将增加建筑面积约3 km2，占总建筑面积的10%，到2020年，北京地下空间总面积将达90 km2。今后为提高土地集约化利用水平，解决城市交通和环境问题，中国许多特大和大城市将结合地铁建设、旧城改造和新区建设，建成众多大型城市地下综合体，除已建的北京中关村西区、北京金融街中心区、大连不夜城、上海龙华南火车站等大型地下综合体外，将建成多个地下城。如：上海世博园区地下城面积达0.4 km2，五角场地下城面积约为0.3 km2；杭州钱江新城地下城以波浪地下城为骨干，建成地下空间 2 km2；武汉王家墩商务区地下城总面积超过 3 km2等等。特大城市地下快速路的建设，正越来越受到重视，以解决城市交通拥堵问题。上海市已批准井字型地下通道方案，该方案全线长40 km，其中地下26 km，预计将在2010年建成；北京提出在2020年以前修建四纵两横地下快速路网方案；深圳建设了约7 km长的地下快速通道；南京的内环线地下路约占总长度的1/2。中国已成为世界上隧道最多，建设发展最快的国家，据规划，中国在21世纪前20 a要建设6 000 km隧道，10 a内建设155 km 长的城市公路隧道，其中许多是长、大和深埋隧道。

由于地下工程具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，地下工程建设是一项高风险建设工程。由于规模大、发展快，技术和管理力量难以充分保证的客观原因，加上对地下工程安全风险的认识不客观，风险管理不科学，风险管理的投入不到位的主观原因，所以地下工程建设中，事故频发，形势非常严峻，令人堪忧。建设部领导在2007年9月召开的地铁建设和运营安全研讨会上说，城市轨道交通和运营的风险正在进一步加大。仅2006年至今，不包括矿难，宜万铁路隧道建设就发生两起重大事故，共亡21人；2007年北京、南京地铁施工分别死亡6和2人；南京地铁2007年3月份发生地铁施工导致燃气管断裂，引起燃气溢出发生爆炸大火的事件；在经济损失上，以上海地铁4号线事故最为严重，损失逾人民币6亿元。事实上，业内人员都了解，在长、大隧道施工中几乎每条隧道都有伤亡现象发生。由此可见，在地下工程建设中，实行安全风险管理的必要性和紧迫性十分明显，因此建设部领导提出“建立风险管理制度，对拟建和在建的城市地铁工程项目进行风险评估，继而进行风险控制十分必要”的要求是十分必然的，并应扩大到整个地下工程建设领域。

2 地下工程安全风险管理的现状

2.1国外安全风险管理实践的借鉴及发展趋势

本文不准备涉及国外安全风险管理研究的评述，仅指出自2004年以来，安全、费用与风险已成为国际隧协隧道及地下空间协会每年年会的主题。

地下工程安全风险管理在地下工程中的应用研究在美国、欧洲正在积极开展[1]，欧共体行政院于1992年发布了“欧共体就在临时或移动施工现场实施最低安全和健康要求的指令”[2]，意大利于第27卷第4期钱七虎，等. 中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议 • 651 •

1996年由总统签字发布了相应的指令。有些国家已编写出隧道工程风险管理的规范和法规[2～5]。具体包括：国际隧道及地下空间协会2004 年发布了风险管理的指导方法[3]；英国隧协和保险业协会于2003 年9月联合发布了《英国隧道工程建设风险管理联合规范》[4]；国际隧道工程保险集团(ITIG)于2006年1月发布了《隧道工程风险管理实践规程》[5]，这个实践规程是基于上述英国联合规范而编制的。

安全风险管理在实际地下工程应用方面，主要由各个岩土工程咨询公司进行。如意大利GeoDA TA 公司针对地下工程施工风险管理推出了名为GDMS (geodata master system)的信息化管理平台[6]，该系统运用了GIS和WEB技术，由建筑物状态管理系统(building condition system，BCS)、建筑风险评估系统(building risk assessment，BRA)、盾构数据管理系统(TBM data management，TDM)、监测数据管理系统(monitoring data management，MDM)以及文档管理系统(document management system，DMS)5个子系统构成，具备完善的风险管理方案，并在俄罗斯圣彼得堡、意大利罗马和圣地亚哥等地铁工程中得到应用，但在监测手段、施工管理等环节上，该系统不完全适合中国国情。由于涉及知识产权问题，故应用该系统必须由该公司承接工程风险管理任务。中国亚新工程顾问股份有限公司针对地下工程施工安全问题开发出IDEAL——监测资料处理系统，该系统对监测数据有效性检查和处理考虑得比较全面，但监测信息的可视化功能较弱。

在国际上，安全风险管理的以下发展趋势越来越明显：风险管理正成为大型项目发展中的一个例行程序；风险管理与项目管理日趋结合；为风险管理制定强制性的法规，特别是针对施工安全的法规。

2.2国内安全风险管理的现状和特点

虽然安全风险管理在地下工程中的应用在中国刚刚起步，但是地下工程安全风险及其相关学科的研究自20世纪末中国即已陆续开展。首先，进行较多的是隧道和基坑开挖对环境影响的力学分析；其次，同济大学的丁士昭教授(1992)对我国广州地铁首期工程、上海地铁1号线工程等地铁建设中的风险和保险模式进行了研究。上海隧道建设设计研究院的范益群等[7]以可靠度理论为基础，提出了地下结构的抗风险设计概念；中国科学院地质研究所的刘大安等[8]针对边坡工程开挖而开发的“综合地质信息系统”；同济大学李元海和朱合华[9]开发的“岩土工程施工监测信息系统”，孙钧[10]主持了“城市地下工程施工安全的智能控制预测与控制及其三维仿真模拟系统研究”。特别是黄宏伟等[11～15]在地下工程安全风险研究方面开展了大量的工作，在这些工作基础上，2005年中国土木工程学会召开了中国第一次全国范围的地下工程安全风险分析研讨会，推动了地下工程安全风险研究的全面开展。

中国对地下工程的风险管理也相当重视，2003年建设部等九部委联合印发了《关于进一步加强地铁安全管理工作的意见》，对做好地铁规划、设计、施工、运营的安全工作提出了具体要求。最近，又编发了《地铁与地下工程建设技术风险控制导则》，《地铁及地下工程建设风险管理指南》[16]，对指导中国地铁及地下工程安全风险管理的标准化、程序化和规范化具有促进作用。

安全风险管理的实际应用近两年在我国得到迅速发展，特别是在地铁建设方面，上海、北京新建地铁项目大都进行了风险分析与评估。据了解，北京地铁5，10号线等项目的风险评估已取得了具体成果。上海同是工程科技有限公司依托同济大学开发的“安程地铁工程远程监控管理系统”，基于网络传输、无线通讯、网络数据库、数据分析以及自动预测预警等技术，综合了施工、监理、监测、管理以及多媒体等多种信息，已在上海地铁工程中得到应用。针对盾构法隧道施工，上海隧道工程股份有限公司开发了“盾构法隧道施工智能管理系统”，在掌握施工信息的前提下，通过数据分析，对工程施工进行有效管理和技术支持。在大型隧道建设——上海沪祟长江隧道[17]、钱塘江隧道等项目中也进行了风险分析与评估研究，并取得了实际成果。2007年以来，理工大学与意大利Geodata公司合作，借鉴意大利先进的风险管理经验和风险管理信息系统，开展了南京地铁建设的安全风险管理的实际工作，并进而与北京市轨道交通建设管理公司合作开展了北京地铁建设的安全风险管理工作。

总体而言，中国地下工程安全风险管理研究与实践已经得到了实质性进展，部分成果已服务于项目的决策，但远远没有达到“风险管理化解地下工程建设之痛”的程度。具体来说，有如下特点：

(1) 发展不平衡。地下工程安全风险管理应用主要集中在地铁建设领域，而在其他地下工程建设领域，开展安全风险管理的仅限于个别大型重点隧道建设项目。这可能和分管地铁建设的建设部召开• 652 • 岩石力学与工程学报 2008年

多次地铁建设风险管理研讨会有关。

(2) 在开展安全风险管理应用的地下工程建设项目中，主要开展的是风险分析和评估，并局限于定性分析或者半定量分析。

(3) 在地下工程建设中，开展和布置较多的是监测系统，但是对风险预警和控制方法没有深入研究，仅实现监测功能，而不能“控制”，没有整合成统一的安全风险管理系统。

(4) 在少数整合了风险辨识、风险分析与评估、风险处置与监控分系统的安全风险管理系统中，往往缺乏坚实的地质地理信息系统和符合实际工程地质、水文地质和环境条件的风险阈值数据库系统。后者需要深入细致的研究基础以及人员和经费的较大投入。

3 地下工程安全风险管理实践中存在

的问题

目前，国内许多单位对于风险管理在认识上仍存在许多误区和实施中不完善、不规范的地方，要想以“风险管理化解地下工程建设之痛”，依然有许多工作要做。下面具体阐述当前实施风险管理存在的主要问题。

3.1缺乏规范的安全风险管理体系

虽然，国内已经发布了一些指导性文件，如建设部：《地铁与地下工程建设技术风险控制导则》，《地铁及地下工程建设风险管理指南》[16]；铁道部：《铁路隧道风险评估暂行规定(报批稿)》[18]。但是目前国家对地下工程项目建设安全风险管理还没有合适的操作性较强的、具有一定强制意义的法规体系，因而风险管理在项目建设中的地位没有明确。项目建设预算中没有明确必须列入风险管理费用，从而造成了风险管理投入不够，风险管理得不到应有重视的状况；项目建设各阶段风险管理责任主体不明，管理程序不清。这些因素使得国内地下工程安全风险管理尚处于无序状态，表现为实施安全风险管理的内容和流程不完善、不规范。

随着世界各国研究的深入，尤其是通过意大利、荷兰和澳大利亚等国工程技术人员不懈的研究，当前基本完善了风险管理的流程：即包括风险定义、风险辩识、风险估计、风险分析、风险评估、风险处置和风险监控。该风险管理流程在2002年国际隧道及地下空间协会(ITA)起草颁布的《隧道及地下工程风险管理指南》中得到了应用。可以看出，对一个工程项目，应当实施全程的风险管理和完善的流程。

目前国内各单位所从事的隧道及地下工程风险管理项目，主要侧重于风险的分析与评估，而且大多数是应用一种或几种评估方法对工程或工程中的某一部分或某一阶段进行估计，得出风险值，由风险值大小排序。对于其他方面则研究较少，对风险的评价及如何降低风险，只是凭着个人取舍或现有资料来确定使用何种评估方法，各评估方法得出的结果有时也缺少可比性，在评估方法的选取上，尚没有统一的共识。另外，对风险评估的认可也存在很大程度的差异，风险评估的结果本身有多大的风险，有多大的可信度，还存在疑问。

从目前所完成或所进行的一些风险评估项目和有关此方面的成果和论文上可以看出，目前中国的风险分析和评估仅对建设施工中可能发生的事故予以罗列，对其进行简单的分析，得出其定性或半定量的可能性大小，然后予以排序，最后根据风险大小给出建议。事实上这还是片面的，甚至有可能会产生误导。

地下工程的安全风险是一个动态的过程，国外先进的思想是提倡地下工程进行“迭代”式设计、施工和管理，就是为了适应地下工程中地质条件、环境条件等因素与地下工程施工直接的相互影响和变化带来的复杂性，以期最大可能的规避风险。风险管理的很多理论源于金融(保险)风险管理领域，但地下工程的施工安全风险具有独特性，从宏观上说，施工安全事故的发生具有偶然性，但从细观层次上说，大量的工程事故教训已经证明，地下施工的安全事故在发生前往往是有征兆的，是完全可以监控的。因此，仅仅利用普通的风险评估分析方法对地下工程风险进行评估、分级是不够的，从技术上说，所有的风险都是可监控的，而这往往是现阶段工程实践中所忽视的。

随着保险业的发展和管理行业的规范，在隧道及地下工程建设中实行了强制性保险。使得有些建设方、承包和施工方片面地认为买了保险就安全了。事实上，购买保险只是一种转嫁风险的方式，但并不是风险处理的惟一方式。风险管理在风险评估后需要对风险进行处理，可以选择的方式主要包括风险自留、转移和减缓，工程项目的风险事故完全采第27卷第4期钱七虎，等. 中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议 • 653 •

用保险公司进行风险转移并不一定是最佳选择，而是应该通过科学的决策，作出处理对策。保险公司无法从根本上起到抑制风险事故发生的作用。

3.2工程安全风险管理责任主体不够合理，安全风

险管理经费不到位

在目前中国的工程合同管理模式中，工程安全风险管理的责任主体主要由施工方承担，监理负责监督，业主也具有一定的安全风险管理责任。而地下工程的风险实际不完全是施工引起的，国际隧道工程保险集团对施工现场发生安全事故的原因的调查结果(见图1)表明，地下工程发生事故的原因是多方面的，施工方作为工程安全唯一责任主体无法根本避免事故的发生，由于目前国内勘察设计失误导致的风险责任界定不清，而这些风险往往到施工时才反映出来，显然由施工方完全承担这些风险显得不够合理。

图1 国际隧道工程保险集团对隧道施工现场发生安全事故原因的调查结果

Fig.1 ITIG on the tunnel construction site safety in the cause of the accident findings

在工程预算中，关于安全风险管理的费用，如施工监测费用等都没有明确取费标准，在低价中标的管理模式下，安全风险管理有关费用往往被首先挤压，导致一些施工单位在利益驱使下，冒险施工，“赌”不会发生事故的概率。国内一些重大事故原因分析中往往发现，在事故发生前已有明显征兆，而施工单位没有足够重视，采取抢救措施不力，最终导致事故发生(如北京地铁10号线京广桥事故)，这背后深层次原因就是施工方安全经费不足，不愿意加大成本规避风险所致。

3.3工程安全风险管理专业队伍不够规范，专业水

平参差不齐

在工程中加强工程监测，进行必要的安全风险评估咨询工作是规避工程风险的重要手段。实践表明，如果在工程中加强工程监测及安全风险评估咨询工作，可以最大程度的保证施工安全。工程监测在地下工程风险控制管理中起着举足轻重的作用，是预防风险产生的重要手段。但目前，各城市地下开发速度、规模日益加大，专业规范的监测队伍紧缺，使得国内工程监测市场鱼龙混杂，这直接影响监测数据的准确性，以及信息化指导施工的有效性。目前，国内对于监测单位资质、监测人员技术素质没有相应的管理和评价体系，使得监测队伍不够规范，这对项目风险管理十分不利。

当前国内很多地方对实行“第三方监测”进行了探索和实践，实践表明，实施城市地下工程施工“第三方监测”是保证施工安全和工程质量十分重要的举措，有效地避免了施工过程中可能发生的事故。但目前针对“第三方监测”没有国家性的法规进行明确规定和管理，各地“第三方监测”处于无序状态：对“第三方监测”的内容、责任主体、监测指标及管理信息系统数据标准等都没有统一的管理和规定。这不利于有效地通过“第三方监测”进行施工安全风险管理。

国内对工程安全风险管理咨询评估的从业单位和人员没有明确的资质管理，许多工程实践中安全风险评估工作还停留在由院校科研单位以科研项目的形式承担，对于工程安全风险咨询评估工作的内容、质量评价标准、咨询工作的责任认定、从业人员资格认定等都没有统一的管理，使得工程安全风险管理水平参差不齐。但如果进行风险评估的专家队伍水平不够，可以想象，再好的风险监控体系也不能保证全线工程的安全。

3.4风险管理相关技术规范、标准不符合目前地下

工程发展现状

国家和地方施工规范和标准是进行地下工程各种工法风险识别和风险评估的基本依据，但是，目前风险管理相关技术控制规范不够全面，已有的规范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。例如，按现有规范要求地下工程施工地面沉降控制标准不大于30 mm，实际工程表明，在某些风险等级较高的工程中，这个取值偏松，而有些工程的这个取值又偏严。因此，编制地下工程施工不同工法的技术规范，研制不同城市、不同工法的适应不同岩土岩性的工程地质、水文地质、环境条件的风险阈值数据库系统已是当务之急。

• 654 • 岩石力学与工程学报 2008年

3.5缺乏合适的信息化安全风险管理平台

利用信息化系统可以加快信息传输速度，提高管理的效率和科学水平，增加项目各方的责任。但是，在信息化飞速发展的今天，国内安全风险管理的信息化水平还很低，还缺乏符合安全风险管理体系，适合地下工程建设实际的信息化风险管理平台。

4 针对中全风险管理实践中存在

问题的建议

(1) 加强针对地下工程安全风险管理的法规建设工作

加强风险管理意识，遏制工程事故高发态势，需要部门(建设部、交通部、铁道部和水利部等)以及行业强有力的法规作指导和规范。国内在这方面的法规还很不健全，亟待加强。特别应在法规中明确规定：在工程设计和施工评标中，除商务造价标和技术标外，必须列入安全风险管理的评定(安全标)，加大安全风险管理的投入。应该在有关预算及定额中明确安全风险管理的相关费用，确保安全风险管理费用在整个工程建设费用中占有合理的比例，且明确为“专项提取”，不列入商务造价标，并且加强审计和监管，确保这些费用切实落在安全风险管理工作上。

目前美国、欧洲在地下工程安全风险管理的应用方面已有较成熟的研究成果，因而在建立自己的有关法规体系时，既要注重吸收国外先进、成熟的经验，使国内在这方面更为迅速且成本更小地发展，又要注重符合中国国情，符合中国的工程建设管理模式和中国工程施工管理水平，使建立的法规体系切实可行。

(2) 推行安全风险管理计划，将安全风险管理作为地下工程建设管理的一个必要组成部分开展风险管理计划，有利于决策科学化，有利于减少工程事故的发生，有利于提高、业主、设计单位、施工单位及运营单位的风险管理意识和风险管理能力，从而达到控制风险、减少损失的目的。每个工程建设项目必须立项开展安全风险管理研究，凡是安全风险等级评价为“严重”的设计和施工方案应实行一票否决制，必须进行修改。

风险管理应明确包括辨识分析、风险评估和风险控制，内容分别涉及探明风险源、分析风险因素、根据事故发生的可能性和影响大小评估工程的风险等级以及建立监测系统、采取预防措施规避、转移和减缓风险等。

(3) 安全风险管理要有基于信息化技术的风险管理及预警决策支持系统

应在风险管理中加强科学的定量研究，加强科学监测、信息化传输和反馈控制。如发展地下工程物探和预报技术、建立地理地质信息系统，利用现代监控技术和信息化手段结合高级专家经验，把进行建设的地下工程周围一定范围内的流沙、软土、管线、岩溶及岩溶水、岩爆以及其他危险情况等地理地质数据储存在计算机里，建立工程管理数据库和决策支持体系。同时，建立施工安全远程监测系统，监测系统通过传感器获取信息后及时反馈到指挥部，这样才能进行数据分析，加强预警，发出警报并及时采取预先储存的应急预案。

(4) 加强地下工程安全风险管理以及重大事故预测预报和防治技术的研究

当前迫切需要对地下工程安全问题的发生机制、安全监测(检测)与监控理论及技术、风险分析技术、灾害预测预报技术、应急处理决策支持技术进行深入系统的研究。评估事故发生概率及灾害后果，提出措施防范依据，发展定量研究，提出和解决其关键科学问题。

鉴于地下工程建设是一项风险较大的建设项目，不可预见的风险因素多和对环境、社会影响大，防治技术难度高，建议科技部将《地下工程安全风险信息化管理以及重大事故(软弱破碎围岩段塌方，岩溶段突水突泥，岩爆区域的预测和防治，河、海底下隧道渗水贯通的预防等)的预测预报和防治技术研究》列为十一五技术支撑研究重大项目，立即开展研究。

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