高速铁路隧道风险管理课件

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1、高速铁路隧道风险管理8 主讲老师：张俊儒高速铁路隧道风险管理高速铁路隧道风险管理一、一、风险基本概念风险基本概念二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系三、风险标准和接受准则三、风险标准和接受准则四、风险处理措施四、风险处理措施五、风险评估方法五、风险评估方法六、制定风险管理制度六、制定风险管理制度内内容容提提要要近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾塌塌方方野野三三关关高高阳阳寨寨 洞洞口口塌塌方方近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾涌涌水水近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾锦屏二级电站辅助洞涌水锦屏二级电站辅助洞涌水近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾突突泥泥近年来工程事故回顾近年来工程事

2、故回顾圆梁山隧道突泥圆梁山隧道突泥近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾环环境境破破坏坏近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾董家山隧道董家山隧道 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾近年来工程事故回顾 从以上案例可以看出：隧道工程是风险从以上案例可以看出：隧道工程是风险极大的工程；因此隧道工程必须实施全过程极大的工程；因此隧道工程必须实施全过程的风险管理，以期减少风险、实现安全、优的风险管理，以期减少风险、实现安全、优质、快速、降低工程成本的目标。质、快速、降低工程成本的目标。风险定义：在隧道工程建设期间发生人员伤亡、环风险定义：在隧道工程建设期间发生人员伤亡

3、、环境破坏、财产损失、工程经济损失、工期延误等潜境破坏、财产损失、工程经济损失、工期延误等潜在的不利事件的概率（在的不利事件的概率（P P）和后果（）和后果（C C）的集合，表）的集合，表达式为：达式为：R=fR=f（P,CP,C）一般可以表示为：一般可以表示为：R=PR=PC C一、风险基本概念一、风险基本概念风险分类风险分类 按照评估目标可分为：按照评估目标可分为：安全风险安全风险、环境风险、投资风险、环境风险、投资风险、工期风险、质量风险、第三方风险工期风险、质量风险、第三方风险 按照风险来源可分为：地质风险、隧道技术风险、管理风按照风险来源可分为：地质风险、隧道技术风险、管理风险等。险

4、等。按照典型的隧道工程施工中的风险事件可分为：瓦斯风险、按照典型的隧道工程施工中的风险事件可分为：瓦斯风险、突水、突泥风险、塌方风险、大变形风险、设备风险、火突水、突泥风险、塌方风险、大变形风险、设备风险、火灾风险、交通运输风险等灾风险、交通运输风险等一、风险基本概念一、风险基本概念工程风险管理工程风险管理 工程建设参与各方（包括建设单位、勘察单位、咨询单工程建设参与各方（包括建设单位、勘察单位、咨询单位、设计单位、施工单位、监理单位等）通过位、设计单位、施工单位、监理单位等）通过风险识别、风风险识别、风险估计、风险评价、风险管理险估计、风险评价、风险管理，来进行风险决策，优化组合，来进行风险

5、决策，优化组合各种风险管理技术，对工程实施有效风险控制和妥善跟踪处各种风险管理技术，对工程实施有效风险控制和妥善跟踪处理的全过程。理的全过程。一、风险基本概念一、风险基本概念风风险险评评估估与与管管理理基基本本流流程程一、风险基本概念一、风险基本概念建立隧道风险指标体系建立隧道风险指标体系 风险指标体系是风险评估的基础，是风险评估风险指标体系是风险评估的基础，是风险评估方法研究中的核心内容。可以典型安全风险事件为方法研究中的核心内容。可以典型安全风险事件为龙头，建立隧道风险指标体系，即在因果关系分析龙头，建立隧道风险指标体系，即在因果关系分析中采用中采用“顺瓜摸藤顺瓜摸藤”的办法。还可更进一步

6、建立各的办法。还可更进一步建立各阶段各类型风险事件的评估指标体系阶段各类型风险事件的评估指标体系风险因素风险因素核对表，给工程风险技术人员提供方便。核对表，给工程风险技术人员提供方便。二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系隧道风险指标体系架构隧道风险指标体系架构项目阶段项目阶段施工方法施工方法目标风险目标风险风险因素或风险事件风险因素或风险事件可行性研究阶段可行性研究阶段矿山法矿山法掘进机法掘进机法盾构法盾构法安全（工期、安全（工期、投资、环境、投资、环境、第三方）第三方）地质因素地质因素隧道技术因素隧道技术因素其他其他初步设计阶段初步设计阶段施工图设计阶段施工图设计阶段矿山法矿山法掘进机法

7、掘进机法盾构法盾构法安全（工期、安全（工期、投资、环境、投资、环境、第三方）第三方）塌方塌方瓦斯瓦斯突水（泥、石）突水（泥、石）大变形大变形岩爆岩爆设备风险设备风险掘进风险掘进风险进出洞风险进出洞风险其他其他二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系可行性研究阶段风险因素核对表可行性研究阶段风险因素核对表 风险因素类别风险因素类别风险因素风险因素地质因素地质因素区域地形、地貌、地质对隧道方案影响程度区域地形、地貌、地质对隧道方案影响程度不良地质、特殊岩土对隧道方案影响程度不良地质、特殊岩土对隧道方案影响程度地质勘察的不确定性程度地质勘察的不确定性程度其他其他隧道技术因素隧道技术因素工法选择（矿山

8、法、掘进机法、盾构法）工法选择（矿山法、掘进机法、盾构法）类似工程可参考程度类似工程可参考程度技术难度技术难度结构设计结构设计监控量测设计监控量测设计特长隧道的线路情况特长隧道的线路情况辅助坑道辅助坑道其他其他其他其他二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系初步设计阶段初步设计阶段矿山法施工风险因素核对表矿山法施工风险因素核对表 风险事件风险事件 风险因素风险因素塌方塌方 瓦斯瓦斯突水（泥、突水（泥、石）石）大变大变形形岩爆岩爆其他其他地形地形偏压偏压地质地质岩性及风化程度岩性及风化程度构造（单斜、向斜、背斜、构造（单斜、向斜、背斜、断层）断层）地下水地下水不良地质不良地质滑坡滑坡岩堆岩堆顺层

9、顺层岩溶岩溶煤层及矿藏采空区煤层及矿藏采空区挤压性地层挤压性地层特殊岩土特殊岩土膨胀岩、土，冻土，软土膨胀岩、土，冻土，软土二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系初步设计阶段初步设计阶段矿山法施工风险因素核对表矿山法施工风险因素核对表 风险事件风险事件 风险因素风险因素塌方塌方瓦斯瓦斯突水突水（泥、（泥、石）石）大变形大变形 岩爆岩爆其他其他设计情况设计情况常规设计常规设计特殊设计特殊设计监控量测设计监控量测设计隧道隧道断面断面长度长度埋深埋深辅助坑道辅助坑道类型类型长度长度位置位置坡度坡度断面大小断面大小其他其他注：其中打注：其中打“”表示该风险因素对风险事件有影响，以下表同。表示该风险因

10、素对风险事件有影响，以下表同。二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系施工阶段风险因素核对表施工阶段风险因素核对表由于施工阶段核对表过于复杂，在此不再一一列举。由于施工阶段核对表过于复杂，在此不再一一列举。风险因素：风险因素：施工准备情况；施工准备情况；施工地质勘查；施工地质勘查；开挖情况；开挖情况；揭煤、防突情况；揭煤、防突情况；通风情况；通风情况；施工期防排水；施工期防排水；火源控制措施；火源控制措施；支护及衬砌情况；支护及衬砌情况；防护情况；防护情况；电器设备与作业机械；电器设备与作业机械；监控量测与超前预报；监控量测与超前预报；施工管理；施工管理；隧道特征隧道特征二、隧道风险指标体系二

11、、隧道风险指标体系施工阶段风险因素核对表施工阶段风险因素核对表 由于施工阶段核对表过于复杂，在此不再一一列举。由于施工阶段核对表过于复杂，在此不再一一列举。风险事件：风险事件：塌方；塌方；瓦斯；瓦斯；突水（泥、石）；突水（泥、石）；风险事件：风险事件：大变形；大变形；岩爆；岩爆；其他其他二、隧道风险指标体系二、隧道风险指标体系 风险有大有小，管理起来不能面面俱到，必风险有大有小，管理起来不能面面俱到，必须通过系统的分析与评估，科学的划分风险等级，须通过系统的分析与评估，科学的划分风险等级，再加以决策和管理，这是现代风险评估与管理普遍再加以决策和管理，这是现代风险评估与管理普遍采用的技术手段。采

12、用的技术手段。风险分级标准和接受准则风险分级标准和接受准则可以帮助风险工作可以帮助风险工作人员从纷繁复杂的风险表象中，找出风险事件发生人员从纷繁复杂的风险表象中，找出风险事件发生的概率以及其后果的严重程度，用定量方法将这两的概率以及其后果的严重程度，用定量方法将这两者结合起来，再利用风险矩阵得出风险等级，从而者结合起来，再利用风险矩阵得出风险等级，从而正确定位各个风险因素，采取合理的策略有效控制正确定位各个风险因素，采取合理的策略有效控制和管理风险。和管理风险。三、隧道风险分级标准和接受准则三、隧道风险分级标准和接受准则概率等级标准概率等级标准概率范围概率范围中心值中心值概率等级描述概率等级描

13、述概率等级概率等级0.30.31 1很可能很可能5 50.030.30.030.30.10.1可能可能4 40.0030.030.0030.030.010.01偶然偶然3 30.00030.0030.00030.0030.0010.001不可能不可能2 20.00031000100030010003001000 100300100300 3010030100309F92F9210SI101F21F2或或1SI11SI10 0SI=1SI=1或或1MI1110101101100.110.110.010.0.010.1 10.01242462462426260.520.520.51000m)(10

14、00m)2 2中长隧道中长隧道(300(3001000m)1000m)3 3短隧道短隧道(300m)(300m)3 3 2 2 1 1 断面大小断面大小 (a)(a)1 1小断面小断面(lOm(50m50m2 2)3 3 2 2 l l洞口形式（洞口形式（s)s)1 1竖井竖井 2 2斜井斜井 3 3主洞或横洞主洞或横洞 3 3 2 2 1 1以瓦斯爆炸为例以瓦斯爆炸为例 瓦斯爆炸危险性的评分瓦斯爆炸危险性的评分g(1+a+s)g(1+a+s)风险评估方法举例风险评估方法举例（日本）打分法（日本）打分法 瓦斯爆发的危险性分级瓦斯爆发的危险性分级 评评 分分 分分 级级 大于大于1111点点 7

15、 71010点点 1 1 6 6点点 0 0点点 级级(危险性极大危险性极大)级级(危险性大危险性大)级级(有危险性有危险性)级级(无危险性无危险性)风险评估方法举例风险评估方法举例（日本）打分法（日本）打分法层次分析法简介层次分析法简介层次分析法层次分析法(AHP:the Analytic Hierarchy(AHP:the Analytic Hierarchy Process)Process)：是按照一定的规律把决策过程层次化、：是按照一定的规律把决策过程层次化、数量化，对多方案或多目标进行决策的方法。它以数量化，对多方案或多目标进行决策的方法。它以定性与定量结合方式处理各种决策因素。定性

16、与定量结合方式处理各种决策因素。层次分析法适用于多目标决策系统，能够从纷层次分析法适用于多目标决策系统，能够从纷繁的影响因素中找出对总目标影响比较大的因素，繁的影响因素中找出对总目标影响比较大的因素，并根据影响程度的不同，对各个影响因素进行排序，并根据影响程度的不同，对各个影响因素进行排序，是现在比较流行的一种决策分析方法。是现在比较流行的一种决策分析方法。层次分析法层次分析法层次分析法分解示意图层次分析法分解示意图 层次分析法层次分析法递递阶阶层层次次结结构构 层次分析法一般步骤层次分析法一般步骤（1 1）按照风险指标体系建立系统的递阶层次结构；）按照风险指标体系建立系统的递阶层次结构；（2

17、 2）构造风险因素两两比较判断矩阵，从层次结构的第）构造风险因素两两比较判断矩阵，从层次结构的第二层开始，对于从属于（或影响到）上一层某个因素的同二层开始，对于从属于（或影响到）上一层某个因素的同层诸因素，用成对比较法和层诸因素，用成对比较法和1 19 9比较尺度构造成对比较矩比较尺度构造成对比较矩阵，直至最下层；阵，直至最下层；（3 3）针对某一标准，计算各风险因素的权重，对于每一）针对某一标准，计算各风险因素的权重，对于每一个成对比较矩阵，计算最大特征根及对应特征向量，特征个成对比较矩阵，计算最大特征根及对应特征向量，特征向量即为该比较矩阵中各因素权重值；向量即为该比较矩阵中各因素权重值；

18、（4 4）计算当前一层风险相对总目标的排序权重；）计算当前一层风险相对总目标的排序权重；（5 5）进行一致性检验。）进行一致性检验。层次分析法可以有效地对影响评估目标的风险因素进层次分析法可以有效地对影响评估目标的风险因素进行定量化分析，并比较各因素之间权重大小。行定量化分析，并比较各因素之间权重大小。层次分析法层次分析法西南交通大学西南交通大学Southwest Jiaotong University层次层次_模糊模糊综合评判法综合评判法主要步骤为：主要步骤为：1 1、使用专家调查法、头脑风暴法和事故树法建立、使用专家调查法、头脑风暴法和事故树法建立评估模型并对底层风险因素概率和后果进行估值

19、；评估模型并对底层风险因素概率和后果进行估值；2 2、使用层次分析法得到各层指标的权重；、使用层次分析法得到各层指标的权重；3 3、使用模糊综合评判法计算得到风险值。、使用模糊综合评判法计算得到风险值。详见下图：详见下图：1.专家组对铁路隧道可能面临的风险发表看法2.分析并讨论3.建立评估层次模型4.专家组对各层风险作两两比较，建立评估模型各层比较判断矩阵5.用层次分析法计算风险因素权重向量6a.专家组对底层风险因素概率大小估值7a.利用模糊综合评判法对数据进行处理8.通过模型的计算得到目标风险的概率及后果9.制定有效的风险应对措施风险识别阶段风险评价阶段风险应对阶段风险评估与管理6b.专家组

20、对底层风险因素后果大小估值7b.利用模糊综合评判法对数据进行处理层次层次_模糊模糊综合评判法综合评判法制定隧道风险管理制度制定隧道风险管理制度 风险管理是指对于风险评估的结果进行风险应对和风风险管理是指对于风险评估的结果进行风险应对和风险监控的工作，根据风险等级和可调用资源的具体情况，对险监控的工作，根据风险等级和可调用资源的具体情况，对风险进行相应的处置（采取预防措施，制定紧急预案）。风风险进行相应的处置（采取预防措施，制定紧急预案）。风险管理参与各方（业主、设计单位、施工单位、监理单位、险管理参与各方（业主、设计单位、施工单位、监理单位、专业评估机构等）应协同合作，通过风险识别、风险估计、

21、专业评估机构等）应协同合作，通过风险识别、风险估计、风险评价和风险处理，优化组合各种风险管理技术，达到有风险评价和风险处理，优化组合各种风险管理技术，达到有效控制和妥善处理隧道工程风险的目的，从而保证工程的顺效控制和妥善处理隧道工程风险的目的，从而保证工程的顺利完成。利完成。应结合中国国情以及设计施工情况制定出隧道风险管应结合中国国情以及设计施工情况制定出隧道风险管理架构，明确了各方职责，建立工程建设各阶段风险管理体理架构，明确了各方职责，建立工程建设各阶段风险管理体系。系。风险管理构架图风险管理构架图 负责人监理单位专家组风险管理职能部门风险管理小组设计单位其它单位风险管理小组业主层实施主体层第一管理者施工单位风险管理小组主管风险管理的(必要时）相关职能部门业主层包括第一管理业主层包括第一管理者、主管风险管理的者、主管风险管理的负责人、风险管理职负责人、风险管理职能部门及相关部门。能部门及相关部门。实施主体层包括设计实施主体层包括设计单位、施工单位、监单位、施工单位、监理单位等，各实施主理单位等，各实施主体应分别建立风险管体应分别建立风险管理小组。业主可邀请理小组。业主可邀请风险管理专家成立专风险管理专家成立专家组，协助进行风险家组，协助进行风险评估与管理。评估与管理。