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1方法的適用性

該方法在風(fēng)險識別階段克服了“WBS-RBS”、故障樹、魚骨圖等單一識別某一維度的局限性，將工作流程、風(fēng)險因素、失效狀態(tài)和風(fēng)險事故四者有機地結(jié)合為一個體系。以失效狀態(tài)來進(jìn)行評價，其優(yōu)點一是對接觸工程較多、經(jīng)驗豐富的專家和現(xiàn)場施工人員而言，能更直觀地完成風(fēng)險評價；二是通過失效狀態(tài)將事故和風(fēng)險因素聯(lián)結(jié)在一起，在前后因果和遞進(jìn)關(guān)系梳理更清楚的同時，還對發(fā)生的時點（施工階段或工序）有了清晰的概念。在數(shù)據(jù)處理方面，針對專家問卷打分的數(shù)據(jù)區(qū)分度不明顯的問題，運用頻率分析能更真實地還原專家意愿；另外針對層次分析確定權(quán)重時，由于事物的復(fù)雜性和判斷的片面性，容易出現(xiàn)一致性不滿足的情況，本文引入加權(quán)迭代法對判斷矩陣進(jìn)行修正，保證了結(jié)果的可信度。

2風(fēng)險識別

2.1利用WBS工序分解識別失效狀態(tài)根據(jù)明挖車站的施工特點，其工程施工可大致為圖2所示的6個階段。而每個施工階段下都會有相應(yīng)的施工工序，以主體結(jié)構(gòu)施工為例，主要可分為腳手架和模板搭設(shè)拆除、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序。根據(jù)已有的施工經(jīng)驗與方案資料，總結(jié)出表1所示的8項可能會出現(xiàn)的工序失效事件（因為該指標(biāo)是未經(jīng)過初級篩選的，先以Fa做編號標(biāo)識，將完成初篩后的指標(biāo)用F做編號標(biāo)識）。

2.2風(fēng)險因素和潛在事故類型風(fēng)險因素意指失效狀態(tài)的形成原因，經(jīng)過大量的經(jīng)驗總結(jié)，地鐵工程施工的風(fēng)險因素主要來自工程環(huán)境、技術(shù)水平和組織管理。（1）工程環(huán)境。分為自然環(huán)境與人為環(huán)境，自然環(huán)境包括地質(zhì)、水文和氣候，不可控性較大，一旦發(fā)生涉及的對象往往很廣；人為環(huán)境包括散布在地鐵施工影響范圍內(nèi)的地上建（構(gòu)）筑物——例如房屋、地下管線、橋梁等。對工程本身而言，地下構(gòu)筑物和管線的存在會限制施工空間；對建筑物的安全而言，地鐵施工在開挖或大規(guī)模降水中破壞了原有土體相對穩(wěn)定和平衡的狀態(tài)，且相互影響相互制約。（2）技術(shù)風(fēng)險。涉及到各個工種，如勘察、設(shè)計、施工等在實際操作中，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、設(shè)計模型采用、安全系數(shù)的確定、工藝流程的制訂與執(zhí)行等出現(xiàn)的偏差。（3）組織管理風(fēng)險。來自管理主體，通常是各參與單位，包括上級主管部門、建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計單位、監(jiān)測單位、監(jiān)理單位、施工單位和驗收單位等，主要來自內(nèi)部管理和外部執(zhí)行兩部分[8]。基于以上分析，參考丁烈云[9]根據(jù)4M1E理論建立的安全評價體系，本文中風(fēng)險因素可以劃分為4類：技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、組織管理風(fēng)險和監(jiān)控預(yù)警風(fēng)險。若將各風(fēng)險再細(xì)化展開，以環(huán)境風(fēng)險為例，逐級分解得到更細(xì)化指標(biāo)如圖3所示。根據(jù)鄧小鵬等[8]對國內(nèi)外95個地鐵工程事故的統(tǒng)計，常見的事故類型包括坍塌、水害、機械（起重）傷害、火災(zāi)、物體打擊、爆炸、中毒、觸電、高處墜落和其他傷害共10種。

3專家調(diào)查

參照指標(biāo)體系的維度劃分，調(diào)查同樣分為風(fēng)險評級和事故原因分析兩部分。前者包括風(fēng)險量級和權(quán)重（對上一級工程風(fēng)險的影響程度，或稱重要性）的確定。后者則是對造成各失效狀態(tài)的原因及可能引致的后果進(jìn)行概率打分。專家評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

4結(jié)果統(tǒng)計

4.1風(fēng)險評級在風(fēng)險評級部分采用模糊層次分析法求得結(jié)果。由于各專家經(jīng)驗、概念和對評級理解不一致，尤其當(dāng)多專家評分時，單純?nèi)∑骄挡⒉荒芎芎玫伢w現(xiàn)出指標(biāo)間的評價差異。因此在運用層次分析法進(jìn)行權(quán)重計算前首先需對數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析。（1）數(shù)據(jù)處理。仍以結(jié)構(gòu)主體工程施工為例，參照表2中1~9標(biāo)度專家對該階段下8個工序失效狀態(tài)的重要性打分。以大多數(shù)人意見為參考，將累計超過一定比例區(qū)間的評級值提取出來，重新歸一化得到新的被選頻率作為該評級的權(quán)重，將評級值加權(quán)平均后得到眾專家的有效評級，如表3所示。從Fa61選擇看，7和9的被選頻率較高，3、5、8則均為7.69%，假設(shè)選擇比例定在90%（即超過90%專家選擇落在某個區(qū)間，多個相同比例情況優(yōu)先選取靠近頻率較高的值），選擇5、7、8、9作為計算依據(jù)。對這4個值的被選頻率重新歸一化，即評值7的頻率為46.15%/（7.69%+46.15%+7.69%+30.77%）=50%，同理可得5、8、9評值的比例為8.34%、8.34%和33.34%，將新的頻率作為評級權(quán)重則可計算得到Fa61的風(fēng)險評價值為：5×8.34%+7×50%+8×8.34%+9×33.34%=7.58（2）權(quán)重確定。評價值離散化后構(gòu)建模糊綜合判斷矩陣。并利用Matlab進(jìn)行權(quán)重計算和一致性檢驗[13]，如表4所示。算出權(quán)重向量為：Wa={0.3255，0.1283，0.0756，0.0155，0.0410，0.0575，0.0311，0.3255}，一致性略微不滿足，可運用加權(quán)迭代法進(jìn)行調(diào)整。初步假設(shè)原矩陣的權(quán)重為0.95，訂正公式的權(quán)重為1-0.95=0.05，則可以得到新的判斷矩陣，并重新做一致性檢驗；若仍不滿足可將原矩陣的權(quán)重繼續(xù)縮小，調(diào)整至一致性恰好滿足即可，如表5所示。此時的權(quán)重向量變?yōu)閃={0.3255，0.1283，0.0756，0.0155，0.0410，0.0575，0.0312，0.3255}，保留4位小數(shù)情況下與原權(quán)重向量基本無差別，結(jié)果可行。定義小于0.06的指標(biāo)為弱權(quán)重指標(biāo)，可刪除。由此保留的4個指標(biāo)為Fa61、Fa62、Fa63、Fa68。將這些指標(biāo)的權(quán)重依比例重新歸一化后得到新的權(quán)重值，如表6所示。（3）隸屬度確定。依據(jù)隸屬度概念，若12位專家中有6位認(rèn)為是中級，則中級風(fēng)險的隸屬度為6/12=0.5。以此類推知F61~F64的風(fēng)險隸屬度如表7所示，以隸屬度為權(quán)數(shù)，對評價估值區(qū)間的中值進(jìn)行加權(quán)平均，計算出每一個失效狀態(tài)的風(fēng)險評級。（4）風(fēng)險等級確定。F6結(jié)構(gòu)主體施工階段各工序的風(fēng)險隸屬度矩陣與表6的權(quán)重矩陣相乘，可以得到該施工階段F6的風(fēng)險隸屬度和風(fēng)險等級，如表8所示。則該階段風(fēng)險評價量值為4.9，處于中級。同樣方法求得上一層次6個施工階段的風(fēng)險評級隸屬度和風(fēng)險等級，如表9所示。依次向上一級計算，可得到該車站自身安全風(fēng)險評價隸屬度與最終評級，如表10所示。經(jīng)過篩選后的失效狀態(tài)指標(biāo)均是在發(fā)生概率、損失程度和可能性三方面的風(fēng)險表現(xiàn)比較突出，基本都在中級風(fēng)險等級。由表10看出，止水帷幕施工F2和降水排水的階段F3風(fēng)險水平屬于較高，說明與地下水相關(guān)的施工處理是最需要重視的。雖然其他階段均屬于中等風(fēng)險，但從F1、F4的等級隸屬度可以看出超過80%都落在了二級風(fēng)險，但F5、F6都有約37%的可能性落在三級風(fēng)險區(qū)間。最終得到該車站工程施工安全風(fēng)險屬于中等偏上，可以接受但仍需要強化控制措施。

4.2各施工階段事故發(fā)生統(tǒng)計當(dāng)某個失效狀態(tài)持續(xù)時間過長或程度不斷累積到一定界限值時，就會發(fā)生較為嚴(yán)重的風(fēng)險事故，造成不可逆的傷害。本文對失效狀態(tài)與事故狀況的研究同樣基于專家調(diào)查，請專家們勾選出某失效狀態(tài)可能導(dǎo)致的事故類型，若超過60%的專家選擇某一類事故，則該事故作為該失效狀態(tài)優(yōu)先被考慮的后果。當(dāng)超過一種事故類型被選擇，如“F61腳手架搭設(shè)拆除”這一項中，有93%的專家均選擇了坍塌，62%的專家均選擇了物體打擊，這兩項均作為優(yōu)先考慮項，而選擇比重為93%:62%=6:4，則重新歸一化后權(quán)重為坍塌60%，物體打擊40%。由于風(fēng)險事故發(fā)生的可能性、損失程度、可控性和重要程度均可以由造成該事故的失效狀態(tài)來說明，風(fēng)險事故可作為該失效狀態(tài)的結(jié)果做一一對應(yīng)，即針對上一級風(fēng)險而言，兩者有同樣的重要性權(quán)數(shù)，因此單項事故類型比重乘以失效狀態(tài)的權(quán)重W便得到某失效狀態(tài)對應(yīng)的某類風(fēng)險事故在整個施工階段的影響權(quán)重WR。按照不同事故類型進(jìn)行匯總，則可對該施工階段事故類型和可能性有量化上的概念。按照上述方法，可得到主要事故類型在F6施工階段的權(quán)重，如表11所示。

4.3失效狀態(tài)的風(fēng)險因素篩查除了關(guān)注失效狀態(tài)和損失，還應(yīng)從源頭即風(fēng)險因素上進(jìn)行控制與預(yù)防。同樣地，將“引致失效的可能性”分為1~9級別，請專家對每個失效狀態(tài)關(guān)聯(lián)的風(fēng)險因素打分，提取被選擇到（打分不為0）的因素進(jìn)行被選頻率統(tǒng)計，將超過70%的專家認(rèn)可的風(fēng)險因素提取出來，計算該因素“可能性”打分的平均值后再與被選頻率相乘，得到最終的關(guān)聯(lián)程度Qp。（1）風(fēng)險因素篩查。造成失效的各種風(fēng)險因素，如表12所示。（2）風(fēng)險因素——失效狀態(tài)——風(fēng)險事故的關(guān)聯(lián)。在某施工階段中，以“失效狀態(tài)”為銜接點可衡量各個風(fēng)險因素對某類風(fēng)險事故的關(guān)聯(lián)度貢獻(xiàn)。以分析F6結(jié)構(gòu)工程施工階段的坍塌事故為例，已知在該施工階段中可能會發(fā)生坍塌事故的工序失效狀態(tài)為F61、F62和F63，這些工序?qū)υ撌┕るA段風(fēng)險的影響程度分別為0.229、0.15、0.088，而造成這些失效狀態(tài)的主要風(fēng)險因素及影響程度如表13所示?？傻玫皆谠撌┕るA段的某一失效狀態(tài)，例如F61中，可能造成該失效的某一風(fēng)險因素，例如是否遵守施工規(guī)程，與該失效狀態(tài)可能導(dǎo)致的某一風(fēng)險事故，如坍塌的關(guān)聯(lián)程度R=Qp×WR=4.375×0.229=1。將相同因素的關(guān)聯(lián)度R進(jìn)行歸類加和，得到在主體結(jié)構(gòu)施工階段發(fā)生坍塌時主要風(fēng)險因素及與風(fēng)險事故的關(guān)聯(lián)及關(guān)聯(lián)度排序如圖4和表14所示。由此可以看出，在結(jié)構(gòu)主體工程施工中，容易造成的坍塌事故的來源主要是是否遵守施工規(guī)程和人員的安全意識，其他值得考慮的風(fēng)險因素依次是監(jiān)理的專業(yè)水平、材料質(zhì)量和施工方案的合理性，需要現(xiàn)場管理人員重點關(guān)注。

5結(jié)語

在本文提出的方法中，對地鐵車站施工進(jìn)行風(fēng)險評估時，借助FMEA中識別潛在失效模式的理念、參考現(xiàn)有的研究成果和成熟經(jīng)驗，建立以“失效狀態(tài)”為銜接點的雙維度風(fēng)險指標(biāo)體系；在風(fēng)險評級這一維度，運用WBS（工作分解）逐級建立風(fēng)險指標(biāo)，基于專家調(diào)查問卷結(jié)果、采用頻率分析和改進(jìn)模糊層次分析法得到各層級各指標(biāo)的風(fēng)險等級；在失效因素這一維度里同樣是通過專家打分和頻率統(tǒng)計篩查出“失效狀態(tài)”的前因后果，并借助風(fēng)險評級維度中的權(quán)重結(jié)果建立三者的關(guān)聯(lián)度。該方法既可清晰地看到各工序下需要關(guān)注的環(huán)節(jié)和風(fēng)險源，也可以更直接深入地展現(xiàn)工程事故與基本形成因素之間的關(guān)系，另外在實際運用方面也解決了專家打分法中普遍存在的數(shù)據(jù)失真和一致性不滿足等問題。

作者：周紅劉洋單位：廈門大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院中國對外貿(mào)易中心