摘 要
随着大都市的蓬勃发展、城区的扩大和产业的不断变革和完善，地铁的建设已成为解决大交通量公共交通出行的最佳解决方案。目前，中国许多城市正在积极实施地铁建设。然而，在地铁施工过程中，由于地质条件和周围环境等诸多因素的影响，地铁隧道的施工难度更大。当施工风险发生时，将会影响整个施工项目的进度，降低施工的效率，严重的甚至会威胁施工人员生命。因此，地铁隧道施工的安全与风险分析对保障施工安全、维护人民生命财产安全具有重要的理论意义和工程现实意义。以重庆某轨道交通线为工程背景，根据对该线路各车站区间施工现场的具体情况，应分析车站各部分的施工风险。为预防地铁施工过程中的典型施工安全事故，结合重庆地铁工程施工风险分析结果，提出了相应的风险管理和防范措施。影响地铁隧道施工的风险因素一般应遵循预防、防控相结合、因地制宜、综合治理的风险管理原则。并针对具体项目的风险因素提出相应的控制措施和预防对策。通过对地铁施工风险的分析和防范措施，有助于降低施工过程中出现风险的可能性，减少损失，降低成本，提高效益。并希望为相应的建筑风险评估和防范措施提供参考和参考框架。
关键词：地铁施工；风险分析；防范措施；施工风险；
Abstract
With the vigorous development of the metropolis, the expansion of the urban area and the continuous reform and improvement of the industry, the construction of the subway has become the best solution to solve the large traffic volume of public transportation. At present, many cities in China are actively implementing subway construction. However, in the process of subway construction, due to the influence of geological conditions and many other factors, the construction of subway tunnel is more difficult. When the construction risk occurs, it will affect the progress of the whole construction project, reduce the efficiency of the construction, and seriously will even threaten the life of the construction personnel. Therefore, the safety and risk analysis of subway tunnel construction has important theoretical and practical significance to ensuring the construction safety and maintaining the safety of people’s life and property. Taking a rail transit line in Chongqing as the project background, the construction risk of each part of the construction site of each station section of the line. In order to prevent the typical construction safety accidents in the subway construction process, the corresponding risk management and preventive measures are put forward based on the construction risk analysis results of Chongqing metro project. The risk factors affecting the subway tunnel construction should generally follow the risk management principle of combining prevention, prevention and control, taking measures according to local conditions and comprehensive management. And put forward the corresponding control measures and preventive countermeasures according to the risk factors of specific projects. Through the analysis and preventive measures of subway construction risks, it is helpful to reduce the possibility of risk in the construction process, reduce the loss, reduce the cost and improve the benefit. And hope to provide a reference and reference framework for the corresponding construction risk assessment and preventive measures.
Key words: subway construction; risk analysis; preventive measures; construction risk;
1 绪论
1.1 研究背景
截至2021年3月，重庆市在建轨道交通线路包括4号线二期及西延线、5号线中段、江条段及北延线、9号线一期、10号线二期、15号线一期、18号线一期及北延线、24号线一期等。在建里程超过300公里的；到2022年，城市轨道交通的使用和建设规模将达到850公里以上；总体规划包括18条适合城市轨道交通的线路，其整个施工难度是非常大的，包括地质因素、水文条件等都会带来很大的影响，很容易就会出现相关事故。
在重庆地区，岩土体比较特殊，因此在建设地下工程时，隧道开挖时如果出现坍塌事故，很容易就会出现人员伤亡，而且带来的经济损失也是非常大的。在施工期间，这是一个需要面对的重大难题。因此，对重庆轨道交通施工安全进行分析，提高施工技术水平，对各种潜在的风险进行有效规避，尽可能将工程事故降到最低，有其必要性和重要性。
1.2 研究意义
从我国当前的状况来看，地铁建设在多个城市兴起。由于地铁建设工程量非常大，存在的各种风险因素较多，技术水平要求高。如果在施工期间发生风险，整个施工效率将会受到很大的影响，严重的还会出现人员伤亡。因此，需要对地铁施工风险管理进行深入的研究分析。我国地铁车站施工对于风险和防范措施还不够重视，虽然相关国内学者在此领域已经做过许多相关研究与成果，但是在项目真正实施时却往往忽略其重要性，而事实证明，事故的发生往往就是因为项目中微小的失误造成的。因此，做好施工项目风险分析，从设计人员到施工人员对于风险分析真正重视起来，对于事故的有效防止有着重要的意义。
2 工程概况
2.1 建设及运营单位简介
重庆市轨道交通5号线北延伸段工程的建设单位为重庆地铁集团有限公司，对于该公司，机关职能部门是非常多的，包括财务部、办公室、质量安全部等合计有12个部门，而且建设事业总部也已经建立起来，全资子公司合计有6个，包括重庆地铁运营有限公司、重庆轨道交通建设有限公司等。控参股子公司也有8个，比如重庆城市一卡通有限公司。该项目由重庆地铁运营有限公司于2007年5月成立，是一家管理铁路运营的运营管理公司、经营管理、相关的运营储备等都是由该公司负责，共设有12个职能部门，9个生产部门和2个中心。
当前，重庆总里程可达318公里，车站216座，铁路一、三、四号线建成、6号线等。国家发改委批复，到2024年重庆将有12个项目会建设成功，运营线路将会新增14条，运营总里程将会达到606千米。
2.2 工程情况
该工程总长度为16.1千米，高架站和地下站分别为2座、7座，共有9座车站。北五线扩建工程主要位于两江新区悦来集团和渝北区中央公园。本线起点接5号线一期工程起点，终点位于秋城大道与粤港北路交汇处以南。线路全长8.6公里，主要位于秋城大道沿线的地下。5号线北延伸段工程设计时速80km/h，不管是初期、近期还是远期，选用的都是6辆编组，由DC750V接触轨进行供电，初步设计批复工程投资概算总额为95.02亿元。
对于5号线北延伸段工程，全长16.1千米，其中地下线路和高架线路分别为13千米和3.1千米；新建的地下站和高架站分别为7座、2座，合计车站9座。在悦港北路站会与规划11号线进行换乘。该线路最大站间距是甘悦大道站到鲁家沟站，达到2336米，最小站间距为玉河沟站到甘悦大道站，为1050米，平均的站间距约为1692米。5号线北延伸段工程正线右线线路长16.068km，左线线路长16.051km，线路曲线共23个，曲线总长约5.68km，在整个线路中占比达到33.8%。而直线只有10.388米，在整个线路中占比达到63.7%。
表2.1施工情况表
| 序号 | 项目 | 结构形式 | 工法 |
| 1 | 玉河沟站~甘悦大道站 | 圆形+马蹄形断面 | 盾构+浅埋暗挖 |
| 2 | 甘悦大道站~鲁家沟站 | 圆形断面 | 盾构法 |
| 3 | 鲁家沟站~中央公园西站 | 圆形断面 | 盾构法 |
| 4 | 中央公园西站~椿宣大道站 | 圆形断面 | 盾构法 |
| 5 | 椿苴大道站~悦港大道站 | 地下两层双柱三跨箱型框架结构 | 明挖法 |
| 6 | 悦港大道站~悦港北路站 | 圆形+马蹄形断面 | 盾构+浅埋暗挖 |
2.3 工程地质
对于该施工场地，内地层也是多种多样的，上层以杂填土、素填土等较多，而在其下层，主要是以含砾中细砂、圆砾等为主。
表2.2线路坡度统计表
| 项目 | 坡段个数 | 长度(m) | 占全长的百分比(%) | |
| 坡段分布 | 0≤i<10 | 25 | 11625 | 72.35% |
| 10≤i<20 | 4 | 1495 | 9.30% | |
| 20≤i<25 | 6 | 2250 | 14.00% | |
| 25≤i<28 | 1 | 700 | 4.35% | |
| 合计 | 36 | 16068 | 100% | |
3 重庆地铁施工风险分析
3.1 风险分析方法
3.1.1风险分析方法分类
从当前的国内外现状来看，风险分析方法可分为定性、定量、综合分析三种。
（1）定性分析：该分析方法类型较多，检查表法、失效模式等都属于。也就是对已识别风险影响进行评估的过程。对于给定变量，其判断是具有主观性的。对于不同的项目，由于成员在知识、经验方面的不同，作出的风险评价也会存在差异。
（2）定量分析：该分析方法也有多种，比如等风险图法、神经网络方法等。分析定量风险正常在风险应对计划确定之后会二次进行，对项目总风险进行满意度确定。在对定量风险多次分析之后，对风险管理就会加深了解，其措施需要增加还是需要减少就会很清楚。在进行计划应对的时候，这是一项可靠的依据，在风险检测以及控制中也是一个重要的组成部分。
（3）综合分析方法：比如事件树法、影响图方法都属于。也就是在输入变量中进行随机抽取，并以此为依据来对各项目评价指标进行计算，抽样计算的次数较多，与评价指标相关的概率分布就能获取，而且方差、标准差等也能精准的计算出来，计算项目的概率也由之前的可行变为不可行，进而对整个项目的风险进行评估。
对于该工程，在进行施工风险评估时，使用的是评价矩阵法，也就是综合风险分析法的一种，以此针对相关人员进行意见统计并作出分析，获得风险因素的发生概率和风险后果，进而获得该风险因素的风险等级。
3.1.2 风险评价矩阵法
1、风险评价矩阵法含义
风险评价矩阵法，也就是对致险因子发生概率、风险后果进行综合全面的分析，并在此基础上做出风险等级评估，通常，该公式表示为R=P×C。在该公式中，风险表示为R；风险因素发生的概率用p表示；风险因素发生的可能后果见C。在这个方程中，P×C并不意味着一个简单的系数。它的真正意义在于风险因素的发生概率及其后果的结合。该公式是定性和定量方法的完美结合。目前，它是国内外非常流行的风险评估方法。
使用风险评估矩阵法对地铁土建工程风险因素进行分类的以下步骤：
（1）在充分考虑实际的基础上，对前期的资料以及经验进行借鉴，进而对各致险因子发生概率进行全面的分析，并将所求概率用P表示。
（2）根据这种情况，应根据可能的后果，选择一种定量计算方法，用于分类和表达各种风险因素的后果，如环境、设计项目等。
（3）风险因素的影响程度应记录在C中，发生概率P，二者应结合使用，公式r=P×C。应进行矩阵分析，确定每
个风险因素的级别，并根据实际情况制定相应的制度；并选择合理的风险管控措施。
2、风险评估矩阵法的特点：
优点：系统的风险是按等级顺序显示的。一般来说，按照系统、子系统和设备的顺序进行，不会忽略任何对象，并根据风险的潜在性和严重性进行分类。通过这种方式，可以根据优先事项实施不同的措施，这更适合实地的活动。缺点：
（1）它主观性强，需要大量的分析经验，否则会造成不必要的问题；
（2）风险水平和发生概率由研究人员确定，主观误差相对较大。
范围：该方法的使用可应用于需求，风险水平可随时间分配和调整，这样在不同的分析体系下都能具有较强的适用性。但是需要有较为丰富的工程经验，而且数据资料也需要准备充分，这样不管是对于整个系统还是针对系统中的某个环节都能起到很好的适用性。
3.2重庆5号线北延伸段施工风险分析
（1）玉河沟站~甘悦大道站区间沿甘悦大道布置，在蔡甸广场附近，区间施工方法为明挖法。在该区间段，首先以1‰、18‰的坡度下坡，然后再以3.2‰、16‰的坡度进行上坡并到达鲁家沟站。在该区间的裂缝地段，选用的是浅埋暗挖法，其他路段则选用的是盾构法，在该区间，设置了一处联络通道和泵房。
表3-1玉河沟站~甘悦大道站的风险分析表
| 编号 | 风险因素 | 风险分析 | 风险后果 | 发生概率 | 风险等级 |
| 1 | 长安民生信息大楼，砖混结构，基础形式不明，位于右线区间隧道右上方，与区间隧道平基础沉降、行，与区间隧道水平距离约16.43m，处于区间隧道施工的显著影响区 | 墙体开裂 | D | 4 | Ⅳ |
| 2 | 中国石油(南山加油站)，属于重要设施，位于右线区间隧道右上方，与区间隧道平行，与区间隧道水平距离约18.2m，处于区间隧道施工的显著影响区 | 渗漏 | C | 4 | Ⅲ |
| 3 | DN600砼排水给水管，埋深1.9m，沿甘悦大道东西走向布设，平行布设于区间右线隧道正上方(暗挖段及盾构段)，与暗挖隧道竖向净距约8.313m，处于暗挖隧道施工的强烈影响区。在该区间，暗挖隧道和盾构隧道拱顶埋深分别为10~15m、10~17m | 管线局部沉降、变形、渗漏 | C | 3 | Ⅲ |
| 4 | DN1000砼排水，直埋深度为5.52m，是一项重要的设施，和暗挖隧道竖向净距离可以达到5.053m，在暗挖隧道施工过程中属于强烈影响区。本区间暗挖隧道拱顶埋深约10~15m，盾构隧道拱顶埋深10~17m | 局部沉降、变形、渗漏甚至断裂 | C | 2 | Ⅱ |
| 5 | 1700×300光纤管块，埋深1.37m，位于左线暗挖隧道左上方，与区间隧道平行，与暗挖隧道竖向净距约8.643m，处于暗挖隧道施工的强烈影响区 | 局部沉降、变形 | C | 4 | Ⅳ |
| 6 | DN1600砼雨水，属重要设施，埋深6.9m，位于左线暗挖隧道左上方，与区间隧道平行，与暗挖隧道竖向净距约2.123m，处于暗挖隧道施工的强烈影响区 | 局部沉 降、变 形、渗漏 | C | 2 | Ⅱ |
| 7 | 400×300电信管块，埋深1.7m，位于左线暗挖隧道左上方，与区间隧道平行，与暗挖隧道竖向净距约11.23m，处于暗挖隧道施工的显著影响区 | 局部沉降、变形 | D | 4 | Ⅳ |
| 8 | 1800×2000DL沟道，埋深1.2m，位于左线暗挖隧道左上方，与隧道平行，与隧道竖向净距约7.513m，处于暗挖隧道施工的强烈影响区 | 局部沉降、变形 | C | 4 | Ⅳ |
（2）甘悦大道站~鲁家沟站沿汉阳大街布置，在腾芳小学附近，区间场地略有起伏。线路最大纵坡26‰，最小曲线半径R=800m，区间施工方法为盾构法，两台盾构机由甘悦大道站始发，掘进至凤凰路过站。
表3-2甘悦大道站~鲁家沟站的风险分析表
| 序号 | 风险因素 | 风险分析 | 风险后果 | 发生概率 | 风险等级 |
| 1 | 腾芳立交桥，基础采用桩基础，主桥桩径D=0.8m，桩长L＝28m。隧道与桩基础水平距离约0.94m，小于0.3倍洞径，属于非常接近。 | 沉降、开裂 | C | 2 | Ⅱ |
| 2 | 隧道结构与人行天桥桩基最近距离为3.8m | 不均匀沉降，开裂 | C | 3 | Ⅲ |
| 3 | DN2000污水管，砼，直埋，埋深11.94m，为市政管线重要设施，部分管段与隧道平行布设，在里程约YCK21+497与区间隧道近90°相交，管底与隧道顶垂直净距3.19m | 沉降变形、开裂甚至渗漏 | C | 2 | Ⅱ |
| 4 | DN2400排水管，砼，为市政管线重要设施，一般有8.82m的埋深，和区间隧道保持平行，竖向净距离可以达到6.31m。左线隧道于里程约ZCK21+831处斜交下穿该管线；右线隧道于里程约YCK21+616处斜交下穿该管线 | 沉降变形、开裂甚至渗漏 | C | 3 | Ⅲ |
| 5 | 1400×1800光纤管块，埋深2.34m，位于右线区间隧道右上方，与区间隧道竖向净距约12.79m，处于区间隧道施工的一般影响区 | 局部沉降、变形 | D | 4 | Ⅳ |
（3）鲁家沟站~中央公园西站区间沿秋成大道布置，在中央公园附近。本区间下穿的管线较多，埋深较大距离隧道结构较近的管线主要有三根，埋深4.5m~6.1m，为南北走向的污水、饮水及排水管线，管线均位于秋成大道路面下方，与隧道结构的平面距离较近，施工风险较大。
表3-3鲁家沟站~中央公园西站
| 序号 | 风险因素 | 风险分析 | 风险后果 | 发生概率 | 风险等级 |
| 1 | DE315PETR，埋深2.25m，属重要设施，位于右线区间隧道右上方，与区间隧道平行，与区间隧道竖向净距约12.88m，处于区间隧道施工的一般影响区 | 局部沉降、变形、渗漏 | C | 3 | Ⅲ |
| 2 | DN600钢TR，埋深1.86m，属重要设施，位于右线区间隧道右上方，与区间隧道平行，与区间隧道竖向净距约13.27m，处于区间隧道施工的影响区 | 局部沉降、变 形、渗漏 | C | 2 | Ⅱ |
| 3 | DN800铸铁给水，埋深1.53m，属重要设施，位于右线区间隧道上方，与区间隧道平行，与区间隧道竖向净距约13.6m，处于区间隧道施工的一般影响区 | 局部沉降、变形、渗漏 | C | 3 | Ⅲ |
| 4 | DN2400砼雨水，埋深8.81m，属重要设施，位于左线区间隧道上方，与区间隧道平行，与区间隧道竖向净距约6.32m，处于区间隧道施工的一般影响区 | 局部沉降、变形、渗漏 | C | 2 | Ⅱ |
| 5 | DN800铸铁给水，埋深2.02m，属重要设施，位于左线区间隧道左上方，与区间隧道平行，与区间隧道竖向净距约13.01m，处于区间隧道施工的一般影响区 | 局部沉降、变形、渗漏 | C | 3 | Ⅲ |
| 6 | 600×600光纤管块，埋深2.25m，位于左线区间隧道左上方，与区间隧道平行，与区间隧道竖向净距约12.88m，处于区间隧道施工的一般影响区 | 局部沉降、变形 | D | 5 | Ⅳ |
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