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文档介绍
高速公路路基施工工程风险评价与管理研究
分类号:U41610710-2012121267硕士学位论文高速公路路基施工工程风险评价与管理研究刘娜导师姓名职称史小丽副教授申请学位级别硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2015年4月15日论文答辩日期2015年6月6日学位授予单位长安大学nStudyonRiskEvaluationandManagementoftheHighwaySubgradeConstructionEngineeringAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuNaSupervisor：AssociateProf.ShixiaoliChang’anUniversity,Xi’an,Chinann摘要高速公路路基工程是在复杂多变的自然环境、多方共同参与的情况下进行施工的，在整个道路施工中占用的时间长、难度大、附属设施多，导致在路基工程施工中潜藏的风险因素多，这些风险因素一旦“时机成熟”很可能会带来巨大的损失。做好路基工程风险管理工作，能有效地减少或避免工程风险的发生，确保工程计划的顺利实施，所以在路基工程施工中的风险管理是十分重要的。首先，本文结合公路路基施工的实际情况，将路基工程风险按风险的不同来源分为自然环境风险、施工风险、勘察设计风险和设备材料风险四大类。并对路基工程风险管理过程进行深入探讨，路基工程风险管理工作涵盖了风险识别、估计、评价、应对和监控等内容。其次，对路基工程风险评价进行了深入研究。基于高速公路路基施工过程的复杂性、不确定性，将层次分析法、模糊综合评价法和风险矩阵相结合，建立了多层次模糊风险矩阵评价模型。该评价模型利用改进的层次分析法确定各风险因素的相对权重，基于风险矩阵提出了风险值VaR的计算公式，确定风险等级。将各因素风险值和权重相乘求和得综合风险值。再次，根据风险值和各风险的性质制定合理应对措施，对所采取措施的实施效果，进行风险监控。风险监控是一个动态的、循环的、不间断的过程，本文提出了路基施工工程风险动态监控体系，并用风险直方图进行风险跟踪。最后，本文以贵州AZ高速公路为例，结合浸水路基失稳风险，阐述了路基工程风险管理过程。运用多层次模糊风险矩阵法，有效地识别和分析出路基失稳的风险因素，建立了风险评价指标体系，较好地对风险因素进行定性和定量分析评价，并根据评价结果提出了合理的风险应对措施。关键词：高速公路；路基施工；路基工程风险；风险管理；风险评价inAbstractThehighwaysubgradeengineeringconstructionisundertheconditionofcomplexnaturalenvironment,andmulti-partyparticipation,ittakeslongtime,difficult,moreancillaryfacilitiesintheentireroadconstruction,soitleadtomoreriskfactorsexistinginthesubgradeengineeringconstructionprocess,oncetheseriskfactors"ripe"isprobablytobringhugelosses.Thehappeningofprojectriskcaneffectivelyreducedoravoidedundertheconditionthatthesubgradeengineeringrisksaremanagedwell,toensuretheprojectplancanbeimplementedsmoothly,soinconstructionoftheroadbedengineeringriskmanagementisveryimportant.First,thisArticlecombiningwiththeactualsituationofhighwaysubgradeconstruction,accordingtothedifferentsourcesofrisk,subgradeengineeringriskwasdistributedintofourgeneralcategories:naturalandenvironmentalrisk,constructionrisk,prospectiveanddesignrisk,equipmentandmaterialrisk.Andtheprocessofsubgradeengineeringriskmanagementwasdeeplyinvestigated,subgradeengineeringriskmanagementcoversriskidentification,estimation,evaluation,responseandmonitoringetc.Secondly,thisarticleconductedin-depthresearchforriskassessmentmethods.Basedonthecomplexityanduncertaintyofthehighwaysubgradeconstructionprocess,usingtheAnalyticHierarchyProcess,FuzzyComprehensiveAssessmentandRiskMatrix,themulti-levelfuzzyriskmatrixevaluationmodelisestablished.Withtheimprovedanalytichierarchyprocess(IAHP)todeterminetheproportionofeachriskfactor.TheValueatRisk(VaR)wasdevelopedbasedontheRiskMatrix,todeterminetherisklevel.Multiplythevalueatriskandproportionofvariousfactorstogethersumcomprehensivevaluerisk.Andthen,accordingtothevalueatriskandnatureofrisktodevelopriskresponsemeasures,andconductriskmonitoringForthethemeasurestakentoimplementeffect.Riskmonitorisadynamic,cyclic,uninterruptedprocess,Thispaperpresentsadynamicriskmonitoringsystemoftheroadbedconstructionproject.Thearticleuseriskhistogramtomonitorrisk.Finally,thisarticlemakeGuizhouAZhighwayasanexample,combinedwiththeinstabilityriskoffloodingsubgrade,expoundedtheprojectriskmanagementprocess.Usingiiinmulti-levelfuzzyriskmatrixevaluationmodel，caneffectivelyidentifyandanalyzetheriskfactorsfortheinstabilityriskoffloodingsubgrade,establishingariskevaluationindexsystem,betterqualitativelyandquantitativelyanalyzetheriskfactors,andaccordingtotheevaluationresultspresentedreasonableriskstrategies.Keywords:Thehighway,SubgradeConstruction,Subgradeengineeringrisk,RiskManagement,Riskassessmentivn目录第一章绪论..........................................................................................................11.1研究背景和意义..........................................................................................................11.2国内外研究现状..........................................................................................................31.2.1国外研究现状...................................................................................................31.2.2国内研究现状...................................................................................................41.3我国目前高速公路路基施工工程风险管理存在的问题..........................................61.4本文研究内容..............................................................................................................6第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述................................................92.1路基工程的特点及施工中常见的问题......................................................................92.1.1路基工程的特点...............................................................................................92.1.2路基工程施工中常见的问题..........................................................................92.2路基施工工程风险的定义和形成机理....................................................................122.2.1路基施工工程风险的定义.............................................................................122.2.2路基施工工程风险形成机理.........................................................................132.3路基工程风险特征及分类........................................................................................152.3.1路基施工工程风险的特征.............................................................................152.3.2路基工程风险分类.........................................................................................162.4路基施工工程风险管理............................................................................................172.4.1路基施工工程风险管理的定义及作用.........................................................172.4.2路基施工工程风险管理过程.........................................................................172.5本章小结....................................................................................................................18第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估......................................................193.1路基施工工程风险识别............................................................................................193.1.1路基施工工程风险识别流程.........................................................................193.1.2路基施工中常见的风险因素.........................................................................193.1.3路基施工工程风险识别方法.........................................................................203.2路基施工工程风险估计............................................................................................223.2.1路基施工工程风险估计过程.........................................................................223.2.2路基施工工程风险估计方法.........................................................................223.3路基施工工程风险评价............................................................................................253.3.1路基施工工程风险评价的意义.....................................................................253.3.2路基施工工程风险评价方法.........................................................................263.4本章小结....................................................................................................................33第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控......................................................35vn4.1路基施工工程风险应对............................................................................................354.1.1路基施工工程风险应对计划的编制.............................................................354.1.2路基施工工程风险应对计划主要内容.........................................................354.1.3路基施工工程风险的应对策略.....................................................................364.1.4路基施工工程风险应对措施的选择.............................................................384.2路基施工工程风险监控............................................................................................384.2.1路基施工工程风险监控的主要内容.............................................................394.2.2路基施工工程风险监控的方法.....................................................................394.2.3路基施工工程风险监控体系.........................................................................424.3本章小结....................................................................................................................42第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析...............................................455.1改进的层次分析法（IAHP）确定权重...................................................................455.1.1改进层次分析法计算原理.............................................................................455.1.2改进层次分析法验证.....................................................................................475.2模糊风险矩阵法确定风险等级................................................................................495.2.1风险概率的确定.............................................................................................495.2.2风险损失的确定.............................................................................................515.2.3风险因素等级的确定.....................................................................................535.2.4总风险等级的确定.........................................................................................555.3工程案例....................................................................................................................555.3.1工程概况.........................................................................................................555.3.2风险识别.........................................................................................................565.3.3风险评价.........................................................................................................575.3.4风险应对与监控.............................................................................................655.4本章小结....................................................................................................................67结论与展望.............................................................................................................68结论..................................................................................................................................68展望..................................................................................................................................69参考文献................................................................................................................70攻读学位期间取得的研究成果.................................................................................74致谢.......................................................................................................................75vin第一章绪论第一章绪论1.1研究背景和意义改革开放以来，公路建设作为基础产业得到迅速发展，“八五计划”期间提出五纵七横规划，计划从1991年到2020年，用大概30年的时间，建成全长约35000公里的国道主干线，截止到2007年末，五纵七横国道主干线基本建成，比计划提前13年完成。1988年顺利建成的沪嘉高速公路，终止了大陆无高速的历史记录。1998年国家投资1800亿元进行公路建设，年底全国高速公路通车里程统计达到8733公里，一跃位居世界第四。2000年投资约2008亿元，全国高速公路通车里程统计为1.6万公里，世界第三。2004年《国家高速公路网规划》被审议通过，即“7918网”的提出。2005年1月13日交通部公布“7918网”的建设网格形式，总规模约8.5万公里。到2010年国家投资10936亿元进行公路建设，高速公路通车里程为7.41万公里，一跃成为世界第二。[1]根据2014《中国统计年鉴》公布的数据分析，发现近十几年以来我国高速公路发展情况，如图1.1所示。高速公路里程（万公里）11.2010.409.628.497.416.516.035.394.104.533.432.972.511.631.940.871.16图1.1高速公路历年通车里程路基作为路面的基础，路基工程质量的好坏对整个公路的质量起着关键性作用，因此，保证路基工程质量是十分重要的。风险是由于不确定性因素的存在导致的，客观、普遍的存在于各行业的各种活动中，公路路基施工更不例外。高速公路路基工程施工是复杂的系统工程，工期长、投资大、参与方多、合同关系复杂，露天作业多，受自然环境、地质环境影响大。在路基施工过程中不确定性因素多，如工程地质条件、材料设备、1n长安大学硕士学位论文自然环境、设计方案的变化，导致工程既定目标（安全、质量、费用、工期）可能无法实现。但是若不能在规定的时间内，以一定的安全水平按规定的质量标准和预计的工程造价完成路基施工，将会给相关的参与方带来很大的损失。高速公路建设规模一般比较庞大，有些风险事件的发生可能会带来巨大或灾难性的损失，因此，在高速公路路基施工中风险管理成为不可缺少的一个模块。特别是软土路基、滑坡地段路基、浸水路基、岩溶地区路基、膨胀土路基、采空区路基等特殊路基，风险出现的机会更大。在路基施工中对工程风险管理起来非常复杂，主要原因是：一方面由于掌握的信息不完整或获取信息速度相对滞后，对风险的识别及评估很困难；另一方面应对措施的选择比较困难。在路基施工过程中很多单位不重视风险管理，给相关利益单位带来了重大损失。2004年4月15日，某在建高速公路在土方的施工过程中发生挡土墙坍塌，造成了5人死亡和2人受伤。经调查发现，施工单位在技术方面和管理方面均存在严重问题，但是事实上无论是监理单位、建设单位还是施工单位，其中的任何一方能够实施严格管理，这次的事故可能就不会发生。我们不仅要重视在施工过程中不确定因素的发生带来的损失，更应该保证工程的质量，例如：2007年投资87亿元的甘肃天定高速，通车后不到半年时间就出现质量问题，多处出现路面坑槽、路基沉陷、边坡滑塌，这条被人们称为“十米一洞”的“地洞路”引起了广泛的关注。经调查部分标段被认定为一级重大质量事故，专家称路基路面的施工和原材料都存在问题，该路段的土质属于强湿陷性黄土，若路基处理不当，会带来严重后果。约1.2亿元的施工返修费全部由施工单位负责，施工单位和监理单位均被降低资质，经过一年的修修补补，还是出现多处路基沉降，这条“豆腐渣路”造成了很大的社会负面影响。公路虽然完工但是责任还在，通过天定高速公路给我们的启示是：与其酿成严重的后果，不如在路基施工中把好质量关。在美国、法国、德国等西方发达国家，工程项目风险管理已经成为一项非常成熟的管理制度。我国对风险管理的研究起步比较晚，对风险管理体系尚未达到成熟水平。对路基施工过程中风险管理研究更少，因此，需要增强路基工程施工中的风险管理。路基工程风险管理内容主要包括风险识别、估计、评价、应对和监控等内容。通过风险管理尽可能降低路基施工中风险发生概率或风险损失，用最低的成本获取最好的结果。综上所述，路基工程本身具有一次性和复杂性的特点，施工过程中潜在的风险因素多，我们更需要极大的重视路基施工中的风险管理。采用科学有效的方法进行风险管理，2n第一章绪论通过风险识别、评估，采取合理的风险应对措施，实现路基工程风险最小化和风险成本最低化。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状18世纪，法国享有“经营管理理论之父”之称的法约尔，首次将风险管理纳为企业管理的一个关键模块，但是风险管理被正式作为新的一门管理学科，是20世纪60年代在美国正式形成的。1960年，美国保险管理协会（AmericanSocietyofInsuranceManagement，ASIM）与亚普沙那大学（UpsalaUniversity）进行合作，第一次设立了风险管理这门教学课程。1982年，ASIM更名为风险与保险管理协会（Risk＆InsuranceManagementSociety，RIMS）。1983年，在美国RIMS年会上，通过了“101条风险管理准则”作为各国风险管理的准则。该准则共分为12个部分，包括风险管理的一般准则、风险辨识与衡量、管理哲学、风险控制等。英国的C.B.Chapman教授于1987年发表的《RiskAnalysisforLargeProjiects:Models，MethodsandCase》一文中提出了“风险工程”的思想。1987年，日本套用美国的模式，开始对风险管理科学领域进行广泛研究，并创办了日本风险管理学会。伴随着计算机软件技术和现代数学的不断进步，更多新模型技术的出现为工程风险[2]研究提供了极大方便，例如，C.B.Chapman（1987）等人提出了综合应急评审与响应技术（SynergisticContingencyEvaluationandResponseTechniquese，SCERT），既能对风险进行识别，又能识别应对措施的实施效果，通过响应图将项目活动、风险、对策科学的联系起来，能够达到进行风险控制、减轻风险损失的目的。Howard和Matheson提出影像图技术（InfluenceDiagram），MoellerG.L.提出的风险评审技术（VERT）等。[3]Hayesetal（1997）最早提出了进行工程项目风险管理科学、系统的方法，包括风险辨识（Riskidentification）、风险分析（Riskanalysis）以及风险响应（Riskresponse）[4]V.M.R.Tummala（1999）将风险管理过程划分为风险辨识、衡量、估计、评价、监控五个过程。[5]C.M.Tam（2002）将模糊数用于层次分析法中构造AHP矩阵，对工程项目施工中3n长安大学硕士学位论文的风险因素进行分析排序后，提出了相应的应对措施。[6]Touran,A（2003）利用概率分布模型中的Poisson分布在考虑成本和进度的不确定性情况下，根据管理者的态度对风险发生的可能性进行估计。[7]WilliamImbeah和SethGuikema（2009）指出风险管理是施工管理的重要部分，将APRAM（AdvancedProgrammaticRiskAnalysisandManagementModel）用于施工风险管理中，把成本、进度和质量三个风险形成一个连贯的结构。[8]N.Sadeghi，A.R.Fayek.（2010）将模糊蒙特卡洛模拟法运用于项目的施工过程中，进行风险评估。[9]项目管理协会（theProjectManagementInstitute，PMI）（2011）将风险管理过程分为规划风险管理（PlanRiskManagement）、识别风险（IdentifyRisks）、进行风险定性分析（PerformQualitativeRiskAnalysis）、进行风险定量分析（PerformQuantitativeRiskAnalysis）、规划风险应对（PlanRiskResponses）、风险监控（MonitorandControlRisks）。[10]NikeE.R.，ZegordiS.H，NazariA.（2011）提出基于多目标优化和模糊优先排序的模型进行风险应对措施选择，该模型包含工作分解结构（WBS）、风险事件、风险应对措施及其效果三个方面。[11]LmoussaouiH，JamouliH（2014）将COURTOT和WILLIAMS两种风险识别方法相结合，在考虑各风险因素之间的相互影响关系后进行风险影响评价。1.2.2国内研究现状对工程风险管理的探讨我国开始的比较晚，在20世纪80年代，风险管理科学知识逐渐被引入我国，1980年“风险”一词由周士富在我国第一次正式提出。清华大学著名教授—郭仲伟，在1987年出版的《风险分析与决策》，为我国的风险研究打开了大门。卢有杰在1998年出版的《项目风险管理》对风险管理的整个过程进行了详细介绍。随着科学技术进步、经济开放发展，投资大、周期长、技术复杂的大型工程项目(如上海地铁工程项目)不确定因素多，必须考虑风险问题。[12]刘迎春（2002）对工程组织结构进行适当调整，以便进行风险管理，同时对工程项目的风险管理过程进行详细划分，详细阐述了由风险辨识、评估、规划、处理和监控五部分组成的动态风险管理过程。[13]王昭晖（2004）提出用综合集成方法对公路工程风险运用整体规划思想进行管理，并运用直方图进行风险跟踪。4n第一章绪论[14]曹政国（2004）基于公路施工过程可能会给承包商带来的风险进行分析，总结出公路工程风险识别表，用模糊效用法进行风险度量和评价。[15]周直，郑亮（2008）基于公路工程风险评价是一个多维非线性的的评价过程，提出了混沌神经网络风险评价模型。[16]战杰，王昊（2009）将具有较强客观性的信息熵理论运用到风险因素权重的确定，建立了基于熵理论的模糊综合评价方法。[17]沈建明（2010）对工程风险的客观发展规律进行了系统科学分析，并对项目风险管理过程——风险规划、辨识、估计、评价、处理、监督进行了系统阐述，结合工程实践，对项目风险管理提出了具有实用性的技术、方法和工具。[18]杨俊辉，程银侠（2011）为了克服在进行工程风险评价时主观因素的影响，把BP神经网络理论用于工程风险评价方法中。[19]交通运输部颁布的《指南》（2011）中建立了风险评估指标体系，把施工风险评估按范围、时间的不同分成总体风险评估（静态评估）和专项风险评估（动态评估）。利用赋分值的方法计算施工安全总体风险的大小，总体风险在Ⅲ级或Ⅲ级以上应进行专项风险评估。[20]巫东良（2012）将公路工程实施过程中的风险管理分为风险识别、估测、分析和处理四个阶段。[21]李婷婷，沙爱民，卢政宇等（2013）提出模糊ISODATA聚类分析法进行山区公路施工安全风险评价，建立了含有23个风险因素的风险评价指标体系。[22]李晓娟（2014）将可拓理论与模糊数学相结合进行公路工程风险评价，从定性、定量两方面分析风险，通过计算各风险因素等级的权重和灰色关联度，进行工程风险的模糊综合评价。[23]魏永幸、罗一农（2014）出版的《路基工程风险识别与防范》对路基工程的特点、风险识别方法、管理流程、风险防范措施等进行了系统分析和研究，为路基工程风险管理水平的提升发挥了重要作用。有关公路路基在施工中工程风险评估的标准较少，值得一提的是2014年12月1日由山西路桥建设集团有限公司起草的《公路工程施工危险源辨识指南》被批准为山西省[24]地方标准，并于2014年12月20日开始实施，在全国交通系统尚属首次，该《指南》主要包括路基、路面、交通、桥梁和隧道等的危险源清单，介绍了危险源辨识的原则、方法、程序、范围、危险因素的分类及工程风险评价方法。为公路工程施工单位安全隐5n长安大学硕士学位论文患的排查、管理单位的监督管理提供了详细可靠的依据。1.3我国目前高速公路路基施工工程风险管理存在的问题我国高速公路建设起步较晚，对路基工程的风险管理还存在一定的不足之处，路基的施工过程中存在的风险管理问题，可以归纳总结为以下三个方面：I.路基工程风险管理意识薄弱。在路基施工过程中，将风险管理看成是项目管理中不可缺少的组成部分单位很少，甚至对风险的概念没有正确的认识，更不能正确认识风险管理的重要性。II.管理组织机制不健全，缺乏专业的路基工程风险管理人员。很多单位没有成立专门的风险管理部门，风险发生时，由于风险责任不明确，没有人及时履行职责。III.风险管理技术问题。风险识别困难，对识别出的风险评价结果与实际偏差大，无法对风险应对措施进行有效选择，缺乏路基施工过程中的风险动态监控方法。I和II相对容易解决，III是风险管理中的难点，目前我国在路基施工中的风险识别、分析评价水平还不高，风险的管理效果受到直接影响。目前高速公路路基施工工程风险管理存在以下技术问题：（1）对高速公路路基施工阶段的风险管理研究较少，多是被用于进行投标决策或方案选择。（2）在进行风险评价时，很多方法是重在复杂的过程演算，缺乏实用性，很少被用于实践中。（3）在风险权重确定时有的方法过于主观性，结果不能令人信服，而有的过于客观性，与实际结果相悖。（4）在路基施工工程风险管理中没有建立有效的风险应对措施选择方法和风险监控体系。1.4本文研究内容首先，对路基施工工程风险研究背景和意义、国内外对风险管理的研究现状、我国目前路基施工工程风险管理中存在的问题进行了介绍。其次，阐述了路基施工工程风险的概念、形成机理以及路基工程风险特征。按照风险来源不同对路基施工工程风险进行分类，分为勘察设计、施工、自然环境、设备材料四类风险，介绍了路基工程施工中常见的路基病害及成因。归纳总结了路基施工工程风险管理的定义、作用以及风险管理过程。6n第一章绪论再次，对路基工程风险识别、估计和评价进行研究。首先根据工程概况和已有资料，对路基施工过程中的风险因素进行识别，并对识别出的工程风险进行定性和定量分析，即对风险概率和损失估计。在对风险估计的基础上，依据风险评价标准，对风险进行评价，确定风险的等级、风险的排序等。然后，在风险评估后要进行风险应对和监控。风险应对措施主要包括风险减轻、风险规避、风险转移和风险接受，每种风险措施都有其适用条件，并提出了风险措施选择流程。在风险监控阶段，介绍了风险监控的常用方法、动态风险监控体系等内容，风险监控体系包括预防、分析、预警、处置四个子系统。最后，在对多种风险评价方法研究的基础上，考虑评价方法应具有科学性、实用性、严谨性等特点，提出了定性与定量相结合的多层次模糊风险矩阵法。改进层次分析法确定的各风险因素的相对权重，根据风险概率和风险损失计算各风险性因素的风险值VaR，将各风险因素的风险值进行加权求和求总风险值。在确定风险因素等级后，根据风险因素的性质选择合理的风险应对措施，并进行风险监控。最后结合贵州AZ高速公路进行实例分析。本文的研究框架如图1.2所示。研究背景及意义、国内外研究现状高速公路路基施工工程风险及风险管理概述风险因素识别流评价指标体系程、方法高速公路路基施工工程风险识别和评估评价标准风险估计方法、常用的概率分布评价方法风险监控方法风险应对措施、选高速公路路基施工工程风险应对和监控择流程风险动态监控体系改进层次分析法确定权重以贵州省AZ高多层次模糊风险矩阵模型的建立和案例分析速公路为例，进风险矩阵法确定行风险管理分析风险等级结论与展望图1.2论文研究框架图7n8n第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述2.1路基工程的特点及施工中常见的问题2.1.1路基工程的特点路基工程是利用岩石或土等填筑材料，使用人工方法建造于露天环境下的带状结构[25]物。路基工程是公路工程的关键组成部分，与其他工程相比较具有以下显著特征：（1）路基是在复杂的地基上建成，并由岩土材料构成岩土是一种极其复杂的材料，从工程建筑的观点看是对岩石和土体的统称。岩石和土体在经历了各种地质作用后，有着复杂的地质结构和应力环境，不同地区不同类型的岩土，工程性质有着明显的差异，任何一种力学模型都难以对岩土性状进行准确描述。岩土材料性质的复杂性，决定了路基工程设计和施工过程中都存在着众多的不确定性因素，这些不确定性因素的存在可能会带来工程问题并造成损失。（2）路基工程处于露天环境中路基在各种复杂的地形、地质、水文条件等环境下施工的，必然遭受大风、暴雨、雪、地震、温度等自然灾害的影响，往往会引发各种路基病害。（3）路基工程是一种人工现场建造的构筑物路基工程的建造是由人完成的，路基工程施工环节多，技术复杂，在施工中受到的人员因素影响比较大，其中任何一个环节的疏漏都有可能带来工程缺陷或工程隐患，带来严重的工程损失。2.1.2路基工程施工中常见的问题公路路基从横断面形式上划分为：挖方路基、填方路基、填挖结合路基。图2.1挖方路基示意图9n长安大学硕士学位论文图2.2填方路基示意图图2.3填挖结合路基示意图横断面形式不同，其施工工艺、边坡防护、边坡坡度等也不相同。即使横断面形式相同，其工程地质条件、填挖深度、地理位置不同，选择的施工机械、施工方法也不相同。以及横断面形式的设计、填料的选择不合理等都可能带来路基施工问题。因此，路基施工问题的形成原因不是单一的，一般是由工程地质、设计、施工、材料等多方面共同作用下导致的。（1）路基沉降路基沉降一般会呈现出不均匀性，一般包括地基陷落和路堤下陷两种情况。从主观方面讲，地基陷落主要是由于地基填筑材料不科学、填筑顺序不合理、压实度不足所引发的，路堤下陷一般是由于特殊路基处理不当、不合理的设计造成的。从客观方面讲，造成路基沉降的因素包括：不良的工程地质条件、水文地质条件、不利的气候因素等，地质条件是引发路基沉降的关键作用，水则是主体因素。（2）边坡滑塌边坡滑塌包括路堤边坡和路堑边坡滑塌。路堤边坡滑塌造成坡脚土方堆积，上部坡10n第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述顶产生裂缝，其形成原因原因一般包括：边坡基底的淤泥、松土或草皮未清理干净；与原陡坡搭接处未挖台阶，填方材料不符合要求；边坡坡度过大，未及时进行边坡防护；在边坡填土回填时未按要求分层回填压实；坡顶、坡脚的排水措施未做好，导致水的渗入；路堤有效碾压宽度不足。路堑边坡发生滑塌的主观因素是：设计不合理，坡度偏大；进行爆破时用药量不准确，破坏了岩体结构；坡顶、坡面、坡脚排水不畅，导致水分渗入边坡结构内部；坡顶的大体积堆积物未及时清除等。客观因素是：岩层构造难以确定、不良气候条件、地下水丰富等。（3）挡墙损坏挡土墙是为了防止土体坍塌修筑的，主要承受路基土侧向压应力的一种墙式建筑物，由墙身、排水设施、基础、沉降(伸缩)缝四部分组成。挡土墙的分类方法有很多。按位置不同分为：路堤墙、路堑墙、路肩墙、桥头挡墙和山坡挡墙等。按墙体材料不同分为：混凝土墙、石砌挡墙、钢筋混凝土墙、木质挡墙、砖砌挡墙和钢板墙等。按结构形式不同分为：衡重式、重力式、锚杆式、半重力式、扶壁式、垛式、悬臂式、拱式、桩板式和锚定板式等。公路挡墙的类型多，损害形式不尽相同，一般有下面几种形式：1、因基础滑移造成的破坏；2、地基承载力不够，导致挡墙基础产生了过大或不均匀沉降而造成墙身倾斜；3、绕墙趾旋转的倾覆式破坏；4、沿基底某一深度的圆弧发生的深层剪切破坏或沿过墙踵的圆弧而发生的浅层剪切破坏；5、由于墙身强度不够而发生的挡墙破坏。挡墙发生破坏的客观因素：地形地貌、不利的气候因素、地质构造复杂、岩层走向不明、难以预料的地震或洪水等造成墙背积水、岩层之间的滑移等使墙背土压力增大，当挡墙无法抵挡侧向土压力时，就产生开裂破坏。主观因素：勘察人员对地质、水文情况等勘察错误；设计人员对挡墙结构形式的选择、墙身厚度、基础埋置深度、稳定性计算等不准确，造成挡墙设计不合理；施工方法、工艺、机械选择不当，在施工过程中产生超大振动，导致墙背荷载超过挡墙的极限承载而发生较大位移或墙体崩裂破坏。（4）路基施工中中线位置偏移在路基开挖或填筑前，先对路中心线进行测设，根据中心线确定大致走向和施工宽度。但一些施工单位因为施工组织调度不合理或因为抢工期不注意保护导线点，后期测量人员复测频率不够，出现路中心线偏移。11n长安大学硕士学位论文（5）路基出现裂缝施工过程中导致路基出现裂缝的原因很多，出现纵向裂缝的主要原因有：在填挖路段，没有按要求挖台阶并进行分层次填筑压实；表层清理不完全，在路基底部存有软弱层；路基压实不均匀；在将水稳性、透水性等填料性质差异大的回填混合料时，使用了不正确的纵向分幅填筑方法等。产生横向裂缝的原因有：路基最上两层平整度或填料厚度相差太大；将塑性指数超过26或液限超过50的土直接用作路基回填料；分层进行填筑时，将不同种类回填料用在同一层。（6）压实度不符合要求压实度达不到要求的原因一般包括：碾压机械不正确、碾压遍数不够、碾压方法不正确；含水量相对最佳含水量的偏离程度过大；回填料的层松铺厚度过大；未对紧前层的表面浮土、松散层处理或紧前层存在翻浆、“弹簧”病害；在进行回填时，同一层使用了不同种类的回填料混填；使用了不符合要求的回填料，例如回填料的颗粒过大，不容易被压实。（7）路基表层产生松散、起皮现象对回填土进行碾压，在临近压实度时，路基顶层表面产生松散、起皮等现象。出现松散的原因一般是：路基工程施工段太长，拌和、粉碎、整平、碾压机械不足；拌和、整平后没按时碾压，造成表面失水偏多；路基回填料含水量远低于要求的含水量；碾压后未按要求进行养护，使路基表面受到冰冻。出现起皮的原因一般是：压实机具短缺，摊铺后未马上碾压；为调整高程进行薄层补贴；回填土含水量分布不均匀而且表层失水量偏大。2.2路基施工工程风险的定义和形成机理2.2.1路基施工工程风险的定义关于“风险”一词的源由有很多种说法，但最为广泛的说法是，相传在很久以前，渔民在出海前都要面对大海祈祷，祈求在出海时海神能够保佑自己，希望风平浪静、能多打捞些鱼。但是，一旦海面出现大风，就会给人们带来不安，很有可能造成船毁人亡，渔民深刻的意识到“风”会给他们带来无法确定的灾难性危险，“风险”一词便由此而来。经济学、保险学、社会学和哲学等各个科学领域对风险的理解各有不同，目前尚无统一的定义。大致可以归纳为以下几个观点：12n第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述[26]·A.H.Mowbray，R.H.Blanchard等定义风险是一种不确定性。[27]·J.S.Rosenbloom将风险解释为损失的不确定性。[28]·王明涛认为风险是在客观环境和特定的时间内，由不确定因素造成损失的可能性和损失程度。[29]·叶青、易丹辉把风险看成是风险因素、风险事件与风险后果三者的递进联系而发生的可能性。本文将路基施工工程风险定义为：路基工程施工过程中，人的不确定性行为、外界环境的变化、施工机械的不安全状态以及其他方面的不利条件等几个因素的耦合作用，给相关利益单位（如施工、设计、建设单位等）的预定目标（如工期、质量、安全等）造成负面影响，而产生的可能损失。2.2.2路基施工工程风险形成机理不可能出现的风险事件不会对工程造成风险，可能出现但不会带来后果损失的也不会构成风险，风险发生后也应由特定的风险承受者承担损失。可见构成风险的四个因素是：风险因素、风险事件、风险损失和风险承受者。（1）风险因素是指扩大或引起风险发生的可能性或增加损失的因素，是造成风险事件的潜在原因。按不同的分类依据有多种分类方法，根据性质的不同将风险因素分为：有形和无形两大类。有形风险因素是指某一标的物本身具有引起或增加风险量的因素，如恶劣气候、地震、所使用材料性质等；无形风险因素是指思想、文化、观念等看不见摸不着的风险因素，比如不诚实、不认真、纵容等。（2）风险事件由风险因素造成的不利事件，是导致损失发生的直接原因。风险事件的发生主要来自于：1.自然环境。如台风、地震、暴雨、冰雹等。2.社会环境。包括经济、政治的变动，如战争、暴乱、恐怖主义等政治变动，金融危机、通货膨胀、货币贬值等经济变动。3.意外状况。由于人的过失行为或物的突发状态引起，如失足跌落、钢筋突然断裂等。（3）风险损失13n长安大学硕士学位论文由一个或多个风险事件共同引起的物质损失、非物质损失或其他负面影响。从风险概念划分为：直接损失和间接损失。直接损失是指由风险事故发生带来的直接后果，如材料价格上涨带来的直接损失是费用增加；间接损失是指风险事故发生后由产生的直接后果造成的其他损失。（4）风险承受者风险损失出现后，直接或间接承担损失的人员或单位。路基施工过程参与方较多，发生风险损失后，设计方、监理方、承包方等各方承担的损失类型不同，如时间损失、经济损失、责任损失、形象损失等。施工单位主要承担的风险损失有质量风险损失、工期风险损失、费用风险损失。[30]路基工程风险形成机理有如下两种常见的理论：1.多米诺骨牌理论。该理论由美国知名工程师H.W.Heinrich在1936年出版的《工业事故预防》一书中提出，借用多米诺效应的含义，认为风险的发生过程是：就像垂直摆放的一连串骨牌，如果第一张牌倒下，其后面的便会依次倒下，最后造成事故发生。2.能量释放理论。20世纪70年代由美国的W.Haddon提出，该理论认为损失的产生是由于能量的意外释放造成的后果，事故的发生都源于危险源（风险因素）的存在。上述两种理论共同点是认为风险因素引起风险事件，进一步造成损失，只是注重点有所差别。综上所述，结合路基施工特点，建立如下的风险发生机理图，但是应注意的是：（1）风险因素存在不一定会引发风险事故，只有在特定的情况下，将风险因素“激活”才能发生风险事件。（2）风险事件发生，未必造成风险损失。（3）即使造成风险损失，也是由特定人或组织承受损失。从风险形成机理可以看出，消灭风险因素或消除诱发风险因素的条件出现才可以将风险消除。风风风风风诱发风险因素险引起险作用于险承受险即险因事承损形的条件出现素件受失成者图2.4风险形成机理14n第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述2.3路基工程风险特征及分类2.3.1路基施工工程风险的特征高速公路路基施工具有难度大、工期长、不确定性因素多等特点，因此路基工程风险既有一般风险的共性，又有自身的特殊性，其特征主要表现为以下几个方面：（1）不确定性在路基施工的过程中，由于不确定性因素多、危险源多，风险是否发生，何时何地发生，造成什么样的后果，都是未知的。（2）客观性和普遍性风险无时不有、无所不在，它是独立于人的主观意识而客观存在的，只能尽可能的找出风险因素或其诱发因素，降低风险发生的可能性，减轻风险损失。在路基施工的整个过程中，即使一个风险消失了，其他的新风险也会随时出现，风险是普遍存在的。（3）多样性和相关性路基施工工期长、环境复杂、参与方多，所以在施工过程中会有很多类型的风险存在，如来自社会、经济、法律、勘察、合同、设计、自然等各方面的风险。这些风险并不是独立存在的，它们之间有着纵横交错的关系，互为消长、互相影响。（4）整体性某一风险产生的影响往往不是局部的或单方面的，而经常是全局性的，如发生连续强降雨，工程不能正常施工，打乱了后期的工作计划，工作人员安排和工作内容都会被重新调整。它不仅造成工期延误、施工费用增加，还会对公路质量带来影响。（5）可变性风险的可变性表现为：发生概率可变、产生后果可变、转变为其他新的风险。随着人们对风险认识的增强和科学技术的进步，能够超前预测风险，通过加强管理或专业分包等一些方法降低风险发生的概率或减轻后果的严重程度。通过采取一定措施，虽然已识别的一些风险不存在了，但同时也可能会出现之前未辨别出的新风险。（6）独特性和规律性每个工程项目都是独一无二的，地质条件、路基结构、施工队伍等各方面没有完全相同的两个项目，所以每个工程项目都会面临其独有的风险事件。路基工程施工的环境变化和实施过程呈现出一定规律，因此风险也有规律可循，在某种程度上可以进行预测。15n长安大学硕士学位论文2.3.2路基工程风险分类风险分类是为了更好的进行风险识别、评估和控制。根据风险管理的不同需要，可根据风险的分类原则，从不同角度对风险分类。一般风险分类要遵循下面三个原则：首先，要涵盖所有的主要风险因素。由于路基施工具有单件性、流动性、工期长等特点，决定了路基施工过程中风险因素多，如果遗漏了某一主要风险因素，可能会带来严重的损失，所以在进行风险分类时要全面准确。其次，适用性。路基工程风险分类与风险评价体系直接相关，为了更好的进行风险评价，风险分类方法要适用于评价方法。最后，要实用方便。路基在施工过程中遇到的风险因素繁多，如果把所有的风险因素都考虑进去，不但会使风险管理复杂，更容易造成“捡小漏大”的现象，这样就起不到风险管理的目的，所以分类要便于掌握。由路基工程的特点可以看出，高速公路路基工程施工中不确定性因素多，风险结构复杂，但按不同的风险来源可归纳为自然环境风险、施工风险、勘察设计风险、设备材料风险四大风险。①自然环境风险。路基在施工过程中大部分为外业工作，暴露于自然环境中，受环境变化影响比较大，如在施工过程中遇到意料之外的连续强降雨、地震、特殊的地质构造、复杂的地形、特大洪水等，不但会延长工期，严重影响工程质量，还对安全造成严重威胁。②施工风险。选取的施工方法不合理，未按要求施工，管理制度落后，施工不及时，施工人员失误，对路基施工的新技术、新工艺不熟悉等。③勘察设计风险。在勘察阶段，勘察人员对地质的分类标准不明确或勘察点选取不合理，造成勘察数据失真，对设计和施工都会造成不利影响。在设计阶段，路基的横断面形式、回填料的选择、边坡设计、挡墙的设置等不合理设计造成的潜在风险。④设备材料风险。是指在路基施工过程中所使用的材料、设备不符合要求带来的质量问题，如填料、砂、石、钢筋、施工机械等。如果在路基中用了不合格的设备和材料，工程质量就难已得到保证。16n第二章高速公路路基施工工程风险及风险管理概述2.4路基施工工程风险管理2.4.1路基施工工程风险管理的定义及作用为了减轻或消除路基工程风险事件带来的损失，人们开始用运筹学、统计学、管理学等各种方法研究风险，工程风险管理作为工程管理的一个重要模块产生了。[31]C.AWilliams，R.MHeine认为风险管理，是指通过对风险进行辨识、衡量和控制，用最少的成本使风险造成的损失降到最低程度的管理方法。[32]杨廷钟认为公路施工工程风险管理，是指风险管理者运用系统规范的方法，在公路施工过程中所面临的工程风险进行辨识、分析、评价和响应，以获得理想的或可接受的风险水平限度，并采取能避免或减轻工程风险损失的措施，最终确保公路工程顺利完工的过程。本文将路基施工工程风险管理定义为，风险管理者为实现工程既定目标对路基施工过程中有可能出现的风险进行识别、分析、评估，采取组织、管理、技术、经济措施进行风险应对和监督，最终达到用最少成本获取最大效益的一种系统科学方法。对路基施工工程进行风险管理具有下面几个积极作用：1、有利于提高路基施工工程风险管理意识。在对路基施工过程分析后各部门的风险管理者意识到本部门可能遇到的风险事件，可以提前加强管理或采取其他措施。2、进行路基施工工程风险管理，有利于减少工程事故。路基施工环境复杂，通过风险识别，找到引起事故的风险因素，采取措施对风险因素加以控制或消除。3、根据路基工程风险评价分析结果，可以对路基施工方案、人员组织方案进一步优化。4、路基工程风险管理过程是个动态过程，可以对路基施工过程的风险进行实时监控，使风险决策更科学合理。2.4.2路基施工工程风险管理过程本文结合路基施工特点将路基工程风险管理过程分为风险识别、估计、评价、应对和监控五个阶段，路基工程风险管理过程是一个连续的、循环的、动态的过程，如图2.5所示。17n长安大学硕士学位论文措施效果不明显风风风风风风险N险险险险险是否有管识估评应监新风险理别计价对控结束Y图2.5风险管理过程图2.5本章小结本章对路基施工工程风险及风险管理等内容进行概述，主要包括以下几个方面：（1）阐述了路基工程的特点以及在路基施工中常见的工程问题。（2）对风险的定义目前还没有统一的看法，综合不同学者对风险的看法，本文给出了路基施工工程风险定义。根据风险因素、风险事件、风险承受者、风险损失四者之间的关系，阐述了路基施工工程风险的形成机理。（3）高速公路路基施工具有难度大、工期长、不确定性因素多等特点，在此基础上总结了路基施工工程风险的特征。按照全面性、适用性、实用方便的原则将路基工程风险分为自然环境风险、施工风险、勘察设计风险、设备材料风险四类。（4）阐述了路基施工工程风险管理的定义及作用。路基工程风险管理是一个动态的、循环的、系统的过程，从风险识别、估计、评价、应对、监控五个方面建立了风险管理体系。18n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估3.1路基施工工程风险识别风险识别是路基工程风险管理的第一步，是一个繁杂、不间断、系统的过程。风险识别的主要任务是将路基施工中的各种不确定性因素进行辨识，制订工程风险清单。首先，要从总体进行风险识别，一般是借鉴已完成的相类似项目的风险清单，识别本工程项目中可能存在的风险，然后，通过结构分解或风险分解进行具体风险识别。风险识别应遵循从整体到局部、先怀疑后确认的原则。3.1.1路基施工工程风险识别流程调选识进确建编查择别行定立制收风风不风风风集险险确险险险相识因定事清识关别素性件单别资方分报料法析告图3.1风险识别流程图3.1.2路基施工中常见的风险因素按路基工程风险的分类，在路基工程施工中常见的风险因素，如表3.1。表3.1路基工程施工中常见的风险因素表风险类别可能的风险因素①连续降雨、大雨、暴雨；②地震；③土的性质；④地表水、地下水的发育情况；自然环境风险⑤地面横坡较陡；⑥不良的地质；⑦地下水水位变化；⑧高温；⑨严寒；⑩泥石流、洪水。①地下水的分布情况未探明；②地层的组成、岩土的性质不正确；③提供的参数不合理；④边坡坡度选择不合适；⑤地基处理方法不正确；⑥选用的路堤填筑材勘察设计风险料不合适；⑦特殊土路基设计的换填厚度不满足要求；⑧挡墙的结构形式不符合要求。①边坡防护材料不符合要求；②路堤的回填材料不符合要求；③挡墙材料、加固材料风险材料不合要求；④路基回填料级配不满足要求；①没有按照设计要求彻底清表；②施工中临时排水没做好；③横坡较陡时基底没施工风险有挖台阶；④碾压速率和遍数不符合要求；⑤路基回填方法不正确；⑥加固措施不满足要求；⑦换填厚度不足；⑧施工时施工荷载过大。19n长安大学硕士学位论文3.1.3路基施工工程风险识别方法1、德尔菲法（DelphiMethod）由O·赫尔姆和N·达尔克于20世纪四十年代首创，是专家估计法其一，又称为[33]专家程序调查法。可以充分利用专家的集体智慧和知识，用于数学模型难以描述的风险辨识。它有三个特点：a.匿名性。所有讨论组的成员不直接见面，通过函件匿名交流，这样避免了因个人权威、财力、资历、压力等客观因素对预测结果的影响。b.收敛性。通过多轮调查问卷不断获取专家对问题的观点，对几轮征询得来的回答进行归纳整理，最终汇总成被专家认可的比较统一的观点。c.反馈性。由于采用匿名形式，专家彼此互不接触，仅通过一轮的调查专家的意见很难达成一致，为了使所有参与人员了解总体情况，组织者就要对每轮询问结果进行归纳、分析、综合，在下轮咨询中将上轮的情况反馈给每个参与者。确定调查问题组成专家组编制调查表、将调查表发给参与专家回收调查表、对结果整理分析对问题的看法Y是否达成一致N统计分析专家意见是根据上轮反馈结果编制调查表整理分析最终结果图3.2德尔菲法流程示意图2、图解法风险辨识可以是从原因分析可能结果，也可以是从结果查找出可能原因。通过原因20n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估预测结果，是通过分析工程在施工过程中潜在风险因素，可能会带来哪些后果。通过结果查找原因，是假设出现某一风险事件，查找是哪些可能原因导致的。主要有因果分析图和流程图两种常用图解形式。回填料工艺遍数方法含水量种类颗粒带病工作碾压路水土状况速度顺序基有害物质填筑土杂物保养方法压实水平温度特殊土带病工作度气候地质技术达责任心状况构造经验不保养湿度意识熟悉程度轮胎到精神集中程度规章制度机型选择要环境执行情况重量求操作人机械图3.3因果分析图3、核对表法所谓核对表是基于以前其他人对相类似的工程经验总结、资料的归纳和其他的工程相关信息，结合自身先前的管理经验编制的风险核对表。然后根据工程项目特性、施工环境、自身管理水平和施工技术等与核对表相比较，分析哪些风险事件或风险因素可能出现在本项目中。4、故障树分析法（FaultTreeAnalysis，FTA）是一种描述各种因素间因果关系和逻辑关系的有方向的“树”，于1962年由美国的[34]H.A.Watson最早提出。采用逻辑推理的方法，形象的进行风险分析，具有直观、明了，全面、简洁、形象，逻辑性强，思路清晰等特点，既能作定性评价，亦能作定量评价。故障树分析的一般程序是：熟悉工程项目→调查路基施工过程中可能发生的风险事件，选择顶上事件（发生可能性大且损失严重的事件）→收集相关系统资料，查找导致事故发生的所有风险因素，建立故障树→对建立的故障树修改和简化→定性、定量分析→编制应对方案5、分解分析法将工程整体按各组成部分进行详细分解，以便寻找出可能存在的风险因素和潜在的21n长安大学硕士学位论文风险损失。在路基施工中常用的两种分解方法是：按工程结构分解和按引起风险事件的风险因素分解。土石方工程墙身（每1km）基础小桥、渡槽墙背填土（每座）路基工程涵洞、通道排水设施（每标段或每10km）（每1km）钢拉杆大型挡墙锚定板（每处）砌筑防护工程构件预制（每1km）构件安装排水工程……（每1km）图3.4分解分析法3.2路基施工工程风险估计风险估计是在对风险有效识别的基础上进行的，分析风险发生的概率以及发生后损失的严重程度等，为以后的风险评价提供依据。3.2.1路基施工工程风险估计过程收集相关数据已识别的风险因素主观估计数据客观统计数据理论模型风险概率模型损失模型发生概率估计事件后果估计图3.5风险估计过程3.2.2路基施工工程风险估计方法路基工程风险估计主要是风险概率和损失两类估计。风险估计是路基工程风险管理的重要过程，其估计准确性对风险评价或风险对策有直接影响，如果估计偏差太大，可[35]能会带来更大的损失。风险估计一般运用数理统计和概率论的方法，对风险发生概率和严重程度进行估计，路基工程中常用的风险估计方法有：22n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估（1）主观估计由于路基施工具有单件性和一次性，每个工程的环境和工程性质都不会完全相同，[36]很难找到可被直接利用的资料和数据。在信息量缺乏的情况下，只能由专家或决策者根据自身的知识、经验对事件出现的概率进行主观估计。常用的主观估计法有下面几种：①专家推测法个体对风险概率的估计主观性比较大，容易偏离客观实际，为了避免这种情况，应该充分利用集体智慧，组成专家组对风险发生的概率进行估计。该方法是邀请多名专家组成专家小组，每名专家对同一个风险因素或者风险事件出现的概率作出估计，项目组织者进行综合的整理分析。由于专家的经验、知识、经历不一，项目决策者常会根据专家的综合背景赋予不同的权重αi，满足α1+α2+…+αn=1（假设共有n位专家参加），然后对各专家的估计值进行加权平均计算最终值。②拉普拉斯法在没有任何数据、历史资料、经验等的情况下，假设有m种可能出现的状态，此时可以认为每种情况出现的概率都是一样的等于1/m。③主观测试法对于某风险事件的出现概率，项目决策者或管理者可以用不断的进行比较、取舍的方法来估计，即主观测试法。令A表示该风险发生，A表示该风险不发生。下面就可以开始测试，假设认为A比A更可能发生，则P(x=A)≤1/2；再将（0，1/2）进行平分，分点为14，是选择接受P(xA)14，还是接受1/4≤P(x=A)≤1/2，若接受后者，则将（1/4，1/2）再平分，分点为3/8，再让决策者选择是接受1/4≤P(x=A)≤3/8，还是接受3/8≤P(x=A)≤1/2，…，依次进行类推，直到决策者认为PxAp比较合理为止。（2）客观估计法在路基施工过程中，风险的发生具有一定规律性，前人已经对此做出了大量研究和分析，找出了某些风险事故或风险因素的分布规律。这样就可以运用已有的理论概率分布，然后根据路基施工的具体情况计算事件发生的概率。如果没有现成的理论概率分布，但是有大量的历史资料，通过对这些资料进行统计分析，寻找风险事件的发展规律，画出经验分布图，找和其相似的分布类型，必要时可对其进行假设检验。23n长安大学硕士学位论文（3）合成估计法是主客观估计相结合的一种方法，又称为行为估计法，在路基工程风险估计中比较常用。其中外推法就是一种常见的合成估计法，外推法是根据已有的数据或图表，结合自身的主观分析，对路基施工中未来某一风险的发生概率进行推测，包括后推、前推与旁推三种方法。①前推法依据以往积累的数据和经验来推测风险事件出现的可能性。例如，土质高边坡开挖过程中需要考虑大雨成灾的风险，我们可根据此地区的水灾历史记录进行推测。在推测过程中时常会碰到下面几种情况。若历史记录显示出周期性，那么对风险出现的推测可以看成是一个历史重现。有时水灾出现的具体时间不能够被预见，只能由历史数据推断出水灾出现的周期。有时历史数据比较少，或看不出具有周期性，可认为这些历史数据是更长的数据序列的一部分，假设这一序列服从某一分布函数再进行外推。历史记录的不完整或失误、气候和环境的不断变化，我们需要运用个人或集体的知识、经验，推断历史上未发生的事件但将来可能发生的概率。②后推法若没有某路基施工工程风险可利用的数据，我们就使用后推法，即将假想风险事件及后果与和其发生有关又有数据可查的事件及后果相联系。例如，该地没有滑坡的历史数据记录，我们可以把滑坡的的概率和有历史资料的年降雨量、地质结构结合起来考虑。根据历史资料估算出下大雨的概率，假想发生大雨或连续降雨，根据地质情况和采取的防护措施，估计出发生滑坡的概率。③旁推法旁推法就是利用和本路基工程情况不相同但相似的信息来推测本路基工程的某一风险事件出现的概率，但是在进行估计前要注意本路基工程的特殊性。[37]余建星、李成提出了使用风险当量进行损失估计，并将风险当量定义为：某一风险事故的期望损失值不能被确定时，将估量值作为风险事件可能造成的损失下限值或者名义风险值。[38]高速公路路基施工中一般有4类损失：a.费用超出计划。反映在工程项目不同费用组成的超支，例如，雨天施工增加的费用，价格上涨造成的材料费增加等。b.质量不符合要求。它是指施工质量达不到有关标准或规范的要求，被要求返工，导致工期延误24n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估或费用增加，例如，软弱地基处理不当，路基压实过程中出现“弹簧”现象等。c.工期拖延。反映在施工各阶段的实际施工天数超出计划天数或工程总工期的滞后，例如，路基施工现场管理混乱或出现质量事故等被暂停施工。d.安全事故。指在施工过程中，由于自然环境的突然变化、施工机械的缺陷、操作人员的失误等，造成了人员伤亡或经济损失，例如，发生地震、泥石流、压路机倾翻等。质量不符合要求可被归纳为费用超出计划和工期拖延等损失类型中，所以本文风险损失有经济损失、工期损失和安全损失三种类型。3.3路基施工工程风险评价路基工程风险评价是风险管理的一个重要环节，在对风险识别、估计后，应综合考虑风险概率、风险损失等因素，根据建立的风险指标评价标准，评价风险对工程项目的影响程度。[39]高速公路路基施工工程风险评价一般包括以下三步：首先，确定风险评价标准。该评价标准和风险管理者的态度、工程总造价等有直接的关系，其接受水平是相对的，单个风险（风险因素）和总体风险（风险事件）的评价标准分别为单个评价标准和总体评价标准。其次，确定路基施工工程风险事件风险水平。对影响路基工程风险事件的各风险因素进行综合确定。最后，将风险因素与其评价标准、风险事件与其评价标准相比较，看路基施工工程风险是否在可被接受范围内。3.3.1路基施工工程风险评价的意义在路基工程风险的管理过程中，风险评价是关键的一个阶段，其重要作用表现在：I．对路基工程风险进行评价，可以找出风险事故之间的内在联系。路基在施工过程中会遇到各式各样的风险事故，表面上我们可能认为他们是没有关系的，但通过仔细分析，会发现有些风险事件间的风险因素是相关联或相同的。II．可以对路基工程风险进行排序，以便选择合适的风险措施。由于资金、时间等的限制不可能对可能出现的每一风险采取同一措施或同时采取措施。所以通过对各风险评价，找出其对总目标的不同影响程度，进行风险排序，根据每一风险的轻重缓急，采取合理的应对措施。25n长安大学硕士学位论文III．掌握风险和机会之间的转化关系，尽可能将风险转变成机会。风险和机会在某些条件下是能够相互转化的，我们也应该注意到原本是机会的东西转化为了风险。IV．进行路基工程风险评价，可以对已估计的风险概率和带来的后果进一步分析，减少风险估计的不确定性。3.3.2路基施工工程风险评价方法利用在路基施工工程风险管理过程中收集到的信息，根据管理人员的自身经验进行风险评价，常用的评价方法主要有以下几种：1、层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP）层次分析法是美国运筹学家A.L.Saaty教授在20世纪70年代初提出的。1982年被引入到我国，由于其简单明了的特点，所以被广泛用于各科学领域，刘豹、许树柏等人[40]对层次分析法原理进行了详细介绍。层次分析法是一种定量与定性相结合的风险评价方法，其运用灵活，易于理解、精度高，同时体现了人们思维过程——分解、判断、综[41]合的基本特征。AHP法的基本思路是：将与目标决策相关的因素分解成最高层、中间层、最低层等层次，同一层次相关要素之间构造两两判断矩阵，然后进行定量、定性分析，计算每个方案的风险水平。其一般计算步骤如下：（1）建模总目标层风险事件A准则层技术风险U1非技术风险U2项目外风险U3勘设施质管进成自经政子准则层察计工量理度本然济治风风风风风风风风风风险险险险险险险险险险B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10方案层方案甲P1方案乙P2图3.6层次分析法示意图26n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估在剖析风险事件的基础上，根据各因素属性不同将其进行分层，同层的各风险因素影响（或隶属于）上层因素，并且控制下层因素或受到下层因素的影响，如此形成了一个自上而下的递阶层次结构。模型的一般结构组成为：最上层一般只含有一个因素，中间层可以含有一个或多个层次，最下层通常含有多个因素。（2）构造判断矩阵就是用矩阵的形式描述同层元素之间对上层某一相关联元素的相对重要程度，同层元素之间用两两比较的方法构造矩阵，进行比较时一般选用1~9的标度。如表3.2。表3.2标度值表标度bij含义1元素Bi与元素Bj一样重要3元素Bi比元素Bj略微重要5元素Bi比元素Bj较重要7元素Bi比元素Bj重要的多9元素Bi比元素Bj绝对重要2，4，6，8表示介于上述两比较中间状态的标度值倒数表示Bi相对Bj的重要性为bij，则Bj相对Bi的重要性为bji=1/bij表3.3判断矩阵UB1B2B3…BnB1b11b12b13…b1nB2b21b22b23…b2nB3b31b32b33…b3n︙︙︙︙…︙Bnbn1bn2bn3…bnn[42]（3）计算各元素权重、层次单排序①计算每行元素相乘的积nnwibij，（i、j=1，2，…，n）（3.1）j1②求每行元素的平均值nnww（3.2）ii③对w进行规一化处理i27n长安大学硕士学位论文wiwin（3.3）wii1T特征向量w=(w1，w2，…，wn)即是两两比较矩阵的权向量，其中w的分向量wi即是元素Bi的单排序权值。④令U-B层次的矩阵为U，求U的最大特征根λmaxnUwimax（3.4）j1nwib11b12b1nw1b21b22b2nw2其中Uwbbbwn1n2nnn（4）矩阵的一致性检验满足bik=bij·bjk（i、j、k=1，2，…，n）的正互反矩阵被称为一致阵，可以发现判断矩阵U为正互反矩阵，但不是完全一致矩阵，允许在一定的范围内部一致，为此引入不一致程度指标CI，其公式如下：nmaxCI=，n为判断方阵的阶数（3.5）n1n=1或n=2时判断矩阵U为完全一致阵，n=3~9的平均随机一致性指标RI取值，如表3.4表3.4RI取值表n3456789RI0.580.901.121.241.321.411.45CI一致性比率CR，一般当CR<0.1时具有较好的一致性，否则需要修改元素值，RI写出新的判断矩阵。（5）进行总排序、计算综合总评分为获得每一评价指标或待选方案对总目标的影响程度，需进行综合计算，根据相对权重排序。设各层次评价指标的为权值为Ki，Kij，Kijl…，则第i个元素的相对权重为：K（i）=KiKijKijl…（3.6）28n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估[43]2、蒙特卡洛法（MonteCarlo，MC）MonteCarlo模拟是数字模拟实验中的一种，当我们所求解的问题是某一事件概率分布特征时，可以通过数字模拟实验得到这些概率、方差、均值等。MonteCarlo模拟原理是用计算机根据所有不确定因素的分布特征进行随机取样，将样本套入已拟定好的模拟方法中计算出结果，在一定的样本数量基础上对结果进行统计分析得出想求的概率分布特征。通过MonteCarlo方法利用计算机来研究风险损失数值，实际中可利用基于EXCEL与CrytalBall进行模拟估计，首先设置好随机过程，利用计算机算出参数估计量、统计量，进而对其分布特征进行研究。模拟流程如下：确定风险变量﹛X1，X2，…Xi…，XN﹜编制风险清单确定Xi概率分布（可参照前述“德尔菲法”）制定模拟模型取一组样本x1，x2，…，xnF(X1,X2,…Xn)将样本带入模型F(X1,X2,…Xn)计算进行多次模拟，为保证数据的准确性拟定较大的模经大量模拟之后拟次数由计算机将结果生成概率分布图根据分布特征对整个风险后果评估图3.7蒙特卡洛法模拟流程3、等风险图法（EqualRiskCurve，ERC）[44]等风险图法是将定性、定量结合在一起的一种风险评价方法。综合考虑风险概率、29n长安大学硕士学位论文后果两个因素，风险概率用P表示，P∈（0,1），风险后果非效用值用C表示，Cffff∈（0,1）,定义K为工程风险系数。根据概率论与效用理论，用函数KPCPCffff将两个参数联系起来，以Cf为横坐标，Pf为纵坐标建立坐标系，在K取不同风险值时绘制曲线，得到等风险图，划分为3个等级：0.0~0.3为低风险，0.3~0.7为中风险，0.7~1.0为高风险。在工程风险评价中使用时，根据函数关系KPCPC计算工程目标ffff风险系数与等风险图比较，得出评估结果。图3.8等风险图4、模糊综合评价法（FuzzyComprehensiveAssessment，FCA）美国的L.A.Zadeh教授于1965年发表的“fuzzysets”一文中首次用数学方法来表[45]达模糊概念，汪培庄教授作为我国模糊集合论的开创者之一，1980年对模糊数学作了介绍。模糊综合评价法是利用隶属度函数将定性评价过渡为定量评价，能很好地处理路基施工中模糊难以量化的的风险。由于工程风险的不确定性因素多、难以精确描述的特点，使得模糊评价法在风险管[46]理中被广泛使用，模糊综合评价模型一般分为以下六个步骤：（1）确定风险因素集设Gg，g，，g为待评价对象的n个风险因素的集合，按属性的不同划分为n12n个不同的风险因素，每一因素可设置下属因素gg，g，，g，以此类推。ii1i2im30n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估（2）确定评价集设Kk，k，，k是风险评价者对评价因素可能出现的结果给出的评语等级集12m合，一般被划分为3~5个等级。（3）对单风险因素评价，得到模糊矩阵Ss11s12s1ms21s22s2mS=sssn1n2nm其中sij表示第gi个风险因素隶属于第kj个评语等级的程度。（4）确定权重向量设向量Uu，u，，u为风险因素权重模糊矢量，第i个因素的权重为ui，并且12nnui1，权重的确定方法有很多，例如，加权平均法、专家估计法、层次分析法等。i1（5）对工程项目综合评价运用合适的合成算子将矩阵S和权重向量U进行模糊运算。s11s12s1ms21s22s2mVU@Suuu@vvv12n12msssn1n2nm[47]式中@为某一模糊算子符号，常用于路基工程风险评价中的模糊算子有：①取小取大法M（，）nvusmaxminu，s，j1，2，，m（3.7）jiijiiji11in②相乘取大法M（，）nvusmaxus，j1，2，，m（3.8）jiijiiji11in③取小相加法M（，）nvjmin1，minui，sij，j1，2，，m（3.9）i1④相乘相加法M（，）nvjmin,1uisij，j1，2，，m（3.10）i131n长安大学硕士学位论文m为便于比较，通常将V归一化处理得Vv1，v2，，vm，其中vivivii1（6）对评价结果进行分析根据最大隶属度原则，在模糊评判集Vv，v，，v中vi为等级ki对评判集V12m的隶属度，vrmaxv1，v2，，vm，那么总体风险隶属于kr等级。1jm5、风险矩阵法（RiskMatrixMethod，RMM）该方法在1995年由美国的ESC（ElectronicSystemsCenter）提出，对风险事件后果和发生概率进行综合考虑，是辨别各风险等级的一种定量与定性相结合的方法。需要先对风险后果、概率进行等级划分，然后根据工程项目特点确定风险等级标准。但是可能有多个风险处在同一风险等级（风险结），其重要程度并非一样，所以要对各风险事件[48]按重要性进行排序，针对这一问题引入Borda序值法，其基本原理如下：设风险总数为M，i为其中某一风险，l表示风险准则（l一般取两个数，l=1代表风险概率P，l=2代表风险影响L）。若Kil为风险i在风险准则l下的风险等级（把总风险中风险发生的可能性或影响程度大于风险i的事件个数定义为在风险准则l下的风险等级），那么风险i的Borda统计数值由下式给出：2biMKil（3.11）l1风险矩阵法进行路基工程风险评价的步骤：（1）风险对路基工程影响程度等级划分，例如，分为极严重、严重、一般、轻微以及可忽略。对风险概率进行范围划分，例如，0~10（几乎不可能发生）、11~40（很少发生）、41~60（发生可能性较小）、61~90（发生可能性较大）、91~100（发生可能性极大）五个范围。（2）根据前面已经确定的风险后果、概率两个因素的等级，建立风险矩阵，并确定风险等级。（3）Borda序值法对路基工程风险因素排序。利用公式（3.11）计算Borda数bi，根据bi计算其Borda序值（其他Borda数大于bi的的个数），Borda序值越小，表示该路基工程风险因素越重要。（4）风险管理者或专家组依据Borda序值构造判断矩阵，计算各风险因素的权重。（5）根据各风险因素的权重，对路基工程风险综合评价。32n第三章高速公路路基施工工程风险识别和评估除了上面几种常用风险评价方法外，学者们对路基工程风险评价提出很多新的方法，例如：[49]胡芳，刘志华等提出了基于熵权法及VIKOR（多准则妥协解排序）法的风险评价方法。[50]姜连馥，石永威，姜浩等利用属性重要度确定聚类评价指标的权系数，提出了灰聚类与粗糙集理论综合的风险评价方法。[51]闫丽颖，岳瑞杰，张元兴基于工程施工过程中施工难度大、周期长等特点提出了对Dempster-Shafer证据理论进行改进的风险评价法。3.4本章小结本章主要对高速公路路基施工工程风险识别、估计和评价作了详细介绍，主要包括以下三个方面：（1）在路基施工工程风险识别时，提出了从整体到局部、先怀疑后确认的原则，同时对图解法、分解分析法、核对表法、德尔菲法、故障树分析法等风险识别方法进行了介绍。（2）风险估计是在对风险有效识别的基础上进行的，分析风险发生的概率以及发生后损失的严重程度等，介绍了风险计的常用方法。（3）在路基施工工程风险评价时，阐述了风险评价过程、意义以及评价方法，介绍了几种常见的风险评价方法：层次分析法（AHP）、风险矩阵法（RMM）、模糊综合评价法（FCA）、蒙特卡洛法（MC）、等风险图法（ERC）。33n34n第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控4.1路基施工工程风险应对在对路基施工工程风险识别、估计、评价之后，风险管理者对潜在的路基工程风险因素和损失有了一定程度的掌握，所以对不同的风险应采取合理对策，即风险应对（Risk[52]Response）。4.1.1路基施工工程风险应对计划的编制编制应对计划就是根据已识别的路基施工过程中的工程风险，制定风险对策和行动措施，以降低损失，增加工程目标的实现机会。在制定应对计划时应充分考虑路基工程风险的严重程度、处理风险成本的价值性、采取策略的及时性和客观工程环境的符合性[53]等。其编制依据一般包括：（1）风险排序。根据路基工程风险发生的概率、损失严重程度、发生时间等，按照轻重缓急程度，确定风险应对的最佳时机。（2）对路基工程风险的认知程度。风险的认知是指对风险带来的最大可能损失值和发展趋势，采取放弃还是应对措施，以及采取应对措施可能带来的二次风险等的认识。（3）主体抵抗风险的能力。不同的项目主体抵抗风险的能力也各不相同，其影响因素包括主体能够提供的资金能力、管理者的心理承受能力等，这对风险应对措施的选择有很大影响。（4）可被选择的应对措施。对已知的某路基工程风险而言，有哪些措施可被选择，以及哪种措施最合适。假如某路基工程风险仅有唯一的应对措施可选，那么风险的制订就比较简单；若有多个风险应对措施可选，就需要找出最佳的应对方案。4.1.2路基施工工程风险应对计划主要内容为在路基工程的施工管理过程中，指导各部门制定风险管理工作方向、内容、措施选择等，强化有秩序、有目的的管理思路和方法，编制了较全面的应对计划，其主要内容如下：（1）确定风险管理人员和其责任分配，保证各管理部门能明确各自的风险责任，风险发生后能积极处理。（2）风险分析和处理过程的安排。（3）路基施工工程风险发生的征兆，征兆发生后应采取什么措施。35n长安大学硕士学位论文（4）采取应对措施所需的费用计算和对工程进度的影响。（5）对于不同的风险，采取不同对策和具体行动方案。（6）处理风险的应急措施和应急措施的退出计划。4.1.3路基施工工程风险的应对策略路基工程中常用的风险对策有：风险减轻、规避、转移、接受，以及不同方法间的[54]组合。（1）风险减轻是指把不利事件发生的可能性降低或减轻损失，使路基工程风险降低到某一可接受的范围的过程。其措施主要有减轻损失、降低发生的可能性和分散风险等。减轻风险损失指在无法将损失避开时，采取合适措施防止损失或范围再扩大。常采用以下控制措施：防止已出现的风险扩散；立即处理已发生的风险损失，以防其不断扩展；控制风险蔓延速度，降低其影响范围。采用防御措施降低风险出现的概率。常用的防御措施：尽可能防止风险源出现；减少引起风险事件的风险因素；将风险因素进行隔离。分散风险是指增添工程风险承担者或将可能受到危险的对象分散放置到不同地方，缓解风险总体承受的压力。例如，总承包商对于在膨胀土上挡土墙的施工技术不熟练，那么可以将挡土墙施工进行专业分包，以减轻总包的风险压力，并有可能将风险转化为机会。（2）风险规避路基工程风险规避一般是通过改变工程计划，消灭风险或风险出现的条件，以便顺利实现工程目标。其作用机理是：规避风险产生的概率，规避风险发生后造成的损失。经常使用的方法包括终止法、学习法和工程法。终止法是指放弃已计划好的工程方案或工程，属于比较悲观的应对策略，主要被用于潜在风险发生概率较大，产生的不利后果难以承受，但是又没有别的应对措施可选的状况。例如，在路基施工时遇到与地质报告不相符的特殊土，如果按之前的施工计划，很可能会带来质量风险，所以应采取终止工程计划。大量实践表明在公路路基施工中，人的失误行为是引发路基工程风险的主要因素之[55]一。学习法是指对风险管理、技术、施工人员定期进行培训，学习相关的法律、规范、标准、法规和规章制度等，更加标准化、规范化、制度化的进行路基施工，提高所有人36n第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控员的风险意识，可以有效地规避一些风险因素的发生。工程法主要是通过工程措施，消灭风险带给工程的危害。此方法可被用于以下两种状态：①可以采取预防措施，阻止工程风险因素的出现；②工程风险因素已经出现，采取措施将工程风险因素消除或隔离。此方法具有较强的针对性，即采取每一工程措施都与具体的施工工艺或设施相关联，所以使用该方法成本比较高。例如，在地下水丰富的地区施工，以防在路基碾压时出现“弹簧”现象，应提前查明水的来源，开挖截水沟阻挡地上地下水的渗入。（3）风险转移是指将某一风险的后果随同处理风险的权利和义务移交给另一方。在资源有限，风险出现的可能性小，但损失严重，或无有效的预防措施能够减轻风险，适合采用风险转移策略，路基工程施工中常用的有保险和担保两种形式。工程保险是指向专业保险公司支付一定额度的保险费，保险公司要根据签定的投保[56]合同对在路基施工过程中产生的人身伤害或财产损失支付一定金额的保险金。因此，通过购买工程保险把风险转嫁给了保险公司，能更好的保证工程目标的顺利实现，工程保险一般划分为选择性和强行性两种。工程担保指工程合同一方（申请人）邀请担保人（一般是银行、担保公司等）向合同另一方（权利人）所作出的书面保证，这样保证了当申请人不能完成和权利人签定的合同中其应履行的义务时，将转由担保人继续履行或进行其他方式的赔偿，保障了工程目标的顺利实现。（4）风险接受又称为风险自留，是指由工程主体承受全部风险损失的一种措施。当风险发生的可能性小且风险损失在可接受范围内，或消除风险所用的代价可能不小于风险损失时，一般选择接受风险。风险接受包括主动和被动两种接受形式。主动接受风险是指在风险管理过程中已识别出了风险，并估计出了其造成的期望损失，同时权衡了其他风险应对策略后，选择了风险主动接受，例如，机械零件的自然磨损、偷盗造成的损失等。被动接受是指风险因素未被提前发现，或对损失的严重程度没有充分认识，在未发现其他可选的风险处理措施时，不得已选择承受风险损失。在这种财力和物力上没有任何准备的情况下，若后果严重会威胁到单位的生存和发展。37n长安大学硕士学位论文4.1.4路基施工工程风险应对措施的选择根据风险评价确定的风险等级和风险性质选择合理的风险控制措施，以承包商为对象进行路基施工风险应对策略的选择，其过程如图4.1。确定待处理风险风险分析风险转移是否由承包N商承担风险风险自留、进行索赔Y待处理风险的风险水平NY是否接受可否采取措是否需要NY采取降低施降低到可措施接受风险水平以下YN风险规避风险降低风险接受图4.1承包商对路基施工风险应对策略选择流程图4.2路基施工工程风险监控再完美的风险管理计划，在实施的过程中由于不确定性因素的存在，总会出现些出乎预料的情况，这就需要运用风险监控的作用，以达到风险的预期目标。风险监控是指在路基施工过程中，监视风险的发展变化情况，及时发现之前未辨识的风险和产生的新风险，根据对主体可能造成的影响，考虑是否需要对风险管理计划重新调整或启动一定的应急措施，形成一个动态管理过程。在路基的施工过程中，对工程信息不断的收集，使风险的不确定性逐渐减小，风险38n第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控被量化的更加准确，风险监控效果更加明显。所以，风险监控是路基施工工程风险管理过程的重要一部分。4.2.1路基施工工程风险监控的主要内容路基施工过程中对工程风险监控内容包括以下几方面：（1）路基施工工程风险管理计划是否在有序进行，有无新风险出现，是否需要制定新的风险应对措施。（2）检查路基施工风险应对策略实际执行效果与计划预计效果的偏离程度，整体目标有没有发生偏差。（3）路基施工环境是否发生新的变化，会不会带来新的风险因素，并对风险的发展趋势分析判断。（4）已经识别的路基施工工程风险哪些已经发生，哪些可能将要发生，哪些是正在发生。4.2.2路基施工工程风险监控的方法常用的路基施工工程风险监控方法有：（1）赢得值法又称为偏差分析法，是对工程进度和费用分析的一种科学有效方法，在路基的施工[57]过程中被广泛使用。通过对工程进度和项目费用的综合度量来掌握工程的进展状态，若出现较大的偏差，则要在路基施工过程中跟踪分析，必要时对风险进行再评估。该方法的3个重要参数：①拟完工程预算计划费用（BudgetedCostforWorkScheduled，BCWS），指在路基施工中某阶段拟定工程量的预算计划费用，BCWS拟定的工程量预算定额。②已完工程预算计划费用（BudgetedCostforWorkPerformed，BCWP），指在路基施工中某阶段已经完成工程量的预算计划费用，BCWP已完成的工程量预算定额。③已完工程实际产生费用（ActualCostforWorkPerformed，ACWP），指在路基施工中某阶段已完成工程量产生的实际费用。ACWP已完成工程量实际单价评价指标:①费用偏差CV，CVBCWPACWP。CV0表示工程费用有节余；CV0表示实际和预算费用相符，这两种情况无费用风险；CV0表示费用超支，工程存在费用39n长安大学硕士学位论文风险。②进度偏差SV，SVBCWPBCWS。SV0表示施工进度提前；SV0表示进度符合计划；SV0表示进度拖延。③费用指数CPI，CPIBCWPACWP。CPI1费用有节余；CPI1费用与计划相同；CPI1费用超支。④进度指数SPI，SPIBCWPBCWS。SPI1工程进度提前；SPI1进度和计划相符；SPI1进度拖延。费用当前日期费用增加ACWPBCWSBCWP时间工期延误图4.2赢得值法（2）风险表表示法依据风险评价结果，将本月应优先考虑的10个风险列在表格中，并写出每个风险[58]本月和上个月的优先序号。当表格中出现了新风险或某风险的序号变化不大时，就要一边进行跟踪，同时进行风险分析，及时发现问题，以免风险失控。特别是未知风险的出现和严重风险在表格中的连续出现，这种情况应加以重视。（3）风险直方图法*用图的形式清晰表达在路基施工过程中各风险的变化情况，ei代表潜在风险，ei代#Λ表采取风险对策后的残留风险；ei代表未识别到的风险或二次风险；ei代表已发生的已辨识的风险，建立风险直方图，如图4.3。40n第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控等级高中可接受水平低***e#e#eΛΛe1ee2e3e3e4e4e5e6e6789e10风险名称图4.3风险直方图在风险的动态管理过程中，风险的不确定因素多，风险的等级和类别也在不断的变化，要及时对新发现、或风险值有变化的风险，进行再评估并重新排序，为制定风险对策做准备，重新排序的风险直方图，如图4.4。等级高中可接受水平低e#e**#Λ*eeΛ*86e4e7e2e10e159e3风险名称图4.4重新排序的风险直方图（4）定期审查法在路基工程的实施过程中，工程风险的等级和优先顺序都有可能出现变化，所以应定期对风险计划进行审核。对施工工艺、实验结果、运到施工现场的材料设备等进行审查，审查结束后，将发现的风险隐患及时反馈给负责人，立即采取措施给予解决，问题解决后要签字验收。41n长安大学硕士学位论文4.2.3路基施工工程风险监控体系风险监控是整个路基施工过程风险管理过程的灵魂，路基施工环境在不断变化，风险因素、风险事件也不断的改变，计划好的应对措施有些可能已经失效，而一些新风险的出现还没有制定应对措施，以及在采取风险对策后可能会留有残余风险。为了更好的掌握风险的动态变化，建立一个有效的风险监控体系是十分必要的，监控系统包含预防、分析、预警和处置四个子系统，如图4.5。原始数据信息的输入预防子系统推测下阶段可能出现的风险事件制定风险预案出现新的风险因素、风险事件或实际情况与预测偏差太大分析子系统对收集到的数据、信息进行风险再评估综合整理分析NN风险水平是否O超过阀门值预警子系统Y发出预警信号及风险源警示制定风险应急计划、实施应急措施处置子系统路基施工工程结束图4.5路基施工工程风险动态监控流程图4.3本章小结本章对路基施工工程风险应对及监控两部分内容进行了研究，具体有以下两方面：（1）在进行工程风险应对阶段，阐述了风险应对计划的编制依据、编制内容，介42n第四章高速公路路基施工工程风险应对和监控绍了风险减轻、规避、转移、接受四种风险应对措施，并提出了路基施工风险应对措施的选择流程。（2）对路基工程风险监控内容、方法、体系进行了阐述，介绍了风险监控的主要方法：定期审查法、赢得值法、风险表表示法、风险直方图法，建立了风险动态监控体系，包括预防、分析、预警、处置四个子系统。43n44n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析在对路基施工工程风险进行风险评价时，一般包含多个风险因素或评价指标，这样就需要对多个风险因素或评价指标进行综合全面的分析。从上节介绍的路基工程风险评价方法中可以发现，不同评价方法各有其利弊，在实际的路基施工工程风险管理过程中风险因素较多，具有很大的不确定性和模糊性，很难用某种方法进行评价，因此可将多种方法结合使用。由于层次分析法具有明显的系统性、简洁性、实用性的优点，本文用层次分析法构建递阶层次结构，计算风险因素的相对权重；结合工程的具体情况对风险概率和风险损失建立了定量的评判标准，采用Delphi专家评分法和模糊性评价法相结合进行风险估计，由于风险矩阵直观明了的特点被广泛用于实践和规范中，所以在运用风险矩阵的基础上，结合计算的风险值VaR确定风险等级，由此，风险矩阵中的风险结有了很大程度的降低。通过借鉴其他风险评价方法的成功经验，结合高速公路路基施工的特点，提出了多层次模糊矩阵风险评价法。将层次分析法、模糊性评价法和风险矩阵法相结合进行路基工程风险评价，能够全面的考虑各风险因素。该风险评价模型科学的将定性与定量分析相结合，通过定性分析将复杂的风险或结构进行分解，利用定量分析建立风险因素的单个评判标准和总风险的整体评判标准，对风险发生概率、损失给出具体的量化值和定性描述，将主观因素的影响降到最低，为路基工程风险评价提供客观、科学的依据。5.1改进的层次分析法（IAHP）确定权重5.1.1改进层次分析法计算原理本文在第三章中对层次分析法原理已经进行了详细的介绍，该方法具有系统性、简洁明了等明显的优点，但也存在以下不足：a.一致性检验较复杂。当风险因素较多时，最大特征根λmax的计算较复杂，若不能一次通过一致性检验，就需要对矩阵进行调整，但调整起来比较困难。b.权重调整不方便。路基施工工程风险的管理过程是一个动态的过程，若在施工的过程中产生新的风险因素，则需要新的风险因素与其他风险因素进行一一比较，并需要重新进行一致性检验，过程比较复杂。因此对层次分析法进行了改进，同一层的元素之间只对两相邻的元素进行比较，其45n长安大学硕士学位论文他不相邻元素的比较值通过计算获得，进行一致性检验的目的是为了防止出现A比B重要，而B比A重要的矛盾情况，通过改进就不需要进行一致性检验。但是此方法的基础标度成为了关键影响因素，这就要求首先，尽可能多的挖掘风险因素的数据信息；其次，成立专家组使用德尔菲法进行风险因素的比较。此方法对n个风险因素只需要（n-1）2次评价，比原始的评价方法少了n1次。其计算过程如下：（1）明确问题，建立层次结构首先对所要分析的路基工程风险有个清晰明确的认识，其次在对工程风险因素识别的基础上，将风险因素按属性不同进行分层，自上而下分为总目标层、准则层（必要时可增设子准则层）和方案层。（2）构造判断矩阵就是用矩阵的形式，描述同一层的元素对上层相关联的元素的相对重要程度，划分9个标度。表5.1判断矩阵标度及含义标度sij含义1元素Si与元素Sj一样重要3元素Si比元素Sj稍微重要5元素Si比元素Sj较重要7元素Si比元素Sj明显重要9元素Si比元素Sj绝对重要2，4，6，8表示介于1、3、5、7、9两相邻标度之间的中间值倒数Si相对Sj的标度为sij，则Sj相对Si的标度为sji=1/sij记T-S层次的判断矩阵为T，其中sii=1，则专家评价后的初始矩阵T为1s121s23Tsn,n11按照以下步骤对初始矩阵T进行计算，得最终的判断矩阵T。①建立标度等级标准。若s1，则其标度等级值rs1；若s1，则其标度ikikikik等级值r11s。ikik46n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析根据上述方法，对9标度值建立对应的标度等级值，如表5.2。表5.2标度等级值标度975311/31/51/71/9标度等级值86420-2-4-6-8②根据已知的rik和rkj求rij，rij=rik+rkj③根据rij计算sij。若rij<0，则s11r；若rij≥0，则sij=1+rijijij1s12s1ns211s2nTss1n1n2（3）计算判断矩阵的权重①计算每行元素相乘的积nnwisij，（i、j=1，2，…，n）（5.1）j1②求每行元素的平均值nwnw（5.2）ii③对w进行规一化处理iwiwin（5.3）wii1T特征向量w=(w1，w2，…，wn)即是判断矩阵的权向量，其中向量w的分向量wi即是元素Si的单排序权值。④为获得各指标（风险因素）或待选方案对总目标的相对权重，需对各层次进行综合计算，设各层次评价指标的相对权重为Ki，Kij，Kijl…，则第i个元素的相对权重为：K（i）=KiKijKijl…（5.4）5.1.2改进层次分析法验证[59]（1）下面以论文《工程项目的风险评价研究》中对工程风险因素构造的判断矩阵为例，将改进层次分析法确定的各风险因素的权重，与论文中根据层次分析法确定的权重进行比较。原文中构造的判断矩阵如表5.3：47n长安大学硕士学位论文表5.3A-B判断矩阵（层次分析法）A1B1B2B3B4B5ω一致性B111/81/51/41/30.041B2813460.497max.534B351/31230.224CI.0085B441/41/2130.153CIRI.0076B531/61/31/310.079利用改进层次分析法使用原判断矩阵中的4个原始数据，根据建立的标度等级标准对A-B判断矩阵重新构造，如表5.4：表5.4A-B判断矩阵（改进层次分析法）AB1B2B3B4B5ωB111/81/61/51/30.037B2813460.493B361/31240.241B451/41/2130.157B531/61/41/310.073对比结果分析：对表5.3和表5.4分析发现，用改进的层次分析法和层次分析法对风险因素权重计算，得到的结果非常相近。[60]（2）再以论文《DB模式下高速公路项目风险评价研究》中根据层次分析法构造的B-C判断矩阵计算各风险因素的权重，与本文改进层次分析法构造的判断矩阵和权重计算值相比较。原文中的判断矩阵，如表5.5：表5.5B-C判断矩阵（层次分析法）BC1C2C3C4C5ωC111/31/21/51/30.066C23121/310.184C321/211/41/20.106C4534130.459C53121/310.184同时用改进层次分析法构造判断矩阵，得到的判断矩阵和相对权重，与表5.5完全一致。在此，不再对用改进层次分析法得到的判断矩阵进行重复罗列。（3）从上面的两组比较结果我们可以看出，该方法得到的结果具有很高的可靠性，并且对层次分析法改进后不需进行一致性检验，计算过程更简便。同时对其他文献中的48n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析案例，也用改进层次分析法进行计算比较，发现结果均具有较好的一致性。因此，改进的层次分析法具有很高的使用性、科学性和可靠性。5.2模糊风险矩阵法确定风险等级风险矩阵法是一种定性和定量分析相结合的方法，综合考虑风险概率和风险损失两个方面的因素，并用矩阵图的形式将风险概率和风险损失表达出来，然后按相应的风险等级标准进行风险因素评价。在风险矩阵中需要用到一些相关标准，这些评判标准包括：风险概率评判标准、风险损失评判标准和风险等级标准，不同的风险管理目标、不同的工程项目评判标准各有差异。5.2.1风险概率的确定在第三章中介绍了风险估计的主要方法。由于公路路基工程具有单件性、一次性等特点，很难有充分的历史资料进行完全的客观概率估计，一般是结合已有的历史信息进行专家估计。（1）建立风险概率评判标准风险发生概率的等级标准划分，一般是由工程项目的风险管理人员根据自身工作经验，结合相关的历史数据进行等级标准划分，在进行风险等级标准划分时应做到精确细致。结合本文AZ高速公路的工程特点，将路基工程风险发生的概率划分为1、2、3、4、5五个等级，其评判标准，如表5.6。表5.6风险发生概率的等级评判标准等级概率区间（定量）概率的量化值事故描述（定性）模糊值1Pt<0.04%1几乎不可能发生（1,1,2）20.04%≤Pt＜0.4%2很少有发生（1,2,3）30.4%≤Pt＜4%3偶然发生（2,3,4）44%≤Pt＜40%4有可能发生（3,4,5）5Pt≥40%5经常发生（4,5,5）附注：1：Pt是概率值，当难以获得概率值时，可根据年发生频率或工程经验确定；2：优先使用定量评判标准确定风险概率等级。当无法使用定量计算发生概率时，可选择定性评判标准。49n长安大学硕士学位论文在路基工程风险估计中风险的概率和损失都有很大的模糊性，所以根据模糊集理论将语言值转化为隶属度，在模糊理论中应用最广泛的是三角形隶属函数和梯形隶属函数两种，本文选用三角形隶属函数，在三角形隶属函数中两个三角形不间不隔离而且重叠[61]不太多时，得到的评估效果比较好。三角形隶属函数为（a，b，c）三个量决定，其表达式见（5.5）。xabaxa，b三角形隶属函数fxxcbcxb，c（5.5）0其他f(x)1abc图5.1三角形隶属函数图风险概率共划分为5个等级，根据各等级的风险概率量化值，建立如图5.2所示的风险概率评分模糊隶属度函数图。VLLMHVH1隶属度012345评分图5.2风险概率评分隶属度函数图（2）路基施工风险概率评估采用Delphi专家打分法和三角模糊函数相结合进行风险概率估计，专家组通过阅读50n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析路基的地质勘察报告、设计方案、施工方法及相关资料后对风险因素发生的可能性进行估计。设有t位专家参加评价，共有m个风险因素。专家可以将评分结果记为区间的形式，如（2，3）表示评分在2到3之间，转化成相应的模糊集为（2，2.5，3）。评分形式也可为（2，4，5）表示评分在2到5之间，但是取4的可能性最大，其模糊集形式为（2，4，5）。专家也可以给出具体的评分值，如给出的评分为3，转化成模糊集的形式为（3，3，3）。专家也可以给出定性评价，如定性描述为偶然发生，转化成定量的表达形式，其模糊集为（2，3，4）。将专家评分组的第k位专家对第i个风险因素给出的评分转化成相对应的模糊集形k式，并记为Qi，其中i=1，2，…，m，k=1，2…，t。112tQQQQ（5.6）iiiit式中表示向量求和计算符号。根据模糊算术平均值计算公式（5.6）将各位专家的评分结果整合，得到各风险因素abc的模糊集Qq，q，q。iiiiabcqi2qiqiQ（5.7）i4根据去模糊化公式（5.7）得到各风险因素最后的风险概率评分值。5.2.2风险损失的确定本文将路基工程的风险损失划分为：工期损失（Tc）、经济损失（Ec）、安全损失（Pc）三个方面，可根据工程对各种损失的侧重点不同，对这三种损失进行赋值，本文对这三种损失给予同样的重要程度。由于工程项目的规模、工程的性质不同、管理人员的对风险的态度不同等，所能承受的风险能力也各不相同，例如50万的风险损失对20亿的工程影响很小，而对200万的工程来说却是严重风险；又如同样是200万元的工程可能5万元的损失，对不同的风险管理者甲、乙来说可能影响也不相同，这就是风险效用理论，将风险管理参加者分为冒险者、保守者和中立者三种类型，因此在制定风险损失标准时应结合工程的具体情况。（1）建立风险损失评判标准风险损失等级标准的划分与工程项目的建设规模、风险承受能力有关，所以，对于具体的项目而言，其风险损失标准应根据工程所在的环境、项目的投资金额、建设工期等具体因素分析确定。此外，风险因素带来的影响也是多方面的，主要归纳为经济损失、51n长安大学硕士学位论文工期损失、安全损失三个方面。与风险概率等级标准的划分相一致，风险损失等级也划分5个等级，根据《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》，结合本文的AZ高速公路工程实例，将风险损失的等级按照损失的严重程度划分A、B、C、D、E五个等级，如表5.7。表5.7风险损失等级评判标准等级ABCDE量化值12345定性描述可被忽略的需要考虑的较严重的严重的灾难性的3万元以上10万10万元以上3030万元以上100经济损失3万元以下100万元以上元以下万元以下万元以下5人以上20人以2人以上5人以2人以上5人以下重伤，或2人20人以上重伤，安全损失2人以下轻伤下轻伤，或2人下重伤，或2人以上5人以下死或5人以上死亡以下重伤以下死亡亡2天以上5天以5天以上10天以10天以上30天工期损失2天以下30天以上下下以下（2）路基施工风险损失评估文中对风险损失的评估，主要从三个方面考虑：工期、经济和安全情况，由于损失具有很大的模糊性，所以采用模糊评价的形式进行损失评估。①确定风险因素集Uu，u，u，，u为待评价对象的m个风险因素的集合，ui代表第i个风险因123m素。②确定评价集Vv，v，，v为各风险因素损失严重程度的集合，vj代表第j个评价等级，下12n标数字为风险损失程度量化值，其模糊语言集V={可忽略，需考虑，较严重，严重，灾难性}，文中将风险损失分为三种类型，每种损失类型都有q个评价等级，工期损失评价集VTcvTc，vTc，，vTc，费用损失评价集VEcvEc，vEc，，vEc，安全损失评12n12n价集VPcvPc，vPc，，vPc。12n③在专家调查的基础上，用隶属度矩阵R反映风险因素集U和评语集V之间的模TcEcPc糊关系，R、R、R分别表示工期、经济、安全损失隶属度矩阵。TcTcTc三个矩阵的形式相同，以R为代表列进行说明，R1为单因素模糊矩阵，rij表示52n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析风险因素ui对评语等级vj的隶属度，选取模糊统计法构造隶属度函数，即rdd，ijijdij表示将风险因素ui评为vj等级的人数，d表示参与评价的总人数。RTcrTcrTcrTcrTc111121j1nTcrTcrTcrTcrTcR221222j2nTcRTcTcTcTcTcRiri1ri2rijrinRTcrTcrTcrTcrTcmm1m2mjmn对损失的模糊评价结果选用最大接近度原则综合分析。其计算方法为：k1设rTcmaxrTc，若rTc5.0，则评定为k级；若rTc5.0，rTc5.0，则评定ikijikikij1jnj1nTcT为（k-1）级；若rik5.0，rij5.0，则评定为（k+1）级。jk1④记风险因素uvTc，则其评分值为lTc，得到总风险因素工期、i的风险损失等级为lii经济、安全损失的评分矩阵：TcTcTcTcTcTLllll12imEcEcEcEcEcTLllll12imPcPcPcPcPcTLllll12im各风险因素损失评分值根据三种损失中风险损失评分最高值确定，即：LLTcLEcLPcllllT12im其中lmaxlTclEclPciiii5.2.3风险因素等级的确定通过查阅大量的文献发现，在很多风险评价方法中，通过求得风险发生概率和损失的严重程度，用两者乘积确定风险等级，但是这样容易遗漏掉那些风险发生概率很小、风险后果很严重的风险事件，对风险量化和风险等级的具体计算这方面的研究比较少，本文根据风险概率和风险损失两个准则，进行风险等级划分，考虑到工程性质、单位承受风险的能力的不同以及风险管理者对损失和概率的着重点不同，在风险值计算时引入了系数α，其风险值VaR（ValueatRisk）计算公式如下：53n长安大学硕士学位论文22VaRP-1L（5.8）P—风险概率的量化值；L—风险损失的量化值；α—表示发生概率和风险损失在确定风险等级时的相对重要程度，根据不同的工程情况，可取不同的值，本文取α=0.5。根据上述公式将计算的风险值，如表5.8。表5.8风险等级计算值损失量化值L概率量化值P1234511.001.582.242.923.6121.582.002.553.163.8132.242.553.003.544.1242.923.163.544.004.5353.613.814.124.535.00由上述方法划分的风险等级和《指南》风险等级划分结果一致，说明该方法的可行性，同时可以减轻风险结（RiskSet）问题。根据计算的VaR值进行标准风险等级划分，为使风险评估结果表达更直观，对不同的风险等级用不一样的颜色进行标识，如表5.9。表5.9风险等级标准及颜色标识风险等级IIIIIIIVVaR值[1.00，2.00）[2.00，3.00）[3.00，4.00）[4.00，5.00]等级描述低风险中风险高风险灾难性风险颜色标识风险接受准则就是在某一时间段或某一施工阶段对不同风险水平的态度，本文根据风险矩阵法提出高速公路路基施工工程风险接受准则，以及不同级别的风险所应实施的控制措施，如表5.10。表5.10风险接受准则和控制措施等级接受准则控制措施I（低风险）可容许的进行日常的审查管理II（中风险）可接受的引起重视，有实施预防措施的必要性III（高风险）有条件接受必须实施削减、控制措施，并准备应急计划采取有效措施将风险水平降到III级以下或更换方案，IV（灾难性风险）不可接受甚至放弃执行项目54n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析5.2.4总风险等级的确定根据计算的VaR值进行指标层内的风险因素排序，然后根据IAHP法所求的风险权重对风险综合评价，如因素层的单因素相对总目标的权重为K（i），风险值为VaRi，则m其总目标的风险值为VaRKi)(VaRi。i15.3工程案例5.3.1工程概况贵州省AZ高速公路位于云贵高原向湘西丘陵过度的斜坡地带，总体地势北高南低，AZ高速公路的设计时速100km/h，双向四车道，路基设计宽度为26m，其中第三合同段K12+645~K13+900，长1255m为浸水路段，最大填方高度在25m，经粗略估算，总造价约3000万，工期约180天，计划在2014年9月到2014年12月将该路段路基完工，地貌类型为侵蚀—溶蚀沟谷地貌。（1）水文气候条件区域内属于北亚热带季风湿润气候区，极端最高温35.6℃，极端最低温-7.3℃。多年的平均降水量在1245～1410mm，最高年降水量1881.7mm，最低年降水量950.6mm，降水集中在4～9月份，约占全年总降水量的80%，最大日降水量为187mm，常见的主要灾害性天气有风雹、暴雨、秋季连续降雨、干旱和低温等。（2）工程地质条件查得，该施工区的地震特征周期Tg=0.35s，动峰值加速度A=0.05g，场地地震基本al+pl烈度为VI度。覆盖层为第四系冲洪积层含砾粉质黏土（Q4），呈黄褐色、灰黑色，厚度约在3.0～5.0m，砾石含量为20%～30%；下伏基岩为二迭系下统茅口组石灰岩（P1m），被划分为强风化灰岩和中风化灰岩两种，岩层产状为280°∠40°。地下水主要为基岩裂隙水，稳定地下水埋深大于20m，受地形的限制排水不畅，丰雨期地表水需1～2个月才消完，低洼处积水可达2.5m，形成了水塘地。（3）不良地质该路段的不良地质条件主要岩溶，多处存在溶洞、消水洞和出水洞等，山坡冲积形成的古洪积扇堆积土等，叙述如下：1#溶洞：位于K12+900右150m，洞口呈三角形状，一边直立，高约2.2m，宽1.7m，水平延伸大于80m，方向120°，为降雨时出水洞，同时为雨后消水洞。55n长安大学硕士学位论文2#溶洞：位于K13+105左8m，洞口宽0.3～0.9m，高约1.8m，呈现为倒置的三角状，水平向延伸，方向225°，可见深度约2m。3#消水洞：位于K13+685左45m，洞口呈三角形，两边长分别为2.2m、3.7m，洞口陡倾状，延伸方向225°，可见深度约2m，洞内填有块石。1#古洪积扇：位于K12+760～K12+875段线位处，堆体呈扇型，为土质堆积，土层厚7～16m，堆积年代旧，比较密实，未发现开裂、滑动等迹象。2#古洪积扇：位于K13+245～K13+320段线位处，位于山间小冲沟沟口，堆积体呈典型扇型，为土质堆积，土层厚10.0～19.5m，堆积年代旧，较密实，前缘呈阶梯状，梯前陡坎自然温度，未发现开裂、滑动等迹象，现状较稳定。（4）浸水路基设计方案根据地质物探、钻探、调绘结果，基底的稳定性较好，浸水路堤采用填石路堤的形式。填筑路段为洼地，对洼地的积水进行引排，清除淤泥，横坡较陡时，挖设宽度大于1m的台阶，由于左侧填方路基基底地基土受到积水的浸泡，导致土的力学指标降低，所以对填方坡脚进行换填碎石处理，根据防护高度（设计水位+0.5m）对浸水坡脚设置10cm厚砂砾垫层+30cm厚M7.5浆砌片石。高填方的一级边坡坡率设为1:1.50，二级边坡坡率设为1:1.75，并在防护高度处设置2m宽的护道。浸水路基工程地质典型横断面图，如图5.3。图5.3浸水路基工程地质典型横断面图5.3.2风险识别结合高速公路浸水路基施工的实际情况，采用德尔菲法，从自然环境、勘察设计、56n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析施工、设备材料四个方面对风险因素进行识别，建立浸水路基失稳风险的层次结构评价模型，如图5.4。地表水与地下水的发育情况U1粉质黏土的性质：含水率ω、饱和度Sr、空隙比e、密度ρ、粘聚力C、内摩擦角φ、压缩模量EsU2自然环境风险B1地震U3大雨、暴雨、连续降雨U4地质构造：岩层走向、倾角、岩体节理、裂隙、风化U5防排水设计达不到要求U6勘察结果不准确U7浸勘察设计风险B2提供的力学参数不合适U8水高填方边坡的坡度选择不合适U9路基浸水路基处理方法、回填料的选择不当U10失稳A填筑路堤的石料不符合设计标准U11设备材料风险B3边坡坡脚防护所用的片石、水泥、砂砾不符合要求U12施工机械不符合要求U13基底清淤不彻底或基底较陡时没有挖台阶U14对洪积扇堆积土扰动过大U15施工风险B4碾压遍数和速度控制不严U16施工中的临时排水措施没做好U17回填料的填筑方法不正确U18图5.4浸水路基失稳风险层次结构评价模型5.3.3风险评价1.改进层次分析法（IAHP）确定权重在对风险因素识别后，按照4.1所述方法，计算各工程风险因素的权重。邀请5名57n长安大学硕士学位论文拥有丰富工程风险管理经验的专家或风险管理人员，对同层次风险编号相邻的两风险因素做比较评分，采取多数原则取值，在无相同数的情况下取中值。综合所有评分者提供的评分，构造判断矩阵，评分标准，如表5.11。表5.11评分标度值表（在两者之间取中间值）绝对明显稍微同等稍不较不很不极不A与B比较重要重要重要重要重要重要重要重要重要A评分975311/31/51/71/9表5.12标度等级值标度975311/31/51/71/9标度等级值86420-2-4-6-8根据图5.4和表5.11、表5.12构建判断矩阵，采用方根法计算权重，B层相对A层的权重记为WA-B，U层相对B层的权重记为WB-U，U层相对A层的权重记为WA-U，其中WA-U=WA-B·WB-U，将其计算结果直接填写在表中。表5.13A-B判断矩阵AB1B2B3B4WA-BB11341/20.31B21/3121/40.13B31/41/211/50.08B424510.48表5.14B1-U判断矩阵B1U1U2U3U4U5WB1-UWA-UU111/331/220.160.050U2315240.420.130U31/31/511/41/20.060.019U421/24130.260.081U51/21/421/310.100.031表5.15B2-U判断矩阵B2U6U7U8U9U10WB2-UWA-UU611/41/31/21/30.070.009U7412320.370.048U831/21210.220.029U921/31/211/20.120016U1031/21210.220.02958n第五章多层次模糊风险矩阵模型的建立及案例分析表5.16B3-U判断矩阵B3U11U12U13WB3-UWA-UU111120.400.032U121120.400.032U131/21/210.200.016表5.17B4-U判断矩阵B4U14U15U16U17U18WB4-UWA-UU1411/321/220.160.077U15314240.380.202U161/21/411/310.090.029U1721/23130.270.125U181/21/411/310.090.0482.风险因素概率估计按照前面建立的风险因素概率评判标准，建立图5.5的风险概率评分等级图。几乎不发生很少发生偶然发生有可能发生经常发生P<1%1%查看更多