城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警研究＊

徐耀德 金 淮，2 吳鋒波

（1.北京安捷工程咨詢有限公司，100037，北京；2.北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，100101，北京；3.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，100029，北京∥第一作者，高級(jí)工程師）

城市軌道交通地處復(fù)雜的城市環(huán)境條件、地質(zhì)巖土條件之下，工程建設(shè)又不可避免地帶來(lái)新的安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)與管理問(wèn)題，因施工不當(dāng)引發(fā)的工程結(jié)構(gòu)破壞、地層變形和地表沉降（隆起）等，可危及工程自身和周邊環(huán)境安全，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。如2003年7月1日上海軌道交通4號(hào)線浦東南路至南浦大橋站區(qū)間事故、2007年3月28日北京地鐵10號(hào)線蘇州街站東南出入口塌方事故、2008年11月15日杭州風(fēng)情大道地面塌陷事故等慘痛教訓(xùn)，為人們敲響了警鐘。

工程事故的不斷出現(xiàn)，使安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)逐漸深入人心，其中工程監(jiān)測(cè)及其預(yù)警作為信息化施工和安全風(fēng)險(xiǎn)管控的“眼睛”，在全國(guó)城市軌道交通工程安全風(fēng)險(xiǎn)管控的研究和實(shí)施的需求和發(fā)展趨勢(shì)凸顯。目前，國(guó)內(nèi)主要軌道交通建設(shè)城市探索研究或構(gòu)建了安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警管理體系，力圖通過(guò)監(jiān)測(cè)信息分析、風(fēng)險(xiǎn)判定和預(yù)警預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患和采取應(yīng)對(duì)措施，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。但工程監(jiān)測(cè)預(yù)警及管理的依據(jù)及方法相對(duì)不足，在控制指標(biāo)、預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)警反饋與責(zé)任機(jī)制及暢通運(yùn)行等方面有待規(guī)范。因此研究制定科學(xué)、合理的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)和管理措施，有效發(fā)揮工程監(jiān)測(cè)及預(yù)警在軌道交通建設(shè)的安全保障作用，為實(shí)現(xiàn)安全管理目標(biāo)和工程建設(shè)的安全、順利與快捷推進(jìn)保駕護(hù)航，是當(dāng)前亟待解決的重大問(wèn)題之一。

在廣泛收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)工程安全預(yù)警資料和相關(guān)法律法規(guī)與技術(shù)規(guī)范，調(diào)研國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)、軌道交通工程監(jiān)測(cè)及預(yù)警管理研究與實(shí)踐現(xiàn)狀、趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)深入總結(jié)、理論分析、專家咨詢和工程檢驗(yàn)等方法，研究構(gòu)建了一套基于工程監(jiān)測(cè)的城市軌道交通工程安全預(yù)警分類分級(jí)及管理體系。研究成果已初步應(yīng)用于北京市軌道交通工程中，工程監(jiān)測(cè)預(yù)警及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控效果明顯。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 預(yù)警思想、概念及方法

預(yù)警思想古已有之，由于軍事的特殊地位和作用，“預(yù)警”一詞最早出現(xiàn)并得到發(fā)展和完善。二戰(zhàn)后，美國(guó)將預(yù)警理論應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，為宏觀經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健運(yùn)行提供了有效的決策支持。其后，各國(guó)相繼開(kāi)展了預(yù)警研究，在國(guó)家戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)、災(zāi)害、社會(huì)管理等領(lǐng)域取得了豐富的研究成果。安全預(yù)警已經(jīng)深入到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生活的方方面面。

1.1.1 預(yù)警基本概念

預(yù)警思想包括警情、警源、警兆、警度、警區(qū)和警點(diǎn)等基本概念[1]。

警情又稱警義，是指系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況，是預(yù)警時(shí)確定需要監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的內(nèi)容，即城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警的具體內(nèi)容。

警源是指產(chǎn)生某種警情發(fā)生的根源，它是分析警兆的基礎(chǔ)，也是排除警患的前提。城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)的警源主要包括工程周邊環(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)體系和周圍地質(zhì)體三大類型。

警兆又稱先導(dǎo)指標(biāo)或先行指標(biāo)，是預(yù)警指標(biāo)體系的主體，是唯一能夠直接提供預(yù)警信號(hào)的預(yù)警指標(biāo)。工程監(jiān)測(cè)預(yù)警一般包括儀器監(jiān)測(cè)預(yù)警和現(xiàn)場(chǎng)巡視預(yù)警指標(biāo)。

警度又稱警級(jí)，指警情的輕重程度，是預(yù)警的定量分析結(jié)果，及工程監(jiān)測(cè)預(yù)警劃分的預(yù)警等級(jí)。

警區(qū)即預(yù)警區(qū)間，是指警兆的變化范圍；警點(diǎn)即確定預(yù)警的分界點(diǎn)，由量變轉(zhuǎn)化為質(zhì)變（警情）的臨界點(diǎn)，它是橫亙于安全與危險(xiǎn)之間的一條警戒線。警區(qū)和警點(diǎn)統(tǒng)稱為警限。

1.1.2 預(yù)警基本方法

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)警方法可以有不同的類型劃分。依據(jù)預(yù)警機(jī)制，可以分為黑色、黃色、紅色、綠色和白色預(yù)警方法，其中黃色預(yù)警最為常見(jiàn)。如依據(jù)預(yù)警手段，黃色預(yù)警方法可分為指數(shù)預(yù)警、統(tǒng)計(jì)預(yù)警和模型預(yù)警，模型預(yù)警方法又可分為計(jì)量和非計(jì)量模型預(yù)警（見(jiàn)表1、表2）[1]。

城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警目前一般采用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超值（控制值）預(yù)警或?qū)ΡO(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析等處理后進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警，采取統(tǒng)計(jì)預(yù)警方法較多。工程應(yīng)用過(guò)程中可根據(jù)工程監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，結(jié)合指數(shù)預(yù)警或模型預(yù)警方法，建立預(yù)警模型，對(duì)應(yīng)不同的警級(jí)給出模型的取值范圍進(jìn)行預(yù)警。一些存在較大安全隱患或關(guān)注較大的警兆可直接進(jìn)行較高級(jí)別的預(yù)警。

表2 依據(jù)預(yù)警手段劃分的黃色預(yù)警方法

1.2 預(yù)警研究現(xiàn)狀

目前，宏觀經(jīng)濟(jì)、社會(huì)管理、地質(zhì)災(zāi)害、氣象、建筑基坑、公路鐵路隧道等其他行業(yè)的預(yù)警，在技術(shù)上，以基本警情為內(nèi)容，根據(jù)警源特點(diǎn)的分析，選用合理的警兆，劃分警度（警級(jí)），采用適宜的預(yù)警模型進(jìn)行警情預(yù)警預(yù)報(bào)；在管理上，根據(jù)本行業(yè)特點(diǎn)建立適宜的預(yù)警預(yù)報(bào)體系，取得了積極的安全控制效果。城市軌道交通工程可以在劃分預(yù)警等級(jí)、制定預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、建立預(yù)警信息采集、上報(bào)、響應(yīng)和處置等方面的技術(shù)與管理機(jī)制充分借鑒其基本思路、方法。

城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警作為安全風(fēng)險(xiǎn)管理的重要內(nèi)容，國(guó)內(nèi)外已取得了較豐富的研究成果。

20世紀(jì)90年代出現(xiàn)電腦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，國(guó)外逐步對(duì)監(jiān)測(cè)分析、信息反饋及預(yù)測(cè)報(bào)警的自動(dòng)化開(kāi)展研究，以滿足信息化施工及險(xiǎn)情預(yù)報(bào)要求。Demetrious C.Koutsof tas等（2000）通過(guò)舊金山地鐵建設(shè)項(xiàng)目的施工過(guò)程，說(shuō)明了信息化施工中監(jiān)測(cè)的重要性[2]。J.B.Burland和J.R.Standing（2001）總結(jié)了倫敦地鐵Jubilee線延伸段隧道施工對(duì)周圍建筑物影響的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，根據(jù)工程風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)對(duì)建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)。Chungsik Yoo、Jae－Hoon Kim等（2006）通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)TURISK對(duì)韓國(guó)大邱地鐵2號(hào)線周邊建筑物進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)[3]。

在監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)方面，Singhal（1984）在柔性管（接頭允許轉(zhuǎn)動(dòng)的管線）性能方面做了很多基礎(chǔ)工作，通過(guò)彎曲、拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，分析了管線接頭的抗變形機(jī)制。B.P.Kassap（1992，2000）等人論述了美國(guó)波士頓I－93州際公路北向隧道段下穿地鐵RedLine南站的工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制指標(biāo)確定情況。J.R.Standing和R.Selman（2001）研究了倫敦地鐵Jubilee延長(zhǎng)線下穿的10條地鐵隧道動(dòng)態(tài)變化和控制情況。Taki與O′Rourke（2003）研究認(rèn)為鑄鐵管上的初始應(yīng)力值大致為管線縱向彎曲應(yīng)變達(dá)到0.02%～0.04%時(shí)的應(yīng)力值。R.J.Finno（2005）提出了建筑物分層梁模型，計(jì)算最大彎曲應(yīng)變和剪切應(yīng)變，判斷裂縫破壞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)[4]。Moorak Son（2005）提出了四階段建筑物破壞方法，通過(guò)角變位和水平應(yīng)變確定結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

國(guó)外城市軌道交通建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用了風(fēng)險(xiǎn)管理的理念，在相關(guān)法律、法規(guī)中制定了工程建設(shè)中監(jiān)測(cè)、預(yù)警和安全保護(hù)等方面的內(nèi)容。

近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)工程監(jiān)測(cè)與安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究不斷開(kāi)展，在工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目確定、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析處理、預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)警模型等方面均取得了較大的進(jìn)展。

監(jiān)測(cè)預(yù)警模型方面，李宏義（2000）、胡友?。?001）、劉瑢（2006）等從分析基坑位移影響因素和位移特征入手，提出了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)灰色預(yù)警模型[5－6]。葉繼權(quán)等（2009）通過(guò)三次B樣條曲線擬合法將圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的報(bào)警轉(zhuǎn)化為彎矩進(jìn)行報(bào)警。梁培新（2005）以南京地鐵1號(hào)線龍?bào)绰匪淼郎罨庸こ虨楣こ瘫尘?，建立了基于反演理論的深基坑工程預(yù)警系統(tǒng)[7]。陳偉珂、王興華（2007）以多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)基坑開(kāi)挖階段預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估分析[8]。

監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)、預(yù)警報(bào)警值方面，宋建學(xué)（2006）、鐘山（2006）、李均（2009）等分析了預(yù)警指標(biāo)確定原則，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料總結(jié)提出了一些量化指標(biāo)[9－10]。丁華等（2008）總結(jié)了軟土地區(qū)深基坑安全監(jiān)測(cè)的一些預(yù)警征兆，并對(duì)其的產(chǎn)生原因和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討分析。謝韜（2009）對(duì)基坑工程監(jiān)測(cè)預(yù)警研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，給出了支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊建筑物、地下管線、地下水位的預(yù)警值。齊震明、李鵬飛（2010）運(yùn)用模糊聚類方法對(duì)北京地鐵淺埋暗挖隧道地表沉降測(cè)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出了沉降控制標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警、報(bào)警、極限三級(jí)預(yù)警管理。吳鋒波（2010）總結(jié)了目前建（構(gòu)）筑物控制的各類變形參數(shù)，對(duì)其定量化研究成果進(jìn)行歸納，根據(jù)大量變形實(shí)測(cè)資料，提出了控制指標(biāo)的參考數(shù)值[11]。

監(jiān)測(cè)預(yù)警管理系統(tǒng)方面，2001年8月上海軌道交通（4號(hào)線）二期使用了遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)。北京交通大學(xué)王夢(mèng)恕院士（2004）提出在北京建立安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)資料管理和預(yù)警。杜年春（2006）建立了“地鐵施工監(jiān)測(cè)信息管理及安全預(yù)警系統(tǒng)”，在廣州實(shí)行了施工監(jiān)測(cè)預(yù)警信息化管理。

2008年9月北京市軌道交通建設(shè)管理公司開(kāi)始實(shí)行《北京市軌道交通工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)管理體系》（試行），對(duì)工程監(jiān)測(cè)預(yù)警分級(jí)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和控制指標(biāo)確定、預(yù)警信息上報(bào)、響應(yīng)和處置、預(yù)警管理及各方職責(zé)等進(jìn)行了全面的規(guī)定，并以安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)為平臺(tái)，很好地實(shí)現(xiàn)了工程監(jiān)測(cè)預(yù)警[12－13]。國(guó)內(nèi)其他軌道交通建設(shè)城市上海、廣州、深圳等也不同程度開(kāi)展了工程監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究和實(shí)施工作，積累了一定的工程監(jiān)測(cè)及預(yù)警管理經(jīng)驗(yàn)。

2 工程監(jiān)測(cè)內(nèi)容和控制指標(biāo)

目前，針對(duì)城市軌道交通工程的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》尚處于編制過(guò)程當(dāng)中，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范、規(guī)程對(duì)工程監(jiān)測(cè)內(nèi)容均有不同程度的說(shuō)明。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，工程監(jiān)測(cè)可以分為儀器監(jiān)測(cè)（包括人工監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)）和現(xiàn)場(chǎng)安全巡視。

2.1 儀器監(jiān)測(cè)

通過(guò)《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》（GB50308—2008）、《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50497—2009）等29部國(guó)家、行業(yè)和地方有關(guān)軌道交通工程監(jiān)測(cè)的規(guī)范、規(guī)程的統(tǒng)計(jì)分析，工程監(jiān)測(cè)對(duì)象一般包括工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系、工程周邊環(huán)境和周圍地質(zhì)體三大類（見(jiàn)表3）。

表3 工程監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目及內(nèi)容（儀器監(jiān)測(cè)）

2.2 監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)

工程監(jiān)測(cè)的控制指標(biāo)是影響工程監(jiān)測(cè)預(yù)警的關(guān)鍵指標(biāo)，必須慎重給定，目前通用的做法是由設(shè)計(jì)單位給出。同時(shí)，不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置不同的控制指標(biāo)，一般包括允許變化（變形或內(nèi)力）控制值、平均變化速率和最大變化速率等。

工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的控制指標(biāo)應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件、施工工法、結(jié)構(gòu)型式和地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)等綜合分析確定。工程周邊環(huán)境的控制指標(biāo)應(yīng)參考相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、類似工程經(jīng)驗(yàn)，并在周邊環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)狀評(píng)估和分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)權(quán)單位的要求綜合確定。當(dāng)工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門的控制指標(biāo)研究，并組織專家論證后確定。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)安全巡視

工程監(jiān)測(cè)應(yīng)能夠掌握工程建設(shè)整體性狀的變化，對(duì)工程安全狀態(tài)做出迅速、及時(shí)的評(píng)價(jià)，除常規(guī)儀器監(jiān)測(cè)以外，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全巡視?，F(xiàn)場(chǎng)巡視往往能更迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和采取措施，是工程安全監(jiān)測(cè)及預(yù)警的重要輔助手段和不可分割的組成部分。

現(xiàn)場(chǎng)安全巡視一般采用觀察、拍照、現(xiàn)況描述和量測(cè)、攝像等方法，重點(diǎn)對(duì)各監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全質(zhì)量狀況的巡視觀察。如對(duì)工程周邊環(huán)境中的建（構(gòu)）筑物，需巡視其開(kāi)裂、剝落，地下室的滲水情況與附屬設(shè)備狀態(tài)。對(duì)地下管線，巡視管線及接口的破損、滲漏情況。對(duì)周邊道路（地面），巡視其沉陷、隆起、開(kāi)裂等。對(duì)明（蓋）挖法基坑，巡視開(kāi)挖面地質(zhì)性質(zhì)及其變化，巖土體的滲漏水、塌落，基坑涌土、流沙或管涌，支護(hù)體系的滲漏、開(kāi)裂、變形等。對(duì)盾構(gòu)法隧道，需巡視管片襯砌的工作狀態(tài)（包括管片變形、開(kāi)裂、錯(cuò)臺(tái)、拼裝縫、掉塊以及漏水狀況等）、盾構(gòu)機(jī)出土情況等。對(duì)礦山法隧道，巡視開(kāi)挖面地層性質(zhì)及其變化，圍巖體滲漏水，土方開(kāi)挖、工作面坍塌情況，降水效果等。

3 工程監(jiān)測(cè)預(yù)警

3.1 監(jiān)測(cè)預(yù)警分級(jí)

《中華人民共和國(guó)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》規(guī)定：“可以預(yù)警的自然災(zāi)害、事故災(zāi)難和公共衛(wèi)生事件的預(yù)警級(jí)別，按照突發(fā)事件發(fā)生的緊急程度、發(fā)展勢(shì)態(tài)和可能造成的危害程度分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)，分別用紅色、橙色、黃色和藍(lán)色標(biāo)示，一級(jí)為最高級(jí)別?！比珖?guó)各軌道交通工程建設(shè)城市也探索了適合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的工程監(jiān)測(cè)預(yù)警分級(jí)體系，北京、上海將工程監(jiān)測(cè)預(yù)警分為黃色、橙色和紅色預(yù)警三個(gè)級(jí)別，但無(wú)具體警限規(guī)定；沈陽(yáng)將警級(jí)分為正常區(qū)（測(cè)值＜警戒值，綠色）、隱患區(qū)（警戒值≤變形＜臨界值，黃色）和危險(xiǎn)區(qū)（變形≥臨界值，紅色）三區(qū)；香港將工程監(jiān)測(cè)預(yù)警分為預(yù)警值、告警值和管理值。

根據(jù)城市軌道交通工程及其建設(shè)管理的特點(diǎn)和成熟做法，按照城市軌道交通工程的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、安全狀況、危害程度及發(fā)展趨勢(shì)等，將城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警由大到小可分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)，分別用紅色、橙色、黃色和藍(lán)色表示，紅色為最高警級(jí)。

3.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警分類

研究認(rèn)為，工程監(jiān)測(cè)預(yù)警可分為單一監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警、監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警和工程監(jiān)測(cè)預(yù)警三類。

3.2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警是根據(jù)對(duì)某監(jiān)測(cè)項(xiàng)目某監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)先給定的預(yù)警值進(jìn)行對(duì)比，因超出預(yù)警值而進(jìn)行的預(yù)警。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警是一切預(yù)警的基礎(chǔ)，只是針對(duì)具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)因超標(biāo)而進(jìn)行的單一數(shù)據(jù)預(yù)警，但不能完全反映監(jiān)測(cè)項(xiàng)目或監(jiān)測(cè)對(duì)象的安全狀況。

工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析處理是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)警的工作基礎(chǔ)，目前多采用散點(diǎn)圖法和回歸法，各地也可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合科學(xué)先進(jìn)的分析技術(shù)和手段（如信息系統(tǒng)），推動(dòng)該項(xiàng)工作的開(kāi)展。

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)警，北京采用變化量和變化速率的“雙控”指標(biāo)，對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)工程的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警細(xì)化到關(guān)鍵工序之中。

（1）黃色監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警：“雙控”指標(biāo)（變化量、變化速率）均超過(guò)監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)的70%時(shí)，或雙控指標(biāo)之一超過(guò)控制指標(biāo)的85%時(shí)。

（2）橙色監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警：“雙控”指標(biāo)均超過(guò)控制指標(biāo)的85%時(shí)，或雙控指標(biāo)之一超過(guò)控制指標(biāo)時(shí)。

（3）紅色監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警：“雙控”指標(biāo)均超過(guò)控制指標(biāo)，或?qū)崪y(cè)變化速率出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)時(shí)。

而廣州、深圳一般取控制指標(biāo)的80%為警戒值；天津取80～90%為預(yù)警值。建議各地可根據(jù)各地軌道交通工程特點(diǎn)、建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行合理確定預(yù)警值。

3.2.2 監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警

監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警是綜合考慮某一監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警點(diǎn)數(shù)量、位置分布及預(yù)警等級(jí)情況等進(jìn)行的預(yù)警。監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警能較好地反映工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目因監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)的不安全程度大小，一定程度上是真正意義的監(jiān)測(cè)預(yù)警。這樣可避免因監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警點(diǎn)多、又無(wú)法掌握是否存在監(jiān)測(cè)預(yù)警或不安全狀態(tài)，給相關(guān)監(jiān)控管理方?jīng)Q策和解決工程實(shí)際問(wèn)題造成困擾。

3.2.3 工程監(jiān)測(cè)預(yù)警

工程監(jiān)測(cè)預(yù)警是指通過(guò)綜合分析監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警和巡視預(yù)警結(jié)果，對(duì)工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目或監(jiān)測(cè)對(duì)象乃至整個(gè)工程項(xiàng)目的不安全程度進(jìn)行的警情預(yù)測(cè)判定。工程監(jiān)測(cè)預(yù)警是一種廣義的、高層次、基于各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和巡視信息以保證工程自身和周邊環(huán)境安全的復(fù)合型、本質(zhì)的工程預(yù)警，是一種完整意義、真正考量工程安全隱患或不安全狀態(tài)的預(yù)警。監(jiān)測(cè)預(yù)警的紅、橙、黃和藍(lán)色四警級(jí)主要是以工程監(jiān)測(cè)預(yù)警來(lái)進(jìn)行預(yù)警管理的，是實(shí)施工程預(yù)警管理策略的主要依據(jù)。

其中，巡視預(yù)警可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巡視內(nèi)容、異常程度及對(duì)工程、周邊環(huán)境的影響程度等，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)制定相應(yīng)的預(yù)警等級(jí)。如工程支護(hù)結(jié)構(gòu)或周邊土體的位移突然明顯增長(zhǎng)，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)過(guò)大變形、斷裂，周邊建筑結(jié)構(gòu)、地面出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂，管線開(kāi)裂及其他嚴(yán)重異常時(shí)屬于紅色巡視預(yù)警，應(yīng)采取應(yīng)急處置措施。

工程監(jiān)測(cè)預(yù)警的等級(jí)需考慮單一或多個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的預(yù)警的類別（監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警與巡視預(yù)警）及數(shù)量、預(yù)警等級(jí)、工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及分布狀況等影響因素綜合確定，其相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為：

式中：

D——工程監(jiān)測(cè)預(yù)警等級(jí)；

β——工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)影響因子；

f1，f2，…，fn——不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；

α1，α2，…，αn——不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的權(quán)重；

l1，l2，l3，l4——藍(lán)色、黃色、橙色和紅色預(yù)警監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)量。

工程監(jiān)測(cè)預(yù)警類似于中醫(yī)的“望、聞（巡視）、問(wèn)、切（監(jiān)測(cè)）”，各影響因素的權(quán)重可根據(jù)具體工程或監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)具體確定。工程實(shí)際中應(yīng)緊密結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)，可采用綜合對(duì)比分析、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商和專家論證等方法綜合確定。

4 工程監(jiān)測(cè)預(yù)警的管理

4.1 預(yù)警管理模式及責(zé)任機(jī)制

4.1.1 監(jiān)測(cè)預(yù)警管理模式

目前，國(guó)內(nèi)主要軌道交通建設(shè)城市多采用三層管理模式，并多依托遠(yuǎn)程監(jiān)控管理信息系統(tǒng)進(jìn)行工程監(jiān)測(cè)預(yù)警管理。北京包括公司層（監(jiān)控管理中心）、項(xiàng)目管理層（監(jiān)控管理分中心）和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施層；上海包括集團(tuán)層面（總監(jiān)控中心）、項(xiàng)目公司層面（分監(jiān)控中心）和實(shí)施層（總包、設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)、監(jiān)理）；南京包括地鐵總公司（遠(yuǎn)程監(jiān)控總中心）、建設(shè)分公司（遠(yuǎn)程監(jiān)控中心）和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行小組（監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目工程師、施工、監(jiān)理）；杭州包括指揮層（集團(tuán)公司、專家組）、中間管理層（遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心）和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行小組（業(yè)主代表、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、第三方監(jiān)測(cè)）。

經(jīng)研究，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行法律法規(guī)規(guī)定的工程建設(shè)參與方的安全質(zhì)量責(zé)任，結(jié)合當(dāng)前較多的三層機(jī)構(gòu)管理模式，工程監(jiān)測(cè)預(yù)警也應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的三級(jí)預(yù)警分層管理，一般包括建設(shè)管理層（建設(shè)主管部門及相關(guān)政府管理部門、建設(shè)單位）、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管層（監(jiān)理單位或建設(shè)單位委托的現(xiàn)場(chǎng)工程安全咨詢機(jī)構(gòu)）和監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)施層（土建施工單位、監(jiān)測(cè)單位等，見(jiàn)圖1）。

圖1 工程監(jiān)測(cè)預(yù)警管理組織機(jī)構(gòu)框圖

4.1.2 工程建設(shè)相關(guān)方責(zé)任

政府相關(guān)管理部門負(fù)責(zé)檢查監(jiān)督工程參建各方的預(yù)警實(shí)施及管理工作，工程出現(xiàn)重大突發(fā)事件時(shí)按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行應(yīng)急組織、處置與救援工作。

建設(shè)單位作為軌道交通工程的總體管理單位，是監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警發(fā)布、響應(yīng)與處置的監(jiān)督管理和組織協(xié)調(diào)主體，負(fù)責(zé)組織制定工程監(jiān)測(cè)預(yù)警管理標(biāo)準(zhǔn)、及時(shí)反饋和上報(bào)（必要時(shí)上報(bào)建設(shè)主管部門和政府相關(guān)管理部門）工程監(jiān)測(cè)預(yù)警信息，并監(jiān)督預(yù)警落實(shí)情況。

監(jiān)理單位或建設(shè)單位委托的現(xiàn)場(chǎng)工程安全咨詢機(jī)構(gòu)是工程監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警的發(fā)布主體和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理主體，負(fù)責(zé)工程綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警的分析、發(fā)布與響應(yīng)，并監(jiān)督管理工程監(jiān)測(cè)及分析、預(yù)警信息的形成與報(bào)告、監(jiān)測(cè)預(yù)警的響應(yīng)與處置等工作。

施工單位是施工監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的報(bào)告主體和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警、現(xiàn)場(chǎng)巡視預(yù)警和監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警的處置與響應(yīng)實(shí)施主體，負(fù)責(zé)施工監(jiān)測(cè)實(shí)施、施工監(jiān)測(cè)與巡視結(jié)果分析、預(yù)警信息上報(bào)及各類監(jiān)測(cè)預(yù)警的響應(yīng)和處置。

第三方監(jiān)測(cè)單位是第三方監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的報(bào)告主體，負(fù)責(zé)第三方監(jiān)測(cè)實(shí)施、第三方監(jiān)測(cè)結(jié)果分析、預(yù)警信息報(bào)告和監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警的響應(yīng)與處置。

設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)參與工程監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析、監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警信息的響應(yīng)與處置。

4.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警管理的內(nèi)容及流程

針對(duì)城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警（如前所述，為廣義上的工程本質(zhì)預(yù)警），工程監(jiān)測(cè)預(yù)警的管理主要包括：預(yù)警信息上報(bào)、響應(yīng)、處置和消警等內(nèi)容。

4.2.1 監(jiān)測(cè)預(yù)警的信息上報(bào)、響應(yīng)和處置

預(yù)警信息報(bào)送形式一般包括書(shū)面報(bào)送、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)送、電話報(bào)送、短信報(bào)送等。遇紅色警情必須以最快捷、有效的方式第一時(shí)間上報(bào)。監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)施層應(yīng)根據(jù)警情采取加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、巡視和必要的先期風(fēng)險(xiǎn)處置?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管層收到預(yù)警信息后，應(yīng)及時(shí)組織分析，判定監(jiān)測(cè)預(yù)警等級(jí)，并進(jìn)行發(fā)布和反饋。施工單位負(fù)責(zé)實(shí)施相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)處置措施。

（1）藍(lán)色監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)于確定時(shí)起1天內(nèi)報(bào)送施工、第三方監(jiān)測(cè)和設(shè)計(jì)單位。施工和第三方監(jiān)測(cè)單位應(yīng)加大監(jiān)測(cè)頻率，監(jiān)理、咨詢單位加強(qiáng)監(jiān)督。

（2）黃色監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)于確定時(shí)起4h內(nèi)報(bào)送施工、第三方監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)和建設(shè)單位業(yè)主代表。施工和第三方單位應(yīng)加大監(jiān)測(cè)頻率和結(jié)果分析，監(jiān)理、咨詢單位和建設(shè)單位業(yè)主代表加強(qiáng)監(jiān)督。

（3）橙色監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)于確定時(shí)起1h內(nèi)報(bào)送施工、第三方監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)和建設(shè)單位。建設(shè)單位負(fù)責(zé)組織相關(guān)參建方進(jìn)行分析處理，并根據(jù)監(jiān)理、咨詢單位或?qū)＜业念A(yù)警處理意見(jiàn)，會(huì)同相關(guān)方及時(shí)制定處理方案，監(jiān)督預(yù)警處置。

（4）紅色監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)于確定時(shí)起立即以有效、快捷的方式報(bào)送相關(guān)參建單位、周邊環(huán)境產(chǎn)權(quán)單位和建設(shè)主管部門。由建設(shè)主管部門組織相關(guān)參建方進(jìn)行分析處理，制定處理方案，監(jiān)督預(yù)警處置。

（5）當(dāng)發(fā)生工程重大突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件時(shí)，應(yīng)首先采取有關(guān)處理措施，并第一時(shí)間上報(bào)建設(shè)主管部門和工程相關(guān)參建方單位負(fù)責(zé)人，必要時(shí)越級(jí)上報(bào)建設(shè)主管部門、政府相關(guān)管理部門和社會(huì)救援機(jī)構(gòu)等。預(yù)警信息的上報(bào)、響應(yīng)和處置流程見(jiàn)圖2。

4.2.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警的消警

當(dāng)預(yù)警期間沒(méi)有發(fā)生工程自身或環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故，沒(méi)有次生災(zāi)害發(fā)生且監(jiān)測(cè)預(yù)警處置已結(jié)束時(shí)，施工單位可提出消警申請(qǐng)，監(jiān)理或工程安全咨詢機(jī)構(gòu)評(píng)定后確定是否消警。

消警應(yīng)遵循謹(jǐn)慎、可靠的原則，對(duì)于狀況不明、邊界條件模糊、缺乏分析支撐、目前技術(shù)認(rèn)知難以確定的監(jiān)測(cè)預(yù)警不予消警。監(jiān)測(cè)預(yù)警消除后，仍然應(yīng)繼續(xù)跟蹤相應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和工程安全狀態(tài)。對(duì)于高級(jí)別風(fēng)險(xiǎn)工程和紅色預(yù)警的消警，尚應(yīng)組織專家論證確定。

圖2 工程監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理流程

5 結(jié)論與建議

1）當(dāng)前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展迅猛，工程監(jiān)測(cè)及預(yù)警理論初步形成，需全面規(guī)范工程監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)，健全科學(xué)、普適的工程監(jiān)測(cè)預(yù)警管理制度。

2）考慮城市軌道交通工程的特點(diǎn)及監(jiān)測(cè)預(yù)警的內(nèi)容、現(xiàn)狀，可細(xì)分為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警、監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警和工程監(jiān)測(cè)預(yù)警三類。其中控制指標(biāo)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警點(diǎn)數(shù)量、分布及預(yù)警等級(jí)、工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及分布狀況和現(xiàn)場(chǎng)巡視異常情況是其主要考量因素。

3）結(jié)合現(xiàn)行法律法規(guī)和已有成熟做法，工程監(jiān)測(cè)預(yù)警等級(jí)可由大到小分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)（分別用紅色、橙色、黃色和藍(lán)色表示，紅色為最高警級(jí)）。

4）工程監(jiān)測(cè)預(yù)警管理包括預(yù)警的分層級(jí)管理模式、責(zé)任主體、預(yù)警上報(bào)、響應(yīng)、處置和消警等內(nèi)容，需在嚴(yán)格遵循現(xiàn)行法律法規(guī)的基礎(chǔ)上根據(jù)軌道交通工程的特點(diǎn)和實(shí)際進(jìn)行，建設(shè)、施工、監(jiān)理方責(zé)任重大。

5）隨著城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的開(kāi)展，監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)創(chuàng)新，應(yīng)用科學(xué)、先進(jìn)的信息化技術(shù)和管理手段，以滿足國(guó)內(nèi)城市軌道交通迅猛發(fā)展和安全質(zhì)量管理的需要。

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