郑州新郑国际机场二期建设工程具有规模大、施工工期短、安全文明施工要求高、参建单位多、专业复杂、交叉施工难度大和技术精度要求高等特点。施工过程中存在大量风险因素, 当风险事件发生时会为项目的实施带来经济损失或造成工期延误。因此, 对机场二期工程的风险因素进行识别、确定风险因素的等级、采取相应的风险措施, 可规避或减小风险事故的发生。

目前, 国内外学者对工程建设项目风险管理进行多方面研究。在风险识别方面, 颜丽敏等^[1]将WBS-RBS与RS理论相结合的风险评价方法, 运用到施工过程中的各项HSE风险识别与评估。孔令祯等^[2]利用WBS-RBS对工程项目风险因素进行识别, 并利用改进SPA-IAHP法计算各风险评价指标的权重并排序, 依据计算关联度进行综合评价。赵挺生等^[3]采用专家评估和安全风险检查表方法对武汉长江大桥工程项目建设过程中的安全风险进行跟踪监控。在风险评估方面, X. L. WANG等^[4]通过建立可拓理论结合的最优组合赋权的风险评价模型, 计算相关函数值和关联度, 以此确定风险等级。文献[5,6]通过构建风险评估指标体系, 对不同类型的建筑进行风险评估。Neringa Gudien$\dot{\text{e}}$等^[7]通过计算影响项目成功实施的关键因素概率, 对风险进行评估。黄建华等^[8]采用贝叶斯网络模糊综合评估法对钻孔灌注桩和SMW工法三轴搅拌桩进行风险评估, 计算各风险因素的风险等级。

综上可知, 采用WBS-RBS法能够较全面、系统地有效识别项目中的风险, 对于风险评估问题, 可通过建立不同的评估指标体系来确定风险等级。本文针对郑州新郑国际机场二期工程, 依据工程项目施工工序, 运用WBS-RBS法对施工过程中的相关节点进行梳理和风险识别。建立风险计算方程, 分别计算风险发生概率与风险损失, 确定风险值。建立风险等级的界定范围, 确定风险等级, 并制定解决措施。

本工程施工过程中关键项目包括综合交通换乘中心 (GTC) 、T2航站楼、钢结构工程、金属屋面工程和双曲面吊顶工程。在施工过程中, 要保证不停航施工, 并避免对现有航站楼改造, 因此对工作区规划布置和施工部署等均提出更高要求, 施工过程中风险发生概率也会增大, 影响建设目标的完成。采用WBS-RBS法识别机场二期工程施工过程中的风险, 以WBS工序层为行向量, 并按照风险类别对施工作业风险进行划分, 以RBS风险源为列向量, 组成WBS-RBS耦合矩阵, 分析耦合产生的风险因素。

根据项目施工部署对机场二期工程进行WBS分解, 如图1所示。

针对工程的总体施工部署, 结合相关的施工风险管理分类^[9], 可分为进度风险、管理风险、技术风险和施工风险, 风险分解结构如图2所示。

通过对工作分解结构和风险分解结构耦合, 整理出可能存在的风险因素, 主要考虑对工程施工有直接影响的风险因素, 风险源确认结果如表1所示。

从建设项目管理的角度分析, 可归纳为:风险是不确定性与损失的综合。本文参照相关文献^{[10,11,12,13]}, 机场二期工程的风险可定义为:

$R=f({\rm P},C)(1)$

式中:R为风险值;P为风险发生概率;C为风险损失程度。

风险值R由风险发生概率P和风险损失程度C构成, 故从风险发生概率和风险影响程度2个角度对本项目的风险进行研究。依据如表2所示的大中型水电工程建设和城市轨道交通地下工程建设风险管理规范的风险发生概率区间划分标准^[14,15], 分别对风险发生概率和风险损失进行对数计算^[7], 将任一风险因素的自然概率p进行对数运算后所得对数概率为:

${\rm P}=5+\text{l}\text{g}p(2)$

风险损失用损失率表示, 即某一风险因素发生所造成的所有损失与总投资的比值, 可表示为:

${\rm T}{}_i=W{}_i/W(3)$

式中:T_i为损失率;W为总投资;W_i为某一风险事件损失总和。若T_i>1, 规定统一取值为1, 且将T_i划分为表3所列的5个区间。对数损失定义为:

$C=5+\lg {\rm T}{}_i(4)$

采用问卷调查法作为数据收集方法, 将表1列出的关键风险因素编制成调研问卷, 调查的主要目的是统计风险因素发生概率和损失程度。问卷调查发放对象主要是具有民用机场或大型复杂工程项目施工经验的建筑公司, 调查内容涉及被调查者的单位性质与人员背景, 并至少邀请2位在机场工程领域有5年及以上从业经验的专家审查所发放调查问卷的全面性、可读性和准确性。经过核对调查对象的工作范围与从业经验, 筛选出150家企业作为问卷发放对象, 通过电子邮件向这些公司发放调查问卷, 最终收回90份完整的有效问卷。

在90个有效样本中, 其中按被调查单位的类别分为:咨询公司、开发商、承包商和设计单位。按工作类型分为:项目经理、建筑师、工程师、施工人员和咨询顾问。本次调查研究的样本有50%的人员为施工人员, 同时53%的被调查者至少有5年及以上从业经验, 被调查者的从业经验在3年以上的占80%, 调查结果如表4所示。

分析计算数据时, 采用Cronbach's Alpha系数作为量表数据可靠性的检验标准。本研究中, 机场二期工程的P值和C值分别为0.956和0.957, 均高于0.8, 表明问卷调查所得的数据具有足够的可靠性, 被调查者对于处理研究问题具有一定经验, 所得数据能够对本文研究提供支持。

在这项研究中, P和C的风险计算方程分别为式 (5) 和式 (6) 。

$\begin{array}{l}{\rm P}{}^i=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{j=1}^n{\rm P}}{}_j^i(5)\\ C{}^i=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{j=1}^{n}C}{}_j^i(6)\end{array}$

式中:n为受访者的总数, Pⁱ为风险i发生的概率, Cⁱ为风险i发生造成的损失程度。使用风险值 (R) ^{[16,17,18,19]}可以全面衡量每个风险, 并可采用式 (7) , (8) 计算:

$\begin{array}{l}R{}_j^i={\rm P}{}_j^{i}C{}_j^i(7)\\ R{}^i=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{j=1}^{n}R}{}_j^i=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{j=1}^n{\rm P}}{}_j^{i}C{}_j^i(8)\end{array}$

由于概率大小和损失程度的评估均采用五点评分体系计算, 且风险因素的最大值为25, 因此该研究还定义了以4与9为基准的风险等级界限, 以确定风险程度。在此基准下, 如图3所示, R>9的风险被认为是该项目的高风险, 其分布在区域A;R=4～9判定为中风险, 其分布在区域B;区域C表示低风险, 其R<4。

高风险的基准=P评级量表的中值 (即3) ·C评级量表的中值 (即3) =9

中风险的基准=P评级量表的低值 (即2) ·C评级量表的低值 (即2) =4 (9)

根据表1中施工过程中的主要风险源, 按照式 (1) ～ (8) 计算风险源的风险值R, 结合式 (9) , 对其风险等级进行评估, 结果如表5所示。R>9表示该风险源属于高风险, 共13项。其中R1, R14, R15 3个风险的R>14, 表明其对于机场二期工程至关重要。风险发生概率值>3, 表明风险源发生的可能性较大, 共9项。对于风险损失值, 15个风险值高于3, 表示其对本工程影响较大。R15风险的P, C值最高, R=17.27, 当风险发生时, 将影响各相关工程的施工进度, 为项目整体目标的实现带来风险。

针对郑州新郑国际机场二期工程主要风险等级评估结果制定风险控制措施。

制定详细的总进度计划, 细分二、三级控制计划, 明确自身施工范围内容的各目标节点、专业分包的深化设计完成时间、进场时间和各工序完成时间, 严格节点考核。在总进度计划中突出关键线路, 解决交叉施工的技术问题, 倒排工期, 制定专项抢工措施, 确保在影响因素消除后可以迅速完成该部位施工。

制定专项总承包质量管理制度, 明确各单位在各自合同范围内的分部分项工程质量控制方面的责任。编制群塔工程、混凝土工程、超高大跨度结构、钢结构构件吊装、金属板屋面、机电系统等专项质量控制方案, 并严格监督落实, 保证不停航施工。

对于航站楼与城际交叉施工, 在主楼有地下室部位优先城际隧道施工, 无地下室部位优先航站楼施工, 航站楼1层结构施工完成后封闭, 进行城际隧道施工, 并封闭1层施工洞口, 为城际施工提供安全保障。与东西贯穿路交叉施工优先东西贯穿路施工;与GTC、高架桥交叉施工和与航站楼主楼交接区域, 计划先进行航站楼主楼区域施工, 待钢结构施工完成后, 插入西侧高架桥结构施工。航站楼主体与地下管沟、行李通道交叉施工优先主体结构施工, 埋深较大的管沟、行李通道与基础同步施工, 先行基坑支护, 埋深较小管沟在主体施工结束后进行。

本文针对郑州新郑国际机场二期工程, 采用基于WBS-RBS的风险识别方法, 对施工中存在的各种风险进行识别, 计算各风险源发生概率与发生损失, 对机场二期工程进行风险评估, 确定风险等级。并针对不同等级的风险, 在施工过程中要加强管理, 采取有效的规避措施, 减少风险事故的发生。