建筑施工坍塌事故致因分析及对策

作者:李卉 张云波 祁神军
单位:华侨大学土木工程学院
摘要:以近5年的100起建筑施工坍塌事故调查报告为样本, 采用事故致因“2-4”模型对事故发生原因进行分类和统计分析, 运用卡方检验和让步比 (OR) 对不同阶段因素间的关联性进行因果检验, 并采用DEMATEL识别关键影响因素。研究结果表明, 安全文化为根源影响因素;安全管理程序为中介传导因素;从业人员的安全意识、安全知识、安全习惯对违章行为产生直接影响。
关键词:建筑施工 坍塌事故 “24”模型 让步比
作者简介:李卉, 女, 生于1995年, 江西赣州人, 硕士研究生, 研究方向:建筑安全。; *张云波 (通讯作者) , 男, 生于1962年, 教授, 博士, 研究方向:土木工程管理。

建筑施工具有流动性强、机械化程度低、危险系数高等特点, 安全隐患无处不在。住建部发布数据显示, 自2012年1月至2017年11月, 全国共发生房屋市政工程生产安全事故3189起、死亡3919人, 事故平均死亡率为1.2, 即每起事故平均死亡1.2个人, 其中坍塌事故共发生365起, 死亡人数693人, 事故平均死亡率为1.9, 远远高于所有事故的平均死亡率1.2, 足以见坍塌事故的高危害性, 坍塌事故一旦发生, 极易造成群死群伤, 伤亡极其惨重。因此开展建筑施工坍塌事故的致因研究, 对于坍塌事故的预防具有一定的指导意义。 以往研究者通过故障树分析、DEMATEL/ISM法、事故致因“2-4”模型对坍塌事故进行分析, 但只单纯分析了坍塌事故的发生原因, 未对因素之间的相互作用关系进行进一步的探讨。而建筑施工坍塌事故多是致因因素间相互作用的结果。通过研究致因因素间的相互关系, 构建致因模型可以进一步发现建筑施工坍塌事故的形成机理并提出预防措施, 使模型的安全效用得到真正发挥, 实现对建筑施工坍塌事故的有效预防。 鉴于此, 本文将采用“2-4”模型对导致建筑施工坍塌事故的原因进行归纳分析并探讨层次各因素之间的关联性, 确定导致事故的关键路径, 以期能为建筑施工坍塌事故的原因分析提供新思路和新方法, 同时也为建筑施工坍塌事故的预防提供一定的参考。 图1 事故致因“2-4”模型图1 事故致因“2-4”模型 下载原图

1“2-4”模型

事故致因“2-4”模型是在HEINRICHD、BIRD和REASON模型基础上提出的。该模型将事故内部原因分为组织层面和个人层面, 其中组织层面原因分为2个阶段, 分别是安全文化缺失 (指导行为) 和安全管理体系缺失 (运行行为) , 个人层面分为员工安全知识不足、安全意识不高、安全习惯不佳 (习惯性行为) 和人的不安全动作和不安全物态 (一次性行为和物态) 。“2-4”模型结构如图1所示。 该模型将事故危险源定义为所有不安全行为和不安全物态, 使得在实际操作中事故原因分析较易进行, 故本文采用“2-4”模型进行事故原因分析。

2 建筑施工坍塌事故致因分析

2.1 基于“2-4”模型的坍塌事故原因频率统计

以安全管理网上获取的近5年100起典型建筑施工坍塌事故调查报告为样本, 事故案例涵盖脚手架坍塌、模板坍塌、基坑坍塌、拆除工程坍塌等多种建筑施工坍塌类型, 运用“2-4”模型对其进行原因统计, 结果见表1。 从表1可看出, 在不安全动作中, 70%的伤亡事故与管理者未执行安全管理体系程序有关, 其次是一线操作人员违规违章操作 (68%) , 而与管理者未进行安全生产论证和审批或管理者决策失误相关的伤亡事故比例均不超过30%;在间接原因中, 70%的事故在于一线操作人员安全知识不足;在根本原因中, 87%的建筑施工坍塌事故与安全管理程序缺失或未运行有关, 而与安全方针缺失有关的建筑施工坍塌事故仅占4%;根源原因为安全文化缺失。统计表明有62%的事故是由于企业缺乏安全文化所导致。 由以上分析可知, 表1中的各致因因素均对建筑施工坍塌事故存在影响。但由于建筑施工坍塌事故多是致因因素互相作用的结果, 因此有必要对致因因素之间的因果关系进行探讨。 表1“2-4”模型下100起建筑施工坍塌事故原因的频次和所占比例统计 下载原表 表1“2-4”模型下100起建筑施工坍塌事故原因的频次和所占比例统计

2.2 坍塌事故的卡方检验和OR分析

为了分析“2-4”模型上下层的因素间是否存在因果关系, 利用卡方检验来确定因果关系存在的合理性。假设 H0:建筑施工坍塌事故“2-4”模型层次水平间没有显著的因果关系; H1:建筑施工坍塌事故“2-4”模型层次水平间有显著的因果关系。 用SPSS计算在H0成立的情况下的概率P, 若P<0.05, 说明偏差太大, 应当拒绝原假设H0, 即建筑坍塌“2-4”模型层次水平间有显著的因果关系。同时利用OR分析上一层次某元素的缺失能否使下一层因素发生的概率增大, 若OR>1, 说明不同层次两因素之间存在影响, 若OR<1, 说明上层因素的缺失不会对下层因素产生影响。 对100起建筑施工坍塌事故进行卡方检验和OR分析, 统计得到P<0.05, OR>1 (表2) 。各个因素间的关系用图2表示。

2.2.1 根源原因与根本原因间的主要路径分析

由以上图表可知, 在根源原因与根本原因间的因果关系中, 安全文化缺失对安全管理程序缺失或未运行的影响最为显著 (OR=12.222) , 即安全文化的缺失会使得安全管理程序缺失或未运行的可能性增大12.222倍。企业的安全文化具有导向功能, 所形成的安全文化环境与氛围能够影响成员安全观念的形成, 从而影响到安全管理程序的运行。 安全文化缺失对安全管理组织结构缺失或不健全存在较大影响 (OR=3.75) 。其中安全管理组织机构缺失或不健全主要体现在企业没有配备足够的具有从业资格的安全管理人员。一旦企业缺失安全文化, 则会忽视拥有健全的安全管理组织结构的重要性, 忽略企业的安全管理是需要职工全员参与的动态管理过程。

2.2.2 根本原因与间接原因间的主要路径分析

从图2可看出, 安全管理程序缺失或未运行和安全管理组织结构缺失或不健全对作业人员的安全知识、安全意识和安全习惯均产生一定的影响, 其中因果关系最显著的是安全管理程序缺失或未运行对管理人员安全习惯不佳的影响 (0R=5.196) , 其次是对一线操作人员安全习惯不佳 (0R=4.5) 和对一线操作人员安全知识不足 (OR=4.727) 的影响。 表2“2-4”模型不同阶段间相互联系的卡方检验OR值 下载原表 表2“2-4”模型不同阶段间相互联系的卡方检验OR值图2 建筑坍塌事故中因素之间的因果关系图2 建筑坍塌事故中因素之间的因果关系 下载原图 安全管理程序缺失或未运行具体表现为安全教育培训程序和隐患排查整改程序的缺乏、安全操作程序执行不力。作业人员由于缺乏安全教育培训, 在未能掌握安全操作技能同时也难以识别出危险源与危险行为, 易造成安全事故的发生。因此施工单位应增强施工现场管理, 对从业人员进行安全教育, 加强日常监督检查。

2.2.3 间接原因与直接原因间的主要路径分析

导致事故发生的直接原因包括管理者和一线操作人员的失误与违章。由表2可知, 一线操作人员安全意识不高会使得一线操作人员违规违章操作的可能性增加5.637倍 (OR=5.637) , 管理人员安全意识不高会使管理者违规监督的可能性增大5.308倍 (OR=5.308) 。其原因在于作业人员的安全意识不高, 在日常工作中容易存在侥幸心理, 将安全操作规程认为是繁琐的程序而违规作业。因此对作业人员的安全教育培训应侧重于安全意识和安全知识的培养。

2.3 建筑施工坍塌事故关键影响因素的分析

进一步以两两因素间的OR值为关系强度, 采用DEMATEL建立因素之间的关系, 计算最终的影响度、被影响度、原因度和结果度, 如表3所示。

(1) 各影响因素影响度和被影响度分析

安全文化缺失、安全管理程序缺失或未运行、管理人员安全意识不高这三个影响因素的影响度较高, 说明建立先进的企业安全文化、有效执行安全管理程序、提高管理人员安全意识, 能有效影响其余各个因素;管理者违规监督、一线操作者违规违章操作、安全管理程序缺失或未运行被影响度较高, 说明建立完善的企业安全文化能够提高管理者和一线操作者对法律法规的重视程度, 从而确保施工过程的安全性和合法性。

(2) 各影响因素中心度和原因度分析

安全文化缺失、安全管理程序缺失或未运行、管理人员安全意识不高、管理人员安全知识不足这四个因素的中心度较高, 说明这几个因素处于各影响因素的核心位置, 比其它因素的作用大。安全文化缺失、安全管理程序缺失或未运行、安全管理组织结构缺失或不健全、管理人员安全意识不高、管理人员安全知识不足这五个因素为原因因素, 管理者违规监督、管理者未进行安全生产论证和审批、管理者未执行安全管理体系程序、管理者违章指挥、一线操作者违规违章操作等十个因素为结果因素, 说明完善企业安全文化、落实安全管理体系, 认真履行管理人员安全培训, 提高管理者安全意识和安全知识能使管理者加强现场监督管理、提高一线操作人员的安全知识和安全技能。 表3 计算结果 下载原表 表3 计算结果综合中心度和原因度分析可知, 安全文化缺失在建筑坍塌事故中处于重要的影响位置, 因此建立以安全文化为根本的安全思想, 进行系统的安全文化建设, 才能够有效控制坍塌事故的发生。 综合影响度、被影响度和中心度分析可知, 安全管理程序缺失或未运行对其余各因素有较大影响, 同时又受其余各因素的影响, 对建筑施工坍塌事故的发生起着至关重要的作用。

3 建筑施工坍塌事故防范对策

3.1 完善企业安全文化建设

由以上分析可知, 安全文化通过作用于安全管理程序和安全管理组织机构来间接导致建筑坍塌安全事故的发生。且安全文化的影响度和中心度均达到1.2655, 说明安全文化缺失在建筑坍塌事故中处于重要的影响位置, 完善的企业安全文化能够规范员工的行为。 企业安全文化的建设应注重于安全生产责任制度的落实。例如, “西安9·10”坍塌事故报告中提出的建设单位应加大对各参建单位资质的审查并执行领导带班制度, 监理单位应配备足够的、具有相应从业资格的监理人员并严格执行旁站监理制度, 施工单位应加强对重大安全隐患的排查治理, 提供危险性较大的分部分项工程清单和和安全管理措施。这些整改措施都是围绕着一个准则, 就是将安全生产责任落实到岗位、落实到人头, 防止制定与执行脱节。只有抓好安全责任制度的落实, 才能使安全规章制度发挥保障安全的作用。

3.2 落实企业安全管理体系

安全管理程序的影响度和中心度均为最高, 分别达到1.327和1.781。安全管理程序的运行状况受安全文化影响的同时又影响着管理者和一线操作者的安全知识、安全意识、安全习惯。经统计分析, 安全教育培训程序、隐患整改程序、岗位安全操作程序是企业安全管理体系中的主要缺失程序, 而隐患整改程序和岗位安全操作程序的实施可以通过加强安全教育培训来保障。 为了强化安全教育培训, 提高从业人员专业素质、安全意识, “丰泽区1.30”、“桐城市3.21”等事故报告提出认真落实公司、项目、班组三级安全培训制度, 对从业人员特别是一线操作人员要进行安全生产法律法规及国家标准、行业标准和操作规程的细致培训教育, 使全体员工能够识别出作业场所存在的危险因素并进行有效整改, 掌握安全操作规程和技能, 切实加强自身的安全防范意识, 使“要我安全”转变为“我要安全”。

3.3 规范施工现场管理, 严厉查处“三违”行为

经统计分析, 68%的坍塌安全事故与一线操作人员违规违章操作有关, 64%的安全事故与管理者违规监督有关, 其中一线操作人员违规违章操作被影响度达到0.793, 因此规范施工现场管理, 严厉查处“三违”行为是改善安全现状的有效途径。 在“崂山7.1”、“承德3.11”坍塌事故中, 均是因为习惯性违章行为而导致安全事故的发生。为了防止“三违”行为, 应重点对习惯性不安全行为进行掌控。对于习惯性违章指挥、违规作业行为要严治重罚。在平时工作中, 对于刚入职的新员工以及有较大思想波动和心理疾病的老员工也应重点关注, 确保该类人群无“三违”行为。

4 结论及展望

本文以“2-4”模型为框架, 对100起建筑施工坍塌事故致因因素进行频率统计分析, 运用卡方检验和让步比 (OR) 来确定致因因素之间的关联性大小, 并采用DEMATEL识别关键影响因素, 最后根据分析结果, 提出建筑施工坍塌事故预防措施。研究得出了以下三方面的结论: (1) 得出建筑施工坍塌事故原因的17个致因因素, 发现管理者未执行安全管理体系程序和一线操作人员违规违章操作是直接导致建筑施工坍塌事故的主要原因, 根源原因是建筑企业文化缺失;其中安全管理体系缺失主要表现在安全管理程序缺失或未运行, 其比例高达87%。 (2) 安全管理程序缺失或未运行属于典型的中介传导因素, 它不仅受到安全文化缺失显著影响 (OR值高达12.222) , 且对从业人员的安全意识、安全知识、安全习惯均产生较大影响。 (其平均OR值高达4.49) (3) “安全文化缺失”、“管理体系缺失”是导致事故发生的根源性和深层因素;管理者不规范的安全管理及一线操作人员的安全知识不足、安全意识不高、安全习惯不佳、违规操作等是典型的结果因素。因此需要完善企业安全文化建设、落实企业安全管理管理体系、规范管理者和一线人员的施工现场的安全管理。 但本研究仍然存在以下问题需要进一步改进:一是未对同层级因素间的影响关系进行研究;二是应将从业人员安全心理及安全生理考虑进去, 进而提出更加全面的预防建筑施工坍塌的措施。

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Cause Analysis and Countermeasure of Building Construction Collapse Accident
LI Hui ZHANG Yunbo QI Shenjun
(School of Civil Engineering, Huaqiao University)
Abstract: Taking the investigation report of 100 collapsing accidents during construction in recent five years as a sample, this paper classifies and statistically analyzes the causes of accidents by using accidental cause “2-4”model. Then, tests the inherent relevance of the various levels of the framework by Chi-Square Tests and Odds Ratio. Finally, uses DEMATEL to identify the key impact factors. The results show that the safety culture is the root of the impact factors;the improvement of safety management procedures is the intermediary conduction factor;the safety awareness, safety knowledge and safety habits of employees have a direct impact on the illegal behavior.
Keywords: building construction; collapse accident; “2-4” model; odds ratio;
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