高層建筑施工危險源風險評估

(北京建筑大學土木與交通工程學院 北京 100044)

高層建筑施工危險源風險評估

姜帆

(北京建筑大學土木與交通工程學院北京100044)

高層建筑施工不同于一般建筑，由于其建設難度高存在更多的危險因素，因此如何確保高層建筑施工安全是施工中的一項重要任務。建立高層建筑施工危險源風險評估體系是施工安全管理的重要基礎。本文采用模糊綜合評價方法以及確定合適的高層建筑危險因素綜合權重來進行危險源風險評估。首先，根據高層建筑施工危險源進行分析，建立影響施工安全的危險源評價指標。然后通過定性和定量的方法確定權重指數，利用模糊綜合評價公式計算出危險源風險指數，得到最終的評估結果作為后期進行危險源控制的重要依據。

高層建筑；風險評估；模糊綜合評價

一、引言

高層建筑是指10層以上或者高于24米的建筑，這類建筑由于能夠容納更多的居民，土地利用率高，在我國城市建設中非常普遍，是城市發展必不要少的建筑。但這類建筑由于修建高度比較高，導致施工比一般建筑更為困難，很大一部分施工作業要在高空完成，導致其施工危險性大為增加。根據國家相關統計，近年來，城市高層建筑施工故事頻發，2016年一年內施工人員死亡數量達到232人[1]。事故類型主要包括有：高空墜落事故、施工塌陷事故、物體打擊事故、起重傷害事幫、觸電事故和機具傷害事故六大類。其中最主要的是高空附落事故。為了保障施工人員安全，減少事故發生次數，國家出臺相關法律對發生事故的責任人進行處罰，要求企業要嚴格重視施工安全。由于施工危險因素評估結果可以作為企業進行事故預防的重要依據，在降低施工事故發生率方面發揮著重要作用。目前，企業也開始重視和研究安全管理，把施工危險因素評估作為施工的一項重要內容。

評估施工危險因素的方法有很多種，可以分為定性和定量研究[2]。定性的研究方法往往是通過概率分析，確定從安全到風險的適當范圍，評估危險因素是否符合安全要求，其特點是科學性強，適應性廣，但缺乏對施工安全整體水平的評估[3]。定量研究的方法是通過對影響建筑施工安全的各種危險性因素進行分析，如評分或給定系數表示其危險率，或通過安全分數表示其安全程度[4]。這種方法的特點很簡單，可以給出準確的評估結果，易于工程技術人員掌握，但全面性較差，評分存在任意性，不夠科學[5]。本文主要結合定性和定量分析兩種方法，利用這兩種方法各自的優勢，采用模糊綜合評價定性和綜合權重定量的方式進行研究，這種方法是完全可行的，能夠取得更準確、更科學的結果。

二、高層建筑施工危險源分析

影響高層建筑施工的危險源有很多，如果按造成事故的原因來分類，主要分為三類，第一類是人的不安全行為。具體來說，就是施工人員在施工過程中自身缺乏安全觀念，不攜帶防護設施，不按規程進行施工操作。如在搭設腳手架時，不系安全帶導致從高樓摔落。在張拉預應力筋不按操作規程出現張拉傷人事故。第二類是物的不安全狀態，主要包括設備老化磨損嚴重、設備本身設計存在問題。如大型起重機在施工作業前沒進行檢查，其吊索磨損嚴重，在起吊過程中吊索斷裂導致重物墜落，如加工機械本身設計就存在缺陷，導致出現工人在加工過程被機械損傷。第三類是環境影響。具體包括惡劣的天氣，地質災害，高分貝噪聲。如在開挖建筑地基過程中，由于突降大雨，導致基坑塌陷，造成事故。這些危險源組成了高層建筑施工危險源評估指標體系。這個指標體系能夠通過演繹邏輯來揭示事故危險源之間的聯系，并揭示事故發生的潛在原因。

表1 高層建筑施工危險源評估指標體系

三、模糊綜合評價方法原理

模糊綜合評價是一種模仿人腦面對不確定性和模糊性作決定的一種數學工具，它針對情況不定的危險源風險評估能夠取得比較好的效果[6]。其原理為：

假設一個評價事件U是多個影響因素組成，即U={U1,U2,.....Un},對每個因素進行評價，得到對應的評價集V={V1,V2,.....Vn}，事件U和評價V之間存在一個對應關系，它們之間可能通過評價矩陣進行聯系，如公式1所示：

(1)

其中rij表示事件U和評價V的模糊關系。在模糊綜合評價方法中，影響評價精度除了影響因素外，最主要的是綜合權重，綜合權重由主觀權重和客觀權重組成。設A={a1,a2,…an}表示影響因素的主觀權重，有：

(2)

主觀權重用于表示影響因素Ui在主觀上對評價因素影響Vi的大小，屬于一個模糊統計。同樣可以確定客觀權利β={β1,β2,…βn}，有：

(3)

定義綜合權重為w={w1,w2,…，wn},綜和權重由主觀權得和客觀權重組成，具體公式為：

wj=μaj+(1-μ)βj,0

(4)

為得到最終的評價結果B，需要完成三項工作，一是得到評價矩陣，二是計算出綜合權重，三是計算公式5，得到最終結果。

B=W·R

(5)

三、建筑施工中危險源風險評價

根據表1可以確定影響因素，具體包括人的不安全行為、物的不安全狀態以及環境影響三個方面。而評價集V包含有四個元素，分別為非常安全，安全，不安全，非常不安全，即V={非常安全，安全，不安全，非常不安全}。對于每個影響因素中的各類情況，采用專家測評以及事故數據統計的辦法，得到權重的主客觀指標，各個指標是概率數據形式顯示。

表2 專家高層建筑施工危險源評估表

這個數據是根據專家打分情況進行概率統計得到的結果，為主觀權重。之后根據具體高層建筑工程相關統計數據，計算各個因素在V中各個評價指標中所占比重，得到客觀權重。利用公式4,μ作為偏好系數，根據工程實際情況進行確定，最終得到綜合權重：

w=[0.26,0.16,0.18,0.16,0.09,0.06,0.09]

下一步要確定評價矩陣，要充分考慮各個影響因素之間的互相關系，通過概率計算得出它們之間的模糊聯系。比如施工人員操作不當與裝備老化之間的條件概率，再加上專家對這個項目的打分情況，得出最終的矩陣參數。

根據公式5計算得到最終結果。

B=W·R=

四、總結

高層建筑施工危險源風險評估是建立了具體施工狀況基礎上的風險管理，開展高層建筑施工危險源風險評估可以有效防范和控制建筑施工事故發生。創新之處在于在研究方法上采用模糊綜合評價，并通過客觀和主觀兩個方面確定綜合權重。從理論與案例實證分析表明本文提出的評價方法是可行和可操作的，能夠得到更為準確的結果。

[1]胡長明,陸征宇,梅源,張文萃,張鈺. 軟土地層地鐵盾構施工風險可拓評估方法研究[J]. 安全與環境學報,2017,17(01):21-26.

[2]劉沐宇,金開明. 大跨徑懸索橋施工風險評估的集對分析方法[J]. 土木工程與管理學報,2017,(05):1-7+14.

[3]沈紅云,杜建華,黃黆. 緩傾巖層隧道施工風險評估研究[J]. 鐵道標準設計,2017,(08):134-140.

[4]李皓燃,李啟明,陸瑩. 2002-2016年我國地鐵施工安全事故規律性的統計分析[J]. 都市快軌交通,2017,30(01):12-19.

[5]謝光明. 長大高風險隧道施工風險評估及管控措施[J]. 建筑安全,2017,32(05):22-24.

[6]沈簡,饒軍,傅旭東. 基于模糊綜合評價法的泥石流風險評價[J]. 災害學,2016,31(02):171-175.

姜帆(1988.03-)，男，漢，黑龍江，北京建筑大學土木與交通工程學院，碩士研究生。