城市地下空間管道施工坍塌事故行為原因研究

孫世梅授 馬 坤 傅 貴授

（1.吉林建筑大學 事故預防研究院，吉林 長春 130018；2.吉林建筑大學 市政與環境工程學院，吉林 長春 130018；3.中國礦業大學（北京） 應急管理與安全工程學院，北京 100083）

0 引言

隨著地下空間的開發，坍塌事故也是越來越多，包括市政管道施工、地鐵施工、江河隧道施工、人防工程施工以及地下車庫施工坍塌事故[1]。據不完全統計，安全管理網公布的74起地下空間坍塌事故中，43起為管道施工坍塌事故，占到58.1%之多，排名第一位。預防管道施工坍塌事故的出現可以有效地防止事故帶來的巨大損失，而分析管道施工坍塌事故的原因則是制定預防措施的重大依據。

目前，大多數學者對于城市地下空間管道施工坍塌事故的研究還停留在定性原因的分析以及對應措施的制定上。黃開炎等人針對市政道路給排水管道施工的共性問題進行研究，從溝槽開挖、管道安裝以及溝槽回填3個方面進行原因分析，并給出了相應的應對措施[2]。黃海霞等人從技術的角度出發，針對市政道路管溝開挖支護技術單獨進行原因分析，詳細給出了開挖支護的施工要點和施工要求[3]。羅亮、黃震等人從管理的角度出發，分析了燃氣管道工程施工方案優化的必要性以及完善燃氣管道建設工程中施工技術管理的措施[4]。劉長胤、李寶君等人通過分析8種管道施工習慣性違章表現形式，總結出習慣性違章的根源以及應對措施[5]。由于沒有統一的、特定的事故分析模型，所以無法對這些管道施工坍塌事故的原因進行定量分析。本文主要選用科學的事故分析模型，進行詳細、規范的原因分析，統計分析事故原因規律，為城市地下空間管道施工坍塌事故預防措施制定和安全培訓內容設置提供重要的理論依據。

1 研究方法

本文在管道施工坍塌事故的研究中選用了2002～2018年的27起管道施工坍塌事故作為分析對象。這些事故均來自于安全管理網、安全文化網，以及政府安全監督管理網站上發布的事故調查報告。

國際上已有的事故致因模型如系統思維模型（Systems-theoretic Accident Model and Processes，STAMP）、瑞士奶酪模型（Swiss Cheese Model，SCM）等都對事故原因分析起了很大的作用，也都有一定的適用范圍。事故致因“2-4”模型主要在瑞士奶酪模型基礎上改進得到，是傅貴教授及其團隊自2005年開始，歷時8年提出的現代事故致因理論[6]。該現代事故致因理論由組織行為和個人行為兩個層面組成，其中組織行為層面包括根源原因（安全文化）、根本原因（安全管理體系）2個階段，個人行為層面包括間接原因（習慣性行為）和直接原因（一次性行為和物態）2個階段。這4個階段鏈接起來即構成一個行為鏈條[7]，故命名這個事故致因鏈為：行為安全“2-4”模型。“2-4”模型已經在煤礦爆破事故、井下炸藥自燃事故、煤礦瓦斯爆炸事故分析中得到成熟運用并得出了事故預防措施建議[8-11]。

由于本文分析的事故案例信息中很少提及安全文化因素，所以在分析過程中沒有進行根源原因分析。筆者嘗試對城市地下空間管道施工坍塌事故中的根本原因（安全管理體系）、間接原因（習慣性行為）、直接原因（一次性行為和物態）進行較全面的分析?！?-4”模型內容結構，如下圖。

圖 行為安全“2-4”模型Fig. Behavioral safety 24Model

2 個人層面事故行為原因規律性分析

2.1 一次性行為和物態（直接原因）分析

2.1.1 不安全動作分析

不安全動作，即一次性行為，是指引發當次事故或者對當次事故發生有重要關系的動作。分析不安全動作時應全面考慮組織內各類、各層級人員的不安全動作，通過對27起城市地下空間管道施工坍塌事故分析得出了109個不安全動作。其中，39個不安全動作由一線操作者實施；70個不安全動作由管理者實施。這109個不安全動作可歸為17類，見表1。根據不安全動作出現頻次的高低，可以有針對性的采取預防措施，為企業進行安全培訓設置提供依據。

表1 城市地下空間管道施工坍塌事故常見不安全動作分析Tab.1 Analysis of common unsafe actions in collapse accidents of urban underground space construction

由表1可知，基坑的放坡和加固以及安全培訓的缺陷問題出現的頻次最高，在55.6%的事故中出現。單獨對基坑的放坡和加固、安全培訓的缺陷、風險的識別等3類不安全動作詳細分析，見表2-4。

表2 城市地下空間管道施工坍塌事故基坑的放坡和加固問題分析Tab.2 Analysis of grading and reinforcement of foundation pit of collapse accident in urban underground space pipeline construction

從表2可以清晰的看出，66.7%的事故跟基坑的放坡有關，因此，基坑開挖前，一定根據地質資料，降水情況等參數，計算出合理的放坡系數，根據放坡系數按要求開挖，除此之外，還要進行必要的支護措施，這樣才能將坍塌事故的發生率降到最小。

由表3可知，安全培訓的缺陷情況主要包括未提供安全培訓和安全培訓不到位兩種情況。其中對于第一種情況，應當從管理者對安全培訓的重視程度入手進行該不安全動作的糾正，對于第二種情況，應探索適用于城市地下空間坍塌事故一線操作人員的安全培訓方式，提高安全培訓效果。

表3 城市地下空間管道施工坍塌事故安全培訓問題分析Tab.3 Analysis on safety training of collapsing accidents in urban underground space construction

風險識別的缺陷情況主要表現為施工前，風險識別不到位和未進行風險識別，由表4可以看出進行風險識別但是識別不到位發生的事故占比達75%，未進行風險識別的只有25%，由此，施工前，我們要重視風險識別的全面性與真實性，不要為了形式化而去進行風險識別，更不要存在僥幸心理，施工前不進行風險識別。

表4 城市地下空間管道施工坍塌事故風險識別問題分析Tab.4 Analysis on risk identification of collapse accidents in urban underground space construction

2.1.2 不安全物態分析

根據事故案例調查報告并且運用行為安全“2-4”模型進行不安全物態的分析，得出導致城市地下空間管道施工坍塌事故常見的不安全物態。出現頻次較高、引發坍塌事故的發生最多的不安全物態主要集中在沒有支撐的基坑側壁，存在淤泥和松軟土質結構的開挖層和存在裂隙面的開挖段3個方面，見表5。其中89%的事故來源于此3個方面，據此可以明確城市地下空間管道施工坍塌事故不安全物態控制的重點。

表5 城市地下空間管道施工坍塌事故不安全物態分析Tab.5 Unsafe physical state analysis of collapse accidents in urbanunderground space pipeline construction

2.2 習慣性行為（間接原因）分析

在行為安全“2-4”模型中，間接原因是指組織成員的習慣性行為。安全習慣指的是與事故發生相關的組織成員個人的日常動作方式[12]，安全習慣不是短時間形成的，對安全習慣的分析需要觀察以往長時間的情況，只通過案例分析很難掌握安全習慣的規律。員工安全心理狀態和生理狀態在分析過程中也很難統計規律。目前的事故調查報告很少有提及安全心理和安全生理方面的信息，因此，本文只分析影響管道施工坍塌事故的安全知識不足和安全意識不高方面的行為原因分析[13]。

通過對27起地下空間管道施工坍塌事故案例分析得出安全知識不足58項，共7類，見表6?？梢钥闯龌娱_挖時按要求放坡和加可靠支撐的知識不足發生率最大，達到74%，因此，基坑開挖時必須按要求放坡和加必要的支撐。施工前要進行安全生產教育培訓的安全知識不足在15起事故中出現，可見，進行必要的安全生產教育培訓的重要性。統計發現作業前隱患排查的安全知識不足發生率37%，也是不可小覷的。應急救援預案是指針對可能發生的事故，為迅速、有序地開展應急行動而預先制定的行動方案，當事故發生時，可以及時作出響應，控制和防止事故進一步惡化，減少事故的損失，因此，應急救援預案的必要性可想而知。同樣，開挖前掌握詳細的地質資料、施工時佩戴必要的安全勞動防護用具以及法律法規知識不足發生率均為11.1%，也是不可忽略的安全知識。

表6 城市地下空間管道施工坍塌事故常見安全知識不足分析Tab.6 Analysis of common safety knowledge of collapse accidents in urban underground space construction

結合這27起事故案例調查報告分析得出：生產主管安全意識的淡薄主要體現在，為節約成本和加快施工進度，雇傭未接受安全教育培訓和未進行相關施工技術培訓的臨時工；施工現場作業人員的安全意識的淡薄往往是由于他們存在僥幸心理，不注意護坡作業、溝槽作業和支護作業等危險作業環境周圍存在的安全隱患，從而導致坍塌事故的發生。

3 組織層面事故行為原因規律性分析

因事故案例調查報告的內容有限，筆者對組織層面的事故行為原因分析將不涉及對指導行為即根源原因（安全文化）的分析研究。接下來是對組織層面的運行行為分析?！?-4”模型認為安全管理體系的缺欠是事故的根本原因[13]。分析安全管理體系欠缺的時候應從安全方針、組織結構、管理程序和作業指導書等幾個方面考慮[14]。

通過對27起地下空間管道施工坍塌事故案例分析，得出9類安全管理體系缺欠，共88項，見表7。其中23起事故與安全規章制度缺陷或者制度不嚴格有關，在安全管理體系缺陷因素中發生率最高。與安全技術交底有關的安全管理體系欠缺在17起事故中出現，《建設工程安全生產管理條例》規定，建設工程施工前，施工單位負責項目管理的技術人員應當對有關安全施工的技術要求向施工作業班組、作業人員作出詳細說明，并由雙方簽字確認[13]。未進行風險識別或者風險識別不全面的情況在12起事故中出現，主要體現在施工前不進行隱患排查或者排查不徹底，導致事故發生。

表7 城市地下空間管道施工坍塌事故安全管理體系缺欠原因分析Tab.7 Analysis of the reasons for the deficiency of the safety management system for the collapse accidents of urban underground space pipeline construction

4 結論

（1）在事故的直接原因方面得出了17類共109個不安全動作和6類共34項不安全物態。不安全動作發生頻率高的是基坑的放坡和加固、安全培訓的缺陷和風險識別的缺陷。不安全物態發生頻率較高的是沒有支撐的基坑側面、存在淤泥和松軟土質結構的開挖層和存在裂隙面的開挖段3個方面。

（2）在事故的間接原因方面得出安全知識不足7類，共58項，其中基坑開挖時按要求放坡和加可靠支撐的知識不足發生率最大，達到74%。安全意識的淡薄，對于生產主管主要體現在雇傭臨時工，對于施工現場作業人員則體現在不注意環境周圍存在的安全隱患。

（3）在事故的根本原因方面，分析得出安全管理體系缺陷9類共88項。其中安全規章制度缺乏或制度不合格、無安全技術交底或者安全技術交底不合格、未進行風險識別或者風險識別不全面3類出現頻次位于前三位。

（4）本文研究成果為制定城市地下空間管道施工坍塌事故預防措施和安全培訓內容設置提供了依據。