故障樹模式在建筑施工安全管理中的應用

趙繼東

青島高新技術產業開發區管理委員會建設部，山東 青島 266000

故障樹模式即FTA，在系統安全分析方法中是應用最廣泛的一種方法，這種方法適合應用到多個行業的安全管理分析中，目前在建筑施工安全管理領域應用也非常普遍。雖然近年來我國建筑工程領域快速發展，但在施工安全管理方面一直保持著較低水平，頻繁出現的施工安全事故不僅給施工企業造成了巨大經濟損失，還直接威脅著施工人員的生命，影響社會安定。為了最大限度地規避與控制建筑施工安全事故的發生，有必要將故障樹模式應用在建筑施工安全管理分析中，通過故障樹模式明確安全事故發生原因，有效采取具有針對性的策略加強管理，降低安全事故發生概率。

1 建筑施工安全管理研究方法概述

目前，在建筑施工安全管理中所應用的研究方法比較多，包括概率風險評價法、層次分析法、指數評價法、安全檢查法及故障樹分析法等，不同研究方法有各自的優缺點與適用范圍，實際應用中需結合建筑工程實際情況，優選恰當的研究方法。故障樹模式在建筑施工安全管理研究中屬于一種應用非常普遍的研究方法，可對系統可靠性以及安全性實現科學分析。故障樹模式是一種非常重要且應用廣泛的安全系統分析法，具體是從事故可能發生的點出發，從上至下搜尋頂上事件發生的原因事件，最終明確基本原因事件，然后通過邏輯圖對各事件所保持的邏輯關系進行表示[1]。文章主要通過故障樹模式探討建筑施工安全管理，在此模式的支持下對建筑施工安全性進行分析。

2 工程概況

文章所選案例為某單位綜合辦公樓項目，項目工程結構屬于框架結構，建筑總面積約3881.49m2，建筑物地上層高共5層。此工程于2017年5月10日開始動工建設，工期設計為12個月。此工程建筑安全等級為二級，屋面防水等級為Ⅱ級，耐火等級為二級，砌體施工質量控制等級為B級，框架抗震等級為四級。此項目所配備的人員主要包含負責人、項目經理、材料員、造價員、安全員、質檢員、施工員等。

3 建筑施工安全管理現存問題

此工程在施工管理期間，安全管理組織架構如圖1所示。通過對這一工程現場實現勘查，發現工程施工期間存在以下安全管理問題：（1）在施工現場，施工人員普遍缺乏良好的自我保護意識，部分施工人員在高空作業期間未采取安全防護措施，部分施工人員未合格地佩戴安全帽，現場所配備安全防護裝置也不完善；（2）安全管理檢查工作在實際落實期間不夠詳細與具體，無法全面識別現場存在的以及潛在的多種安全隱患，一些安全隱患暴露出來之后不能獲得及時有效的處理；（3）施工現場環境較為混亂，各種物體堆放雜亂無章，電纜鋪設缺乏規劃性，缺乏必要保護措施，施工材料及施工設施全部隨意堆放在一起，時常會發生機械設備漏電故障，而不少施工人員會在未采取安全防護手段情況下直接接觸電纜或電線；（4）施工人員將多種雜物堆放于腳手架上面，在塔吊操作環節存在違規操作現象，現場還有施工人員從高處拋下材料、雜物或向上傳遞工具，未嚴格按照安全管理規章制度行事。

圖1 安全管理組織架構

4 故障樹模式分析流程

4.1 明確故障樹模式依據

結合建筑施工安全管理涉及的有關知識，著重梳理出建筑施工中包含的五大傷害，分別為坍塌事故、機具傷害、觸電、高空墜落及物體打擊[2]。

4.2 編制故障樹

針對建筑施工涉及的安全事故進行故障樹編制，主要需要考慮實際施工環節各種常見的安全事故。文章主要研究基于建筑施工常見的五大傷害進行故障樹編制，暫不考慮其他相關因素影響。

在故障樹模式建立期間，首先需要全方位了解建筑施工系統，搜索與此工程相似的多項事故資料，將頂上事件設置為建筑施工現場出現的施工安全事故。結合之前所搜尋調查資料，對施工安全事故出現的誘因進行分析，同步明確各種相關基本事件、原因事件，基于不同事件彼此之間保持的邏輯關系，利用邏輯符號加以連接[3]。故障樹模式相關編制人員要到施工現場進行全面考察，結合現場各項情況編制與建筑施工中安全事故發生相關的故障樹，如圖2所示。導致建筑施工期間發生安全事故的5個關鍵性傷害因素分別為高空墜落（A1）、觸電（A2）、物體打擊（A3）、坍塌（A4）、機具傷害（A5）。安全事故誘因可能是其中一個因素引發的，也可能是多個因素共同造成的。

圖2 故障樹模式

在故障樹模式中，通過或門和與門連接，設備缺陷或未采取必要的安全防護措施為X1，沒有戴安全帽或沒有系安全帶為X2，自我保護意識淡薄為X3，施工人員在未做保護措施情況下接觸電纜或電線為X4，機械設備發生漏電故障為X5，防護不當為X6，向上傳遞工具或高空拋下材料與雜物為X7，多種雜物堆放在腳手架上部為X8，塔吊存在違規操作或起重吊裝不規范為X9，沒有嚴格依據規范操作或不符合設計要求為X10，施工單位出現偷工減料情況為X11，機械設備存在不合理布局情況為X12，安全防護裝置不健全為X13，發現安全隱患沒有及時有效的處理為X14。B1為中間事件。T為頂上事件，即施工安全事故，其中多個事件共同發生或有一個事件出現，才會引發頂上事件出現。

4.3 故障樹模式分析

上文已構建故障樹相應樹狀結構圖，下面以故障樹為目標，通過布爾代數法實現簡化處理，進而獲得引發頂上事件出現的對應最小割集事件：

在簡化之后，能夠獲得的最小割集數量是13個。按照不同結構不同的重要度對故障樹中包含的所有基本事件實現排序，進而獲得：

綜上所述，所建故障樹模式可體現出不同基本事件會在不同程度上影響頂上事件發生。在建筑工程實現施工安全管理的過程中，其最關鍵的問題在于故障樹事故內部最小徑集。針對相對最小徑集采取有效的應對措施，可對各最小徑集中所涵蓋的具體事件加以防范，之后可獲得對安全事故加以控制的防控方案。

結合上述工程案例探討故障樹模式在施工安全管理中的開展可發現，造成頂上事件出現的原因事件主要包含以下三類：施工人員缺乏強烈的防護意識，并且規范操作能力較弱；施工現場未完備、恰當地設置安全防護措施；安全管理檢查制度缺乏全面、有效的落實。

5 建筑施工安全管理優化策略

5.1 增強施工人員安全防護意識

在建筑工程實際施工期間，部分施工人員雖然會有豐富的從業經驗，但是在實際工作中缺乏系統性的操作培訓，同時管理部門對操作人員缺乏常態化的安全意識教育，使得施工人員在實踐操作中大多憑借個人經驗施工，在實際施工過程中，經常會發生不依據標準規范作業的情況，個人安全防護意識相對較弱。為了有效加強安全管理，有必要對施工建設人員開展常態化的安全意識教育，同步系統化組織其參與安全操作培訓活動，使施工人員從思想層面高度關注安全防護和規范作業，避免在施工操作中發生失誤。施工安全員及項目工程專業人員對每個班組施工人員均要實現技術交底，技術交底結束后所有施工人員需簽字留檔[4]。施工現場所有特殊工種除了必須持證上崗，還要在上崗前接受系統化安全培訓。施工單位要完善各項安全教育制度，所有施工人員在入場前都要參加三級安全教育相關培訓活動，對安全教育內容實現全面、深刻的了解，在此基礎上逐步增強操作人員個人安全防護意識。為了在最大程度上避免出現安全事故，施工單位要采取一系列技術措施與手段維護人員安全，在施工期間要采取多種安全技術對各種問題加以解決，并注重努力提升安全技術水平，使施工人員處于低危害、低風險、更安全的施工環境中，全面排除現場危險因素。

5.2 配備完善的安全防護設施

施工單位要配備各項安全防護設備與設施，尤其著重針對可能發生安全隱患的部位設置有關安全防護設備與設施，做好定期檢查與維護工作，一旦發現有缺陷，要及時修補或更新。施工現場所有臨時設施都要嚴格依據圖紙進行設置，施工材料與設備嚴禁隨意堆放，尤其不可占用現場道路。施工現場所有設施在裝卸環節都要符合安全操作規范要求，嚴禁隨意拉線、接線，施工現場所有設備要定期維護、檢修，一旦發現設備與工作要求不符，則需暫停施工。施工計劃不能隨意更改，未實施安全措施的情況下不可開工，所有施工人員在佩戴安全帽的前提下進入場地，尤其在高空作業環節，相關人員必須合格佩戴安全帽，禁止自下而上進行工具傳遞和高空拋物現象發生。

5.3 健全安全管理檢查制度

制定健全的安全管理制度，明確各管理人員職責權限與責任，所有人員的職責與任務必須完全落實。施工單位及相關管理部門要不斷優化與健全技術安全培訓、安全具體措施、安全檢查評價等相關管理制度，在制度的硬性約束下強化操作的規范性。施工前全面排查現場安全隱患，針對性地采取相應的策略加以防范，在貫徹落實安全管理制度的基礎上逐步提升安全管理水平。

6 結束語

在國家現代化建設與發展過程中，建筑領域發揮著重要的推動作用，但建筑業屬于事故高發行業，為了有效推進建筑行業健康可持續發展，有必要深入研究建筑施工安全管理問題。通過應用故障樹模式，可更科學、清晰地明確建筑施工安全管理相關影響因素，明確事故發生原因及不同原因對安全事故發生的影響程度，有效采取具有針對性的措施加強安全管理，維護施工人員人身安全。