超高層建筑復雜模架支撐體系施工安全風險指標體系構建及評價研究

馬成燕(甘肅建投蘭州新區建設管理有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

復雜模架支撐體系具有技術新、控制要點多、施工難度大、安全風險高等特點，屬于風險較大的分部分項工程，需要編制專項施工方案、組織專家進行論證，并在施工過程中嚴格管控施工風險[1-2]。然而，在實際操作中，復雜模架支撐體系安全事故時有發生。目前，建筑行業正在積極推行建筑施工安全分級分類管控，通過規范建筑施工安全管理，提高安全風險整體管控能力，防范和遏制生產安全事故。因此，對于超高層復雜模架支撐體系施工項目而言，明確安全風險點并進行科學的風險管控十分重要。

基于此，本文基于風險評價理論，以某超高層建筑鋁模爬架施工項目為例，構建復雜模架支撐體系施工安全風險指標體系并確定各指標權重，以期提升超高層建筑復雜模架支撐體系施工管理水平。

1 項目概況

某城市商務用地項目M由T1塔樓、T2塔樓以及商場和酒店組成，總建筑面積約27萬m2，其中，地下室3層，地上部分為32層，建筑高度約150m；西T2塔樓為辦公樓，22層，建筑高度約100m。該項目T1塔樓為核心筒+框架結構，首層建筑為1732m2，頂層建筑面積為1620m2。核心筒為長方形，平面尺寸為15m×28m，核心筒結構布置自地下至32層無較大變化，經專家論證，擬采用鋁模爬架施工。

2 風險指標識別及權重計算

2.1 風險指標識別

根據《建筑施工安全檢查標準》(JGJ 59—2011)、《建筑與市政施工現場安全衛生與職業健康通用規范》(GB 55034—2022)等相關標準，對該項目施工現場進行實地調研和安全檢查，初步確定超高層建筑復雜模架施工風險指標體系。結合對近年來超高層復雜模架安全事故案例研究結果，通過專家咨詢與小組討論，最終確定該項目風險指標體系，包括人員風險、管理風險、設計風險、施工風險4個方面。

2.1.1 人員風險

(1)施工人員生理和心理狀態。超高層建筑復雜模架支撐體系施工屬于高空作業，作業周期長、危險性高，施工人員的生理和心理狀況極有可能成為安全事故致因。

(2)施工人員技能水平。復雜模架支撐體系結構復雜、施工難度大、危險性高，且涉及多個施工環節，對于施工人員技能水平要求較高。部分崗位需要相關人員持證上崗，若施工人員技能水平不足或無證上崗，極有可能導致安全事故。

(3)安全責任意識。安全責任意識是指現場人員防范各類施工風險的認知水平與意識。若安全責任意識薄弱，存在投機僥幸心理，極有可能導致安全事故。

(4)管理人員綜合素質。管理人員是現場安全工作的組織者與監督者，對現場施工安全具有直接影響。管理人員綜合素質低下將會導致現場管理混亂，引發施工安全問題[3]。

2.1.2 管理風險

(1)安全生產管理制度與機構。建立安全生產管理制度與機構是進行超高層復雜模架工程安全管理的首要條件，貫徹落實安全生產責任制是進行超高層復雜模架工程施工安全管理的重要基礎。完善的安全生產管理制度與機構設置能夠為安全施工提供保障。

(2)安全教育培訓與技術交底。安全教育培訓與技術交底有助于相關人員提升安全防護意識，了解風險防范措施，掌握安全管理規章制度，了解復雜模架施工的工藝流程、控制要求及注意事項，有效避免安全事故。

(3)現場組織與協調水平。組織與協調是進行項目管理的核心工作?，F場組織與協調水平直接決定現場管理成效。

(4)檢查驗收的嚴謹性。

2.1.3 設計風險

(1)荷載計算。荷載計算是模架設計的首要步驟。荷載選擇不當、計算荷載漏項或偏小會導致結構安全冗余度不足，架體安全性無法保障。

(2)模架體系整體選型與設計。模架體系整體選型與設計的目的是確定架體形式與規格，為后續設計打下基礎。若未根據項目實際進行分析與調整，簡單硬套設計方案，將會給后續工作埋下安全隱患。

(3)強度、剛度及穩定性計算。架體設計涉及強度、剛度、穩定性等大量復雜的力學計算。若設計理論和方法掌握不足，很有可能出現桿件參數設置不合理、節點處理不當等計算錯誤[4]。

(4)構造設計。復雜模架的構造設計對于保障架體的各項性能具有重要作用，構造設計不完善會極大地削弱架體的穩定性、整體性、協調性及安全性。

2.1.4 施工風險

(1)施工原材料質量。原材料是搭設模架的必要物質條件，也是影響模架安全質量的核心因素。若原材料的規格、型號、材質、質量及其他性能不符合相關要求，極有可能導致安全事故。

(2)專項施工方案。依據相關標準和要求，制訂科學合理的專項施工方案，從管理、技術、措施、物資及應急救援等方面保障復雜模架的順利施工。

(3)模架搭設質量。模架搭設質量直接影響模架安全。未按照設計圖樣進行搭設、連接支撐不足、搭設質量不符合要求、安全防護措施裝置設置不當是模架安全事故的重要致因。

(4)施工作業規范化程度。超高層建筑復雜模架支撐體系施工屬于高空作業，具有技術新、風險高、控制要點多等特點。若不能嚴格按照相關規定進行作業，極有可能發生安全事故。

(5)安全防護措施。完善的安全防護措施對于作業人員安全具有重要的保障作用。若施工時不能科學設置安全防護裝置、佩戴防護用具，很有可能埋下安全風險隱患。

綜上所述，建立復雜模架支撐體系施工安全風險評價指標體系，如圖1所示。

圖1 復雜模架支撐體系施工安全風險價指標體系

2.2 權重計算

2.2.1 計算步驟

采用專家打分法計算各指標權重，步驟如下：

(1)邀請n名專家根據指標的重要程度進行打分，其中，1表示不重要，5表示極其重要?；诖蚍纸Y果確定各指標得分si。指標重要程度評價標準如圖2所示。

圖2 指標重要程度評價標準

(2)去除專家評分的最大值與最小值，依據評價得分的平均值計算各指標權重wi，公式如下

(1)

2.2.2 計算結果

邀請5名專家根據重要程度對各指標進行評價打分，計算各指標權重，結果見表1。

表1 各指標權重計算結果

3 評價模型構建

3.1 建立評語集

根據目前國內復雜模架支撐體系施工安全風險評價實際情況，結合相關研究成果，將風險評價設為4個等級，即V={Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ}={極高風險，高風險，臨界風險，低風險}，具體見表2。

表2 風險評價集

3.2 構建隸屬度矩陣

邀請n名具有豐富模架施工經驗的專家，按照所設定的評語集對該項目各風險評價指標進行打分，構件評價隸屬度矩陣R。即

式中，rij表示第i個因素對應的評價等級vj的隸屬度。

3.3 綜合模糊評價

將各指標權重向量W與隸屬度矩陣R相乘，計算綜合評價向量B。公式如下

B=W×R

(2)

根據綜合評價向量B及最大隸屬度原則，確定該項目頂模施工工程安全風險等級。

4 風險評價

4.1 確定各評價隸屬度

基于圖1中的各風險評價指標，運用上述公式計算各指標的隸屬度，結果見表3。

表3 各風險指標評價隸屬度

4.2 一級模糊評價

根據表3數據構建隸屬度矩陣及各二級指標權重，利用式(2)計算各指標向量B。得到人員風險評價向量B1，即

B1=W1×R1

=(0，0.100，0.735 ，0.165)

同理可得，管理風險評價向量B2=(0.024，0.176，0.514，0.285)；設計風險評價向量B3=(0，0.049，0.352，0.600)；施工風險評價向量B4=(0.018，0.359，0.343，0.262)。

根據最大隸屬度原則可知，人員風險評價等級為“Ⅲ級(臨界風險)”，管理風險評價等級為“Ⅲ級(臨界風險)”，設計風險評價等級為“Ⅳ級(低風險)”，施工風險評價等級為“Ⅱ級(高風險)”。

4.3 綜合模糊評價

基于一級指標權重計算結果，利用式(2)計算綜合評價向量B。公式如下

B=W×R

=(0.018，0.195，0.471，0.316)

根據最大隸屬度原則可知，該項目施工工程綜合風險等級為“Ⅲ級(臨界風險)”。由此可見，本文所構建的模架支撐體系施工安全風險評價模型可將對施工現場零散、感性的風險認知轉化為定量、客觀的整體風險評價結果，有助于相關單位提升風險管控水平。

5 結語

本文通過梳理相關文獻，結合項目特點，識別出超高層建筑復雜模架支撐體系施工安全風險指標，構建了風險評價指標體系，并以實際工程案例進行驗證。主要結論如下：

(1)超高層建筑復雜模架支撐體系施工安全風險可分為人員風險、管理風險、設計風險、施工風險4個方面，共17個評價指標，權重由大到小排序為：施工風險R4>人員風險R1>管理風險R2>設計風險R3。

(2)本文所提出的風險評價方法有效解決了超高層建筑復雜模架支撐體系施工安全風險定量評價問題，并應用于某項目施工安全風險評價，有助于提升相關單位風險管理水平。

(3)該評價體系指標及評價方法仍需細化。今后，可根據項目實際情況進一步完善評價指標，引入現場智慧管理平臺等，提升復雜模架施工風險水平。