虞 謙 郭 建 周 方 李 雷 李 俊

1.江蘇省安全生產科學研究院 2.南京市公共工程建設中心

運用FTA研究橋梁修復施工高空墜落事故的風險控制*

虞 謙1郭 建2周 方1李 雷1李 俊1

1.江蘇省安全生產科學研究院 2.南京市公共工程建設中心

在對橋梁修復施工的特點和現場施工情況分析的基礎上，總結了橋梁修復施工中引起高空墜落事故的原因，并用事故樹分析法（FTA）得出橋梁施工高空墜落的基本事件，從技術和管理兩方面對預防橋梁修復施工高空墜落事故提出可行性方案，為橋梁修復施工的現場安全管理提供技術支持。

橋梁修復施工；事故樹分析法；高空墜落事故

南京長江大橋是長江上第一座由中國自行設計和建造的雙層式公鐵兩用特大橋梁，1968年12月全面建成通車，目前已經使用近50年，部分橋段整體技術狀況較差，其強度、剛度已不能滿足原設計荷載汽-18的通行要求，已經存在重大安全隱患。作為首次對南京長江大橋進行全面結構性修復工程，如何避免在施工過程中發(fā)生安全事故，特別是高空墜落事故，盡最大努力確保施工人員生命安全，是本文研究的重點。

1 橋梁施工高空墜落事故特性分析

根據中國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布的2004～2007年《全國建筑施工安全生產形勢分析報告》和2010～2016年《房屋市政工程生產安全事故情況通報》統(tǒng)計，高空墜落是建筑施工安全事故類型中的主要事故類型之一，在所有施工事故類型中占比在50%左右，見表1，且該事故死亡率很高[1]。而對于施工難度更高的橋梁修復施工工程，在吊架平臺、T梁缺陷修復、支座及墊石病害處置、橋面系維修和支架平臺這五項主要橋梁修復施工分類中，更易發(fā)生高空墜落事故。

國內外專家通過分析高空墜落事故的原因，在安全管理、技術規(guī)范和硬件設備保護等方面對事故進行了預防。Weisgerber分析并確定了防護欄、安全網和個人防護裝置對預防高空墜落事故的關鍵作用，并提出一套施工高空墜落事故預防系統(tǒng)[2]。Chen針對建筑施工事故開發(fā)了SAFECON系統(tǒng)，其中包括了高空墜落事故分析和防護分析等系統(tǒng)模塊[3]。Khan設計了一種新的事故樹分析模型，使其更方便地運用于工業(yè)安全管理領域[4]。Bellamy通過分析大量的事故報告，構建了一套事故樹展示方式的職業(yè)風險量化風險模型[5]。鄧航針對建筑施工高空墜落事故的特點，運用事故樹分析法得出了引起高空墜落事故的基本原因，并提出了相應的預防方法[6]。施式亮認為高空墜落危險性評價是預防和控制高空墜落事故的重要手段，針對高空墜落事故建立了AHPFuzzy評價模型[7]。劉勇基于層次分析法，建立了高空墜落多層次模糊綜合評價模型，對建筑施工過程中的高空墜落事故進行了定性分析[8]?？梢钥闯觯壳皩W者對于高空墜落事故的成因機理研究較多，但對預防措施的分析不夠深入。本文將結合實際工程調研數據，對于橋梁施工高空墜落事故提出預防措施。

表1 我國建筑施工事故類型分布表

2 橋梁修復施工高空墜落事故樹分析

事故樹分析法（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）最早由美國貝爾實驗室的沃特森博士和漢塞爾博士于1961年發(fā)明的[9]。由于其具有事態(tài)分析清晰、邏輯性強、靈活度高和適用范圍廣等特點，通過事故樹分析法不但可以進行定性分析，還可以進行定量分析，能夠通過分析事故引發(fā)的表象因素，從而揭示事故發(fā)生的潛在原因。因此，目前事故樹分析法廣泛用于安全生產領域，是安全科學工程中主要的分析法之一[10-11]。本文從人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)兩方面考慮，分析橋梁修復施工高空墜落事故發(fā)生的內在原因。環(huán)境因素往往導致施工作業(yè)環(huán)境惡劣，改變了物的不安全狀態(tài)。因此，本文把環(huán)境因素放在物的不安全狀態(tài)欄中進行分析。

2.1 事故樹分析圖

事故樹分析，如下圖，風險因子說明，見表2。

圖 橋梁修復施工高空墜落事故樹

表2 橋梁施工高空墜落事故風險因子

2.2 高空墜落事故定性分析

（1）最小割集的求解。最小割集是指使頂上事件發(fā)生的基本事件之和，它體現了危險源的多少。最小割集的多少和事件的危險性成正比。所以針對最小割集的預控可以有效降低事故的發(fā)生概率。

通過布爾代數分配法則得到高空墜落事件的結構函數為：

布爾代數法求得高空墜落事故樹的最小割集有105個，說明該事故發(fā)生模式有105種。

（2）最小徑集的求解。徑集代表的意義和割集相反，它代表了系統(tǒng)的安全性。通過求出最小徑集可以得出使頂上事件不發(fā)生的幾種方案，為預防事故的發(fā)生提供依據。

根據最小徑集和最小割集的對偶性，將事故樹中的與門、或門對換，就可以將事故樹變?yōu)槌晒?，成功樹的最小割集，即為事故樹的最小徑集?/p>

利用布爾代數分配法則可以得出成功樹的結構函數為：

從而得到最小徑集為：

（3） 結構重要度求解。結構重要度取決于事故樹的各個基本事件的重要性，且與頂上事件的影響度成正比。通過得出的最小徑集對結構重要度求解。

通過以上分析，橋梁維修施工高空墜落事故原因有：未穿戴防護用品、違章指揮、未在防護欄內操作、突發(fā)身體狀況、酒后施工、思想不集中、躲避其他物體身體失穩(wěn)。

3 橋梁修復施工高空墜落事故預防對策

（1）加強對職工的安全培訓，使其對施工過程中需掌握的操作規(guī)程、安全技術、防護方法、崗位職責等有明確認識，增強自我防護能力。對新職工必須要進行“三級教育培訓”（企業(yè)級教育、部門級教育、班組級教育），根據施工項目和工序的不同，進行有針對性的培訓。完善的安全培訓制度可以提高職工本身的安全意識，最大程度上避免違章操作、違章指揮等不安全行為的發(fā)生。

（2）加強施工現場的安全監(jiān)督檢查，確保落實施工技術方案的編制、審批、交底、實施等環(huán)節(jié)，發(fā)現問題及時糾正。

（3）施工單位要確保安全生產的投入，按照國家標準配備安全生產設施，提供并指導職工正確使用防護用品。

（4）禁止患有高血壓、心臟病、貧血等疾病患者從事高空作業(yè)；對身體不適、過度疲勞、情緒低落的職工要停止其高空作業(yè)；禁止職工酒后作業(yè)，并依規(guī)進行處罰。

（5）禁止在強風、大雨、雪、霧天氣進行高空作業(yè)。

4 結束語

橋梁修復施工是高危行業(yè)，和一般建筑施工區(qū)別在于橋梁修復施工不但作業(yè)量大而且覆蓋面廣，且大部分施工作業(yè)涉及到高空作業(yè)。因此，預防高空墜落事故是橋梁修復施工過程中安全監(jiān)管工作的重點。通過事故樹分析法，可分析事故發(fā)生的潛在原因，確定引發(fā)事故的基礎事件的重要程度，對橋梁修復施工高空墜落事故的防治有實際的指導作用。

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.房屋市政工程生產安全事故情況通報[EB/OL].(2017-1-23)[2017-2-15].http：//www.mohurd.gov.cn/

[2]Weisgerber F E,Wright M C.Elements of a Fall Safety Trough Design Program[J].Proceedings of the 2nd International Conference,Implementation of Safety and Health on Construction Sites,1999：867-874

[3]JG Chen,DJ Fisher,K Krishnamurthy.Development of a Computerized System for Fall Accident Analysis and Prevention[J].Computers & Industrial Engineering,1995,28(3)：457-466

[4]FI Khan,A Iqbal,N Ramesh,et al. SCAP：a New Methodology for Safety Management Based on Feedback from Credible Accident-probabilistic Fault Tree Analysis System[J].Journal of Hazardous Materials,2001,87(1-3)：23

[5]LJ Bellamy,BJM Ale,JY Whiston,et al.The Software Tool Storybuilder and the Analysis of the Horrible Stories of Occupational Accidents[J].Safety Science,2008,46(2)：186-197

[6]鄧航,龐奇志,朱德英,等.建筑施工高處墜落事故分析及預防對策[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2010,36(4)：57-59

[7]施式亮,劉勇,李潤求,等.基于AHP-Fuzzy的高處墜落危險性評價研究[J].中國安全生產科學技術,2011,7(2)：132-137

[8]劉勇,施式亮,蔣敏,等.基于AHP的高處墜落危險性模糊評價方法研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保, 2011,37(6)：1-3

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江蘇省創(chuàng)新能力建設計劃（科技設施類）-省屬公益類科研院所能力提升項目（BM2016032）;國家安全生產監(jiān)督管理總局安全生產重大事故防治關鍵技術科技項目（jiangsu-0007-2017QA）