蔣立陽 趙廣慶 李慧敏 徐鵬琨 李欣穎

(1.河北建筑工程學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，河北 張家口 075000；2.河北省綠色建筑協(xié)同創(chuàng)新中心，河北 張家口 075000)

0 引言

裝配式建筑具有標(biāo)準(zhǔn)化、環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，國家高度重視裝配式建筑的發(fā)展，對推動建筑產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要意義。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部統(tǒng)計資料顯示，2021年，我國新開工裝配式建筑面積達(dá)到7.4億m2，比2020年提高18%，占新開工建筑面積的24.5%。但裝配式建筑的施工現(xiàn)場條件復(fù)雜，導(dǎo)致施工事故頻發(fā)，影響了社會對裝配式建筑的接受程度。同時，裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)鏈高度整合，各施工安全影響因素之間相互影響，存在著大量不確定性和多變性。如何降低裝配式建筑施工現(xiàn)場安全風(fēng)險已成為一個迫切需要解決的問題。

國內(nèi)外學(xué)者圍繞裝配式建筑施工安全做了大量研究。Fard等[1]對裝配式建筑施工中頻繁發(fā)生的高空墜落事故進(jìn)行了研究，指出高空墜落事故的根本原因是裝配式構(gòu)件之間的連接技術(shù)發(fā)展不成熟。常春光等[2]運(yùn)用WBS-RBS-G1風(fēng)險評估方法定性與定量分析裝配式建筑施工安全問題。李皓燃等[3]運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程模型分析風(fēng)險因素之間的相關(guān)性，確定裝配式建筑施工各階段的風(fēng)險等級。段永輝等[4]利用結(jié)構(gòu)方程模型對裝配式建筑施工安全進(jìn)行研究，認(rèn)為必須采取根本性策略，對預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場運(yùn)輸和卸載進(jìn)行大力改進(jìn)，并定期對現(xiàn)場危險源控制情況進(jìn)行檢查，加強(qiáng)施工人員的安全意識。王志強(qiáng)等[5]通過事故樹分析法，確定裝配式建筑施工過程中存在的非安全風(fēng)險因素，運(yùn)用相互作用矩陣方法，以實際案例對其進(jìn)行評價與分析。荀志遠(yuǎn)等[6]基于裝配式建筑全過程視角構(gòu)建了一套完整的安全風(fēng)險評價指標(biāo)體系，并運(yùn)用云模型對其進(jìn)行全面評估。王軍武等[7]采用基于STAMP模型的STPA方法，分析裝配式建筑吊裝施工中的不安全行為，利用模糊BN模型進(jìn)行正向因果推理，認(rèn)為裝配式建筑吊裝施工中需強(qiáng)化現(xiàn)場安全管理水平，確保吊裝機(jī)械安全檢查次數(shù)，嚴(yán)格把控吊裝設(shè)備檢查標(biāo)準(zhǔn)，才能有效降低施工安全風(fēng)險。

綜上所述，目前關(guān)于裝配式建筑施工安全影響因素的研究成果較少，迫切需要找出裝配式建筑施工安全影響因素，加強(qiáng)裝配式建筑施工安全管理。在此基礎(chǔ)上，本文綜合考慮裝配式建筑施工過程中所涉及的各安全因素，利用解釋結(jié)構(gòu)模型分析各安全影響因素間的層次關(guān)系，為裝配式建筑施工安全管理提供參考，推動裝配式建筑健康發(fā)展。

1 裝配式建筑施工安全影響因素篩選與確定

1.1 影響因素篩選

相較傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場，裝配式建筑的施工現(xiàn)場需要對預(yù)制構(gòu)件的吊裝、外掛架結(jié)構(gòu)及大型起重機(jī)械等方面進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管和控制，空中作業(yè)多，危險性較高，存在許多易發(fā)生安全事故的影響因素。本研究收集了中國知網(wǎng)、萬方、Web of Science數(shù)據(jù)庫有關(guān)裝配式建筑施工安全的參考文獻(xiàn)，通過分析歸納，初步篩選出由5個層面組成的20個裝配式建筑施工安全影響因素，見表1。

1.2 影響因素確定

通過問卷調(diào)查，進(jìn)一步分析20個影響因素，以驗證其有效性和可靠性。為保證調(diào)查的客觀性和真實性，問卷被分發(fā)給熟悉或從事裝配式建筑的人員。發(fā)放對象主要包括行業(yè)專家或研究人員、構(gòu)件廠家負(fù)責(zé)人、PC運(yùn)輸人員、設(shè)計負(fù)責(zé)人等。問卷分為兩個部分：第一部分了解被調(diào)研者的基本信息，包含學(xué)歷、職位、單位類型、工作年限等；第二部分采用李克特5級量表測量20個影響因素對裝配式建筑施工安全的影響重要程度，分?jǐn)?shù)為1～5分，分?jǐn)?shù)越高，表明影響重要程度越高。其中，1表示“影響程度極低”，5表示“影響程度極高”。共發(fā)放問卷204份，有效回收165份。統(tǒng)計結(jié)果表明：調(diào)研對象男女比例接近4∶1；本科及以上學(xué)歷占比達(dá)82.4%；6.7%來自政府機(jī)構(gòu)，7.9%來自高校研究所，6%來自構(gòu)件生產(chǎn)單位，3%來自開發(fā)單位，72.1%來自施工單位，4.2%來自咨詢單位；工作年限5年以上的占比達(dá)72.7%；Cronbach’sα系數(shù)為0.915，KMO值為0.904，顯著性Sig為0，遠(yuǎn)小于0.001。統(tǒng)計結(jié)果表明，觀測指標(biāo)數(shù)據(jù)是可靠且有效的，符合研究的要求。根據(jù)描述性統(tǒng)計結(jié)果，最終確定了16個裝配式建筑施工安全影響因素，見表2。

表2 裝配式建筑施工安全影響因素確定

2 解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)通過對高度復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行分解，將其拆分為多個子系統(tǒng)，并為因素之間的關(guān)系建立一個相關(guān)序列，同時描述各因素之間的內(nèi)在聯(lián)系。裝配式建筑施工安全的影響因素眾多，且影響因素間相互關(guān)聯(lián)、相互作用，本文解釋結(jié)構(gòu)模型要處理有關(guān)要素及其相互關(guān)系的信息，將抽象轉(zhuǎn)化為具體，并分析各影響因素之間的相互作用，以明確研究問題的層次和整體結(jié)構(gòu)。本文采用解釋結(jié)構(gòu)模型研究裝配式建筑施工安全影響因素。

2.1 確定鄰接矩陣

將裝配式建筑施工安全看作一個系統(tǒng)，包括16個因素，即Si(i=1，2，…，16)。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建16×16鄰接矩陣A=(aij)16×16，用aij表示各因素之間的關(guān)系[9]，見式(1)

(1)

邀請10名專家采用問卷方式確定裝配式建筑施工安全影響因素的相互關(guān)系。這10名專家工作年限均在10年以上，對裝配式建筑發(fā)展有較為深入的研究。由于難以確定影響因素之間的關(guān)系，假設(shè)如果有1名專家認(rèn)為Si與Sj之間沒有關(guān)系，即采用“一票否決”。根據(jù)問卷統(tǒng)計結(jié)果，構(gòu)建鄰接矩陣A，如下

2.2 計算可達(dá)矩陣

基于鄰接矩陣對功率進(jìn)行迭代分析，產(chǎn)生可達(dá)矩陣，并將矩陣內(nèi)直接關(guān)系與間接關(guān)系表示出來[10]。根據(jù)布爾代數(shù)的運(yùn)算規(guī)則，將矩陣(A+I)運(yùn)算n次方，直至滿足式(2)

M=(A+I)n-1≠(A+I)n=(A+I)n+1

(2)

經(jīng)計算，可得裝配式建筑施工安全影響因素可達(dá)矩陣M，如下

2.3 劃分系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

層次劃分的重點(diǎn)是對裝配式建筑安全系統(tǒng)中各因素之間的層次關(guān)系進(jìn)行深入分析和理解。根據(jù)可達(dá)矩陣M推導(dǎo)出可達(dá)集合R，該集合表示可達(dá)矩陣中的某一要素對應(yīng)行，其中包含有1的元素集合；在確定可達(dá)矩陣中的某一要素對應(yīng)列時，需要考慮一個包含有1元素的集合，這個集合被稱為先行集合Q；最終，根據(jù)A=R∩Q的條件，可以確定出交集A，代表著可達(dá)集合R和先行集合Q的交集。區(qū)域劃分和級位劃分結(jié)果見表3。

表3 區(qū)域劃分和級位劃分表

將影響裝配式建筑施工安全的影響因素分為5層：第1層(A4、C2)；第2層(D1、E2)；第3層(A1、B1、B3、B4、B5、C1、D2、D3、D4、E3)；第4層(A3)；第5層(C3)。根據(jù)等級劃分，將各因素按照一定的次序進(jìn)行排列，然后逐一探尋它們之間的相互關(guān)系，以此建立解釋結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示。

圖1 解釋結(jié)構(gòu)模型

3 層級結(jié)構(gòu)分析

3.1 頂層直接影響因素分析

由圖1可知，第1層為頂層直接影響因素，專業(yè)水平A4和吊裝技術(shù)C2為裝配式建筑施工安全的頂層直接影響因素。近年來，裝配式建筑熱度不減，各地裝配式建筑施工現(xiàn)場越來越多，但精通裝配式建筑的專業(yè)人員稀缺，這直接影響裝配式建筑的施工過程安全。因此，施工單位、設(shè)計單位、開發(fā)單位、咨詢單位應(yīng)重視裝配式建筑專業(yè)人員培養(yǎng)，以降低裝配式建筑施工現(xiàn)場安全風(fēng)險。相較傳統(tǒng)施工現(xiàn)場，裝配式建筑施工現(xiàn)場空中作業(yè)多、危險性高，吊裝技術(shù)直接影響裝配式建筑施工安全。因此，提高吊裝人員的技術(shù)水平能有效降低裝配式建筑施工安全風(fēng)險。另外，專業(yè)水平A4與吊裝技術(shù)C2之間具有相關(guān)性，表明裝配式建筑施工過程中各參與主體的專業(yè)水平及吊裝人員的技術(shù)水平都非常重要，各單位應(yīng)提高重視程度，加強(qiáng)人員培養(yǎng)，以有效減少裝配式建筑施工現(xiàn)場安全事故發(fā)生。

3.2 中層間接影響因素分析

第2～4層為中層間接影響因素，與底層根本影響因素相互協(xié)同作用于頂層直接影響因素，影響裝配式建筑施工安全。

第2層影響因素中管理制度不完善D1直接影響吊裝技術(shù)C2，管理人員通過完善管理制度規(guī)范起重吊裝作業(yè)，提高專業(yè)人員的吊裝水平，防止起重吊裝作業(yè)事故發(fā)生。吊裝工作環(huán)境E2主要包括作業(yè)環(huán)境、自然環(huán)境和社會環(huán)境。例如：作業(yè)環(huán)境包括場地不平整、粉塵影響吊裝人員視線等；自然環(huán)境包括大風(fēng)、大霧、地震等；社會環(huán)境包括人際關(guān)系、趕工期的精神負(fù)擔(dān)，這些都會直接影響專業(yè)水平A4。

第3層影響因素包含安全意識A1、構(gòu)件出廠質(zhì)量B1、高空墜物B3、吊裝承載能力B4、現(xiàn)場臨時用電風(fēng)險B5、施工方案設(shè)計C1、安全教育培訓(xùn)未落實D2、安全措施費(fèi)D3、管理人員水平D4和施工政策環(huán)境E3。安全意識A1在保證裝配式建筑施工現(xiàn)場安全方面起到舉足輕重的作用，提高安全意識才能真正落實安全行為。高空墜物B3在裝配式建筑施工現(xiàn)場導(dǎo)致的危害十分明顯，輕則損傷財物安全，重則致人員受傷，甚至死亡。管理人員應(yīng)在施工前編制施工方案設(shè)計C1，制訂安全技術(shù)措施，預(yù)防高空墜落，并在施工過程中嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計實施。隨著裝配式建筑規(guī)模越來越大，統(tǒng)籌規(guī)劃安全教育培訓(xùn)成為一個關(guān)鍵問題，系統(tǒng)的安全教育培訓(xùn)能夠很好地控制和減少傷亡事故。安全措施費(fèi)D3在保障裝配式建筑施工安全方面也很重要，安全措施費(fèi)投入不足引發(fā)的工程安全事故頻繁發(fā)生，導(dǎo)致多方糾紛、項目停工，同時給參與建設(shè)的人員造成了某種程度的危險與人身損失。因此，各單位應(yīng)緊密配合，在招投標(biāo)、施工管理、竣工驗收等各個環(huán)節(jié)將安全落實到實處，真正減少裝配式建筑安全事故發(fā)生。

第4層影響因素疲勞作業(yè)A3直接影響安全意識A1、現(xiàn)場臨時用電風(fēng)險B5。通過加強(qiáng)安全巡查，規(guī)范各單位人員操作，杜絕疲勞作業(yè)，有助于提高各單位人員安全意識，減少現(xiàn)場臨時用電風(fēng)險。

3.3 底層根本影響因素分析

第5層影響因素安全檢測C3為底層根本影響因素，直接影響疲勞作業(yè)A3。裝配式建筑施工現(xiàn)場的安全檢測有：基坑支護(hù)安全檢測、人員安全檢測、預(yù)制構(gòu)件存放及裝配安全檢測、外掛架結(jié)構(gòu)的安全檢測、大型起重機(jī)械的安全檢測等，其中預(yù)制構(gòu)件的存放和裝配、外掛架結(jié)構(gòu)是裝配式建筑施工現(xiàn)場的主要危險源。例如，在裝配式構(gòu)件的存放過程中，一般是用木板把預(yù)制構(gòu)件緊固在存放架和插板上，會因預(yù)制構(gòu)件不夠牢固而導(dǎo)致其傾斜，帶來安全隱患；預(yù)制墻板安裝完成之后，在安裝斜支撐以固定墻板的過程中，使用電鉆和爬梯可能會導(dǎo)致觸電風(fēng)險，而墻板的不穩(wěn)定安裝則可能會導(dǎo)致其墜落，進(jìn)而對人身造成傷害。此外，安裝不規(guī)范也可能導(dǎo)致墻板墜落，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。外掛架結(jié)構(gòu)的安全檢測是裝配式建筑施工過程中的重要環(huán)節(jié)，外掛架在吊裝過程中容易與墻板發(fā)生碰撞，導(dǎo)致人身傷害；外掛架與墻體的連接螺栓在拆除過程中極容易導(dǎo)致高空墜物，造成安全風(fēng)險。由此可見，安全檢測作為裝配式建筑施工過程中的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)積極深化其在裝配式建筑施工現(xiàn)場各個工序的發(fā)展，加強(qiáng)各單位人員對其重視程度，引導(dǎo)各成員增強(qiáng)安全風(fēng)險管理能力，從而降低裝配式建筑施工現(xiàn)場安全風(fēng)險。

4 結(jié)語

為進(jìn)一步加快推進(jìn)裝配式建筑健康發(fā)展，降低裝配式建筑施工現(xiàn)場安全風(fēng)險至關(guān)重要。根據(jù)裝配式建筑施工安全影響因素，從人、物、技術(shù)、管理、環(huán)境5個層面入手，構(gòu)建裝配式建筑施工安全影響因素體系，最終確定16個影響因素，建立裝配式建筑施工安全影響因素解釋結(jié)構(gòu)模型。梳理各因素間的相互作用關(guān)系，為降低裝配式建筑施工現(xiàn)場安全風(fēng)險提供依據(jù)。針對研究結(jié)果，提出以下建議：

(1)加強(qiáng)施工參與人員的裝配式建筑專業(yè)知識培訓(xùn)力度，開展安全教育培訓(xùn)，提升現(xiàn)場參與人員的專業(yè)技術(shù)水平和安全意識。

(2)管理人員應(yīng)通過完善管理制度，規(guī)范起重吊裝作業(yè)，提高專業(yè)人員的吊裝水平，科學(xué)選擇吊裝區(qū)域，注意天氣狀況，防止起重吊裝作業(yè)事故的發(fā)生。

(3)管理人員應(yīng)在施工前編制施工方案設(shè)計，制訂安全技術(shù)措施，預(yù)防高空墜落事故發(fā)生，并在施工過程中嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計實施。

(4)管理人員應(yīng)加強(qiáng)安全巡查，規(guī)范各單位人員操作，杜絕疲勞作業(yè)。

(5)各單位人員應(yīng)積極深化安全檢測在裝配式建筑施工現(xiàn)場各個工序的發(fā)展，尤其加強(qiáng)對構(gòu)件存放、安裝和外掛架結(jié)構(gòu)等工序的安全檢測。

綜上，相關(guān)部門應(yīng)提高各成員安全風(fēng)險管理能力，從而降低裝配式建筑施工現(xiàn)場安全風(fēng)險。