建筑施工现场危险区域风险评估研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月40卷6期   作者:张敏
[导读] 随着我国经济的发展,建筑施工越来越多。
        张敏
        青岛峰城工程检测有限公司   山东  潍坊  261500
        摘 要  随着我国经济的发展,建筑施工越来越多。对建筑施工现场进行区域划分,并对危险区域进行风险评估,可以提高建筑施工的安全系数。建筑施工现场的危险区域具有阶段性和空间性的特点,将危险因素归纳整理并做相关性分析,采用主客观双线路对危险区域评估,同时结合Normal Copula 函数共同形成危险区域风险评估方法,该评估方法可以较好的反应建筑施工现场危险区域的风险等级。

        关键词:建筑施工;危险区域;风险评估

0.引言
        施工现场包含很多危险源,围绕这些危险源形成了危险区域。危险区域对于建筑施工现场而言是一个需要被特别关注的区域,它是安全管理领域一个非常重要的研究方向,国外很多学者在这方面进行了研究,Norman[1]等人在1993年指出:与其它行业相比,建筑行业的风险性以及不确定性更大,在安全管理方面要采取更加有效的方式。Hinze[2-3]等人则在1995年就对美国20年间的在建筑行业中出现的伤亡事故进行了统计,并指出高空坠落在建筑行业伤亡事故中属于最大危险源,并在1998年将事故原因进行了扩展,提高到了20种,重申预防建筑伤亡事故的重点就是加强危险源的管理。国内学者如华莹等学者[4]通过因素分析和多变量联合分布建立了建筑施工现场危险区域的概率评估模型,这对于高层施工现场进行安全管理提供了一定的参考依据;;王伟等学者[5]则将BIM和机器视觉技术进行了组合,搭建起了建筑施工现场危险区域入侵预警的模型,对于降低伤亡事故的发生提供了帮助。

1.建筑施工现场危险区域的定义
 
        危险源的概念大家已经很熟悉了,但是危险区域目前仍没有一个明确的定义,而要对危险区域进行风险评估就必须首先要明确什么是危险区域。董家成在其文章《建筑施工现场危险区域主客观双线路风险评估研究》中,将危险区域按照广义和狭义分别定义为“由相关的危险源集合风险辐射范围并集确定的区域”和“施工场区范围内由与确定时段某项作业相关的危险源集合风险辐射范围并集确定的区域”[6]。本文采纳其定义的危险区域为参考。
(1)危险区域的识别
        对于建筑施工现场,危险源多而且分布也较广,随着施工过程的推进危险区域的风险的差异变化较大,根据施工过程,施工现场一般包括基础施工区,主体施工区以及临建辅助生产区3部分,基础施工区一般包括土方开挖、钢筋加工区、土方回填、现场硬化区、模板制作区等;主体施工区包括在建建筑、混凝土施工、模板安装以及拆除等主体结构作业活动区域[7],还包括建筑设备活动区如塔式起重机,吊篮,施工电梯等的安装或拆除;临建辅助生产区包括办公生活临时搭建施工;筑根据工程规模、结构形式及现场实际情况划分。
        施工现场存在大量风险因素,危险源的存在也使得施工现场很容易发生危险事件,因此风险因素的评估对于提高施工现场的安全系数有很大帮助。目前使用的危险因素评估方法主要包括三类:①以FTA[8](事故树)和FMEA[9](失效模式)作为代表的系统安全分析法;②风险识别法如LEC和MES分析;③数学理论法如综合加权与TOPSIS法;这三种方法各有利弊,风险辨识法虽然操作性比较强但是容易受到主观因素的影响,从而影响结果的客观性;数学理论法往往是采用多种算法,较为复杂,一般作为传统方法的弥补使用;系统分析法在理论层面比较成熟,并结合了数学理论法,可定性可定量,适用的场合比较宽泛。目前市场上也出现了风险评价软件QRA,将相关信息输入软件就可以得到该区域的风险因素评估表。
        
2.危险区域风险评估
 
        随机性、不确知性和模糊性是导致事件不确定性的原因。建筑施工现场环境复杂,施工项目也多种多样,但是伤害事件也并非独立的,而是具有一定的概率性。采用系统分析法,结合事故树分析事件发生原因,联合失效模式,对施工现场进行建模,从而对危险区域进行风险评估。


        1)多维变量联合分布估计,它建模分为边缘分布和相关结构的建模构建,其中边缘分布函数表示的是各相关变量的特征分布以及相关结构变量间的关联性。工程中常用的是以联合分布为模型的Normal Copula函数
        2)边缘分布估计,在一些工程问题较为复杂,统计数据不完备时采用。
        3)相关性分析,由于危险区域并不是完全独立的,会因为同样的风险因素导致危险事故发生,因此对危险区域中风险因素的相关性分析可以增加施工现场危险区域风险评估的全面性。
        4)采用模糊算法,模糊算法是当对系统模型认识不够,无法进行深入研究时采用的一种计算方式,当施工现场中危险区域的危险因素无法进行一个精确的数学建模,就可以采用模糊算法,但模糊算法并不是说粗略进行估计或是模糊计算,而是逐次求精的一个过程,通过对危险因素进行一个程度高,中,低的一个划分,建立隶属函数,最终完成对危险因素的评估。这里还牵涉到一个名词:粗糙理论集,它是针对数据的不完整,不精确以及不确定进行的一种数学归纳法,目前在数据挖掘,决策分析以及专家系统和归纳推理等领域应用较广。粗糙理论集的评估步骤是这样的:先对原始采集的数据进行离散化,然后进行简单的指标分类,再对知识与相对重要程度的依赖性进行计算,最后对风险的评估值进行计算并排序。
3.施工现场安全管理存在的问题
        对施工现场的危险区域进行风险评估后,虽然提升了施工现场的安全性,但对施工现场的安全管理仍不能忽视,施工现场安全管理存在的问题主要有以下几点:
        1)缺乏安全意识,在建筑工地有很多的安全隐患,即使明确标出此处危险还是有安全事故发生,这反映出的是安全意识的缺乏,在施工过程中一定要时刻绷紧安全这条弦,提高安全意识的同时也要及时发现安全隐患,并采取措施避免危险事故的发生。
        2)在管理方面存在一些问题,众所周知建筑施工是一项相对比较复杂的工程,各种因素相互交互,在管理方面存在一定难度,但是对于施工现场的管理又必不可少,安全管理到位就能减少事故发生,加快建筑进程。施工现场发生事故有很多原因,可能是技术上的,也可能是管理疏忽,有直接原因也有间接原因,不管是哪些原因,这些原因都处在动态变化过程中,所以施工现场的安全管理也是一个动态概念。对施工现场采用上面提到的评估方法进行评估,对潜在的危险因素进行分析,加大对危险区域的安全管理,减少事故发生率。
4.小结
    本文通过对危险区域的定义,分析了几种危险因素的评估方法,这些方法对于分析危险区域的危险等级具有一定的参考意义,同时还分析了建筑施工现场存在的安全问题,危险评估可以让管理人员了解施工现场的危险情况,除了危险评估更重要的是做好施工现场的安全管理工作,确保施工现场人员安全。

参考文献
[1]NORMAN R, FLANAGAN G. Risk management and construction [M]. Oxford: Blackwell scientific publications, 1993.
[2]HINZE J, RUSSELL D B. Analysis of fatalities recorded by OSHA[J]. Journal of construction engineering and management, 1995, 121(2): 209-214.
[3]HINZE J, PEDERSEN C, FREDLEY J. Identifying root causes of construction injuries [ J]. Journal of construction engineering and management, 1998, 124(1): 67-71.
[4]华莹,何军,赵金城。高层建筑施工现场危险区域识别及评估方法研究[J].施工技术,2019,48(6):100-104.
[5]王伟,吕山可,张雨果,基于BIM与机器视觉技术结合的建筑施工危险区域入侵警示研究[J].安全与环境工程,2020,27(2):196-203.
[6]董家成,关 罡,建筑施工现场危险区域主客观双线路风险评估研究[J].安全与环境工程,2021,28(2):50-58.
[7]吴亮. 探讨高层建筑施工现场危险源辨识[ J]. 安徽建筑, 2011, 18(1): 47-48.
[8]苏义坤,山金信.基于耦合故障树分析的施工安全风险评价研究[J].预测,2006(3):66 70.
[9]王楠.基于危险源管理的Lw项目施工安全管理研究[D].天津:河北工业大学.2016.
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