建筑工程結構施工安全的預測方法研究

楊靜深

摘 要:本文介紹了研究建筑工程結構施工安全的預測方法的重要性,并從四個方面總結了影響建筑結構施工的主要風險來源,通過介紹國內外學者的研究現狀,認為對施工現場安全危險源前饋信號和對安全風險實時預警方法的研究,將是建筑工程安全預測領域未來的研究方向和熱點。

關鍵詞:建筑工程施工安全預測方法

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0048-01

1 引言

建筑業在我國經濟中處于支柱產業的地位,中國每年基本建設投資額約占GDP的六分之一左右,中國經濟以每年8%左右的增長率發展,離不開基建投資的拉動。因為建筑業自身的特征,決定了建筑業是一個易發生事故、危險性高的行業。隨著中國社會越來越關注方方面面的安全問題,對建筑工程安全施工的要求越來越高,目前建設工程的安全施工形勢仍十分嚴峻,事故頻發的現象沒有得到根本扭轉,需要我們從施工的全過程對安全施工進行監控,并堅持“安全第一,預防為主”的觀念,推行實行事前預控的管理模式,在事故發生之前對其進行有效的預測和預防.

建筑結構施工的技術復雜性,施工難度大的特性,使工程施工過程中更容易發生工傷傷亡。項目建設是個復雜的大系統工程,各個階段、各個流水施工工段之間的相關關系對安全產生重大影響。建筑工程安全事故隨著工程的進度,是一種不斷變化的動態復雜過程,涉及到工程相關的人、機械等多方面因素,在一定條件下發生的,具有很大的不確定性、隨機性和偶發性,但安全事故的潛伏、初露端倪和最終爆發帶有一貫性、相關性和可類推性。

因此,人們可以通過對事故的現狀和歷史數據進行綜合分析,預測安全事故發生的情況,引起工程建設的各相關利益主體對安全問題的重視,為采取切實可行的措施提供參考。依據預測成果,工程建設相關單位,可以采取安全措施,準備應急預案,準備一旦事故發生時,迅速對人員急救、消滅事故,最大限度降低事故損失。

2 建筑結構工程施工的主要風險來源

建設工程施工的風險主要來源于:環境及地質情況的惡劣性、材料及機械設備工具的不安全狀態、人員的不規范行為和其他不利因素。

2.1 環境及地質情況的惡劣性

施工現場的環境復雜性或惡劣條件容易導致安全事故發生。例如,在低谷、潮濕、山地或雷雨多發區等地,容易發生人員意外傷害和財產損失;潛伏污泥和土地里的各種有毒氣體,造成地下施工人員中毒或窒息等傷害;不可抗拒級別的自然災害,如等級以上洪水、臺風、暴雨等因素易造成意外事故;因地質情況造成管涌、流沙、地陷等現象造成的意外事故。

2.2 材料及機械設備工具的不安全狀態

施工過程中,由于項目的規模、類型不同,施工機械的種類也繁雜,如各種起重機、挖掘機、車輛、傳送機械、混凝土攪拌機械等在施工場地相互配合,如果處于不良狀態,可能會導致相應的事故。如,運輸車輛剎車裝置失靈而未能及時發現,有可能導致車輛傷亡事故;如塔吊高空運輸材料,如果鋼絲繩處于不穩定、強度不夠狀態,有可能導致高空墜物,發生事故。

2.3 人員的不規范行為

在施工過程中,由于人員沒有按照規范采取安全防護措施、生產指揮人員不當等不規范行為,導致設備故障、損壞,傷害現場人員。施工人員的操作失誤,使自己和他人處于不安全狀態。

2.4 其他不利因素

不容易歸類的影響安全的因素,例如,設計部門的設計失誤,導致的安全事故;各工種之間交叉作業組織不當,相互之間發生事故等;施工組織設計中對安全隱患考慮的不充分,可能導致安全事故的發生

3 建筑施工安全預測方法的相關研究

當前建筑施工安全預測是研究的熱點問題,國內外大量學者在建筑施工安全預測方法的相關研究領域做了大量卓有成效的研究。

3.1 國外學者的研究內容1

由于建設施工市場安全風險預測缺乏相關數據和有效模型;Bentil構建了一種能夠讓建筑業預測事故的模型;Janicak研究了通過利用施工人員因素和安全程序因素的組合來有效地預測事故的方法。Gillen研究一些獨立變量如高空摔落的高度、安全氣候數值和安全裝置的位置對受傷嚴重性有著顯著的影響。Schmidt研究了一種以用來預測建筑事故造成損失的工具。Quintana等學者發展了一種事故的預測模型來提高安全績效,這種模型需要實時地確定和評價潛在的安全危險源。還有學者主要研究安全意識、安全文化和安全氛圍方面對施工事故發生的影響;有學者從工程項目全生命周期的角度分析,強調在設計階段對安全問題的重要影響,應高度重視安全問題。

Hinze和Gambatese論證了影響專業的施工單位安全成果的關鍵因素。Teo等學者研究發現,在某些因素下,現場安全施工發生的概率變大,如公司規章制度不健全、安全防護工作不足、現場員工不重視、安全責任范圍界定不清楚和施工人員安全知識培訓不足等。

Yi和Langford介紹了導致安全事故不同風險因素組合效果的概念。Carter和 Smith認為目前的安全危險源的識別水平遠遠不能滿足實際施工安全工作的要求,指出安全危險源的識別對于現場安全管理至關重要Blackmon 和 Gramopadhye觀測到現場施工人員常常把現場的警告當成一般的噪聲,從心里學角度分析,認為這個問題被認為是人的一種固有缺陷,即在沒有正面反饋時,無法保持持續的注意力。

3.2 國內學者對施工安全預測方法的研究

有學者根據某大型建筑沉降的動態數據,建立該建筑物沉降變形的時間序列模型,對建筑變形進行了檢測和預報,經校驗該模型能較準確檢測和預報建筑的變形,證明該模型的應用價值。

天津大學吳銘教授將模糊事故樹的方法應用到工程的實際當中,運用正態模糊理論建立事故樹,對高處作業墜落的具體實例進行分析。該分析方法能反映概率本身的模糊性,并允許概率賦值在一定程度上的誤差,有利于試驗數據和現場經驗的結合。丁傳波教授根據系統工程學原理,將建筑施工現場作為一個完整的系統,利用數理統計的方法,整理1994-2002年我國發生的建筑施工事故,分析管理和技術這兩個因素對施工安全狀況的影響,提出了預防和控制施工傷亡事故的對策。天津大學張文勝教授介紹了支持向量機理論的概念,并探討了支持向量機算法(SVM)的理論。對支持向量機算法和最小二乘法--支持向量機(LS-SVM)算法進行了研究,并進行建筑施工安全預測。

國內的研究2,主要以安全數據為依據進行預測分析,而沒有結合我國建筑施工安全形勢的變化。

4 結語

從文獻綜述可以看出,目前研究的成果只能“預測”到哪些工程區域和施工的哪些時候,施工現場安全風險容易爆發,而無法在施工現場安全事故發生之前做出及時和準確的判斷3。目前關于安全風險實時預警方面的研究不足,主要在于:1、現有的研究沒有充分重視施工現場安全危險源前饋信號;2、對安全風險的預測精度還不能令人滿意,離實時預測的要求還有很大差距。因此,研究施工現場安全危險源前饋信號和對安全風險實時預警方法的研究將是新的研究方向和熱點。

參考文獻

[1] 吳偉巍.Patrick T. I LAM,李啟明.施工現場安全危險源實時監控與安全風險預測方法研究[J].中國工程科學,2010(03):68-72．

[2] 張乾乾.建筑結構施工安全的預測方法[D].北京交通大學,2008.

[3] 王君,張明媛,袁永博.基于RS-GA-BP的建筑施工安全預測研究[J].工程管理學報．2010,24(6)647-650．