建筑安全控制及其应用

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1、建筑安全控制及其应用 xxx1、 安全科学的发展及特征2、主要经验性总结3、建筑安全因素分析与事故诊断技术4、建筑安全的预测研究1、安全科学的发展及特征安全科学的发展伴随着人类社会和生产技术的进步不断的从低级走向高级,纵观安全科学的理论和方法以及对安全科学的认识,可以把安全科学的发展划分为4个阶段。阶段认识方法特点1宿命论无能为力人类对灾害只能被动承受2局部安全事后反馈决策型建立在事故与灾害的经验上的局部安全意识3系统安全综合对策及系统工程建立事故系统的综合认识,认识到人、机、环、管综合要素4安全系统本质安全化、预防型从人与机器和环境的本质安全入手，建立安全的生产系统建筑行业的伤亡事故巨大,是

2、和建筑业自身的生产特点紧密相关的。第一，由于建筑产品的固定性,生产活动都必须围绕建筑物来进行,这就形成在有限的场地上集中大量的人员、建筑材料、设备和施工机具等进行立体交叉作业,相互干扰难免发生危险。第二,建筑施工露天，高空作业多,工作环境差，一栋建筑物从基础、主体结构到屋面工程、室外装修等,露天作业约占整个工程的70%,高度十几米或几十米甚至上百米,风吹日晒,条件艰苦。第三,建筑业自动化水平较低,大多数工种仍然以手工操作为主。工人工作时间长,劳动强度大,容易出现疲劳,注意力不集中造成安全事故。第四,建筑产品复杂,变化大规则性差,每栋建筑物从基础、主体到装修,每道工序不同,不安全因素也不同,即使

3、同一工序由于工艺和施工方法不同,生产过程也不同,并且随着工程进度的发展,施工现场的施工状况和不安全因素也随着变化,给防范事故风险带来一定的困难。第五,建筑工人安全文化素质较低,工作的随意性和流动性又大,不能得到长期很好的安全职业训练,给安全生产造成极大的隐患。因此如何借助现有的安全系统工程科学所取得的成果,分析建筑安全事故发生的因素及规律,对安全事故进行积极的预测、预防和评价,完善建筑安全管理体制、管理方法和管理手段,不仅对建筑安全管理科学的发展具有重要的理论意义,同时对建筑业发展有重要的现实意义。2、主要经验性总结1、新工人和工人流动率对安全的影响研究发现大部分工人总是随着同一个安全员变换工

4、地的话,这些工人的事故率会明显比较低。如果雇用一个工人的时间超过一年,工人的安全表现将有很大提高,时间越长,越安全。2、增加工作中的监控有利于改善安全状况,公司领导视察现场的频率越高,现场的伤亡率就越低。3、施工现场距离总部近的工程项目安全状况更好。 4、安全监理的性格与安全状况的关系,以及安全监理与工人的关系对事故伤亡率的影响研究发现安全监理的工作压力增加会导致安全状况下降,过分鼓励职工进行生产竞赛的安全员更容易引起事故。善于灵活协调下级关系的安全员事故率低。5、安全计划对降低事故率的重要影响。6、工作压力(尤其是由于经济原因造成的)会对项目的安全造成负面影响。7、与进度计划相吻合的工程安全

5、性能够得到更好的保障。8、总包是否专门召开现场安全会议,总包是否雇用专门的安全管理人员。9、安全事故的间接损失比直接损失要巨大的多。（一、直接经济损失指因事故造成人身伤亡及善后处理支出的费用和毁坏财产的价值。二、间接经济损失指因事故导致产值减少、资源破坏和受事故影响而造成其他损失的价值。三、 直接经济损失的统计范围1、人身伤亡后所支出的费用 （1）医疗费用（含护理费用） （2）丧葬及抚恤费用 （3）补助及救济费用 （4）歇工工资2、伤害处理费用（1）处理事故的事务性费用（2）现场抢救费用（3）清理现场费用（4）事故罚款和赔偿费用3、财产损失价值（1）固定资产损失价值（2）流动资产损失价值4、间

6、接经济损失的统计范围（1） 停产、减产损失价值（2） 工作损失价值（3） 资源损失价值（4） 处理坏境污染的费用（5） 补充新职工的培训费用（6） 其他损失费用）10、伤亡事故越严重,企业未纪录的间接损失越大,企业所统计的损失只是总损失当中极小的一部分。11、海因里希总结了工业安全的实际经验，提出了“工业安全公理该公理包括10项内容。工业生产过程中人员伤亡的发生，往往是处于一系列因果连锁之末端的事故的结果；而事故常常起因于人的不安全行为或(和)机械、物质(统称为物)的不安全状态。人的不安全行为是大多数事故的原因。人员在受到伤害之前，已经数百次面临来自物方面的危险。人员产生不安全行为的主要原因有

7、：不正确的态度；缺乏知识或操作不熟练；身体状况不佳；物的不安全状态及不良的物理环境。防止事故的四种有效的方法是：工程技术方面的改进；对人员进行说服、教育；人员调整；惩戒。除事故后用于赔偿及医疗费用的直接经济损失，只不过占事故总经济损失的五分之一。3、建筑安全因素分析与事故诊断技术危险源的辨识与分析危险源是可能导致人身伤害或疾病、财产损失、工作环境破坏或这些情况组合的危险因素1和有害因素2。危险因素强调突发性和瞬间作用的因素,有害因素强调在一定时期内的慢性损害和累计作用。建筑安全管理的目标之一就是对建筑系统中的危险源进行辨识和分析,进而对其进行控制。危险源的类型在建筑生产领域危险源是以多种多样的

8、形式存在的,危险源导致事故可归结为能量的意外释放或有害物质的泄漏。根据危险源在事故发生发展中的作用把危险源分为两大类,即第一类危险源和第二类危险源。1. 第一类危险源建筑安全系统中存在的可能发生意外释放的能量的载体或危险物质成为第一类危险源。能量或危险物质的意外释放是事故发生的物理本质。在建筑安全系统,属于第一类危险源的能量源主要有:电能、机械能、热能、位能和重力能、压力和拉力等,这些能量的意外失控会转化为破坏能量,造成人员伤害和财产损失。属于第一类危险源的危险物质主要有:爆炸性物品、有毒物品、腐蚀性物品、放射性物品等。建筑伤害与第一类危险源事故类型能量源或危险物的产生、储存能量载体或危险物高

9、处坠落人员借以升降的设备、装置人体物体打击产生物体落下、抛出、飞散的设备、场所、操作落下、抛出的物体车辆伤害移动的牵引设备、坡道运动的车辆起重伤害起重设备、龙门架、井架被吊起的重物机械伤害机械的驱动装置机械的运动部分、人体触电电源装置带电体坍塌基坑边坡、料堆、建筑物边坡土体、物料、荷载爆炸炸药炸药火灾可燃物火焰、烟气烫伤热源设备、加热设备、发热体高温物体、物质中毒窒息产生、储存有毒有害物质的装置、容器、场所有毒有害物质压力容器爆炸压力容器内容物2. 第二类危险源造成约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称作第二类危险源。在建筑生产中,人们为了利用能量,制造了各种机器设备,让能量按照人们的

10、意图在系统中流动、转化和做功为人类服务,而这些设备设施又可以看成是限制约束能量的工具。在正常情况下,生产过程中的能量或危险物质受到约束或限制,不会发生意外释放,即不会发生事故。但是,一旦这些约束或限制能量或危险物质的措施受到破坏或失效,则将发生事故。事故的发生是两类危险源共同作用的结果,第一类危险源是事故发生的前提,第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件。在事故的发生和发展过程中,两类危险源相互依存,相辅相成。第一类危险源是事故的主体,决定事故的严重程度,第二类危险源出现的难易,决定事故发生的可能性大小。在建筑安全系统,第一类危险源一般不可避免的存在,完全消除几乎不可能或付出的代价

11、过大,主要是通过消除第二类危险源的途径减少或消除事故的发生。按照现代事故致因理论研究,第二类危险源包括人的不安全行为、物的不安全状态、不良工作条件(环境)三个方面。管理失误或缺陷造成。海因里希多米诺骨牌事故致因理论按照轨迹交叉理论,应从四个方面考虑加强管理,避免或降低安全事故的发生。（1）防止人的不安全行为和物的不安全状态在时空交叉按照轨迹交叉论的观点,防止二者的轨迹交叉是避免事故发生的根本出路。所以在建筑施工活动中要积极采取隔离、屏蔽、防护等多种措施防止轨迹交叉。例如：施工中尽量避免立体交叉作业,临边洞口要及时隔离围护,各种机械加工设备必需配备必要的防护设施,临时施工用电必须符合国家的有关规

12、定,危险场地必需挂牌、上锁并有专人负责等等,都是防止轨迹交叉的措施。（2）重点控制人的不安全行为根据轨迹交叉理论,消除人的不安全行为可以避免事故。但是应该注意,人与机械设备不同,机器在人规定的约束条件下运转,自由度较少,而人的行为受各自思想的支配,有较大的行为自由性。人的不安全行为是复杂和动态的,具有多样性、计划性、目的性、可塑性,并接受安全意识水平的影响,受思维、情感、意志等心理活动的支配,同时也受道德观、人生观和世界观的影响;态度、意识、知识、认知决定人的安全行为水平,因而人的不安全行为表现出差异性。由于人的行为受到许多因素的影响,如作业时间急迫程度、作业条件的优劣、个人生理心理素质、安全

13、文化素质、家庭社会影响等,所以在建筑安全管理中必须高度重视人的不安全行为问题。不安全行为是一种人为失误,是操作者在生产过程中发生的、直接导致事故的人为失误。一般意义上的人为失误,可能发生在从事计划、设计、制造、安装、维修等各项工作人员的身上。管理者发生的人为失误是管理失误,是一种更加危险的人为失误。个人的能力、性格心理特征是人的不安全行为的主要影响因素。个人能力特征能力主要表现为感觉能力、注意能力、思维能力和行为能力等信息处理能力。人与人的能力是有差异的,即使是同一个人,在不同条件下能力的表现也不一样。能力直接影响其活动效率,是使活动顺利完成的个性心理特征。建筑工程中各种机械化作业、高空作业(

14、如搭设脚手架)等工作都是要求具有一定能力的人员才能胜任,这类危险性较高、较重要的作业,特别要求操作者有较高的能力,未取得操作资格的人员不得从事这类作业。个人能力首先体现在员工是否具有熟练的技能、按规则行动的能力及知识水平,经过职业教育和训练及长期工作经验可提高这方面的能力。其次,包括生理、身体、病理和药理状态。(3)控制物的不安全状态最根本的解决办法是创造本质安全条件,使系统在人发生失误的情况下也不发生事故。当然,受实际的技术、经济条件等客观因素的限制,完全在施工过程中杜绝物的不安全状态几乎是不可能的,但可以尽量采取措施,控制不安全因素。例如在施工用电方面,推广三相五线制及漏电保护,起重设备与

15、垂直运输吊架的防超载的力矩限制器、防超高限制器、变幅限制器、行程限位器,以及防坠器,断绳保险装置、安全门装置等。在建筑施工中积极推广利用现代的通讯设备和电子、计算机技术,努力提高施工现场安全的本质化防护水平,逐步实现施工现场安全管理和监控的现代化,就可以大量减少因人的意外失误而造成的安全事故率。(4)控制不安全的工作环境根据观察,在建筑施工过程中,不安全的工作环境因素有如下几方面:施工的空间大小,施工场地越小的工地,发生事故的可能性越大;温度、湿度、粉尘、噪音、振动、肮脏及热辐射等恶劣的环境;劳动与休息情况,工人过劳和休息时间不足显著影响人为失误频率发生;人员安排不合适会增加人员心理紧张程度;

16、组织机构、职权范围、责任、思想工作等对心理产生影响;与周围人员的人际关系;报酬、利益状况。建筑工人的低报酬以及不能及时足额获取劳动所得,造成工人紧张、躁动和不安的心情,容易诱发安全事故;工作指令包括书面规程、口头命令、相互理解、注意、警告等形式,建筑安全事故中有相当比例是由于错误的工作指令所造成。危险源的识别施工现场主要存在的重要危险源清单序号作业/活动/设施/场所重要危险源可能导致的事故1施工准备施工环境在安全距离内的输电线路未采取安全触电绝缘防护隔离措施触电2施工准备施工环境地下管线和地下障碍物未明或管线lm内机械挖土(电、水、煤气、光缆等)综合伤害3桩机施工桩架移动组装验收桩架的地基不平

17、或承载力不够机具伤害4桩基施工灌注桩施工浇筑混凝土前孔口未设防护栏高处坠落5挖土施工井点降水冲孔前未对地下障碍和空中管线确认触电6挖土施工挖土挖土过程中土体产生裂缝坍塌7挖土施工挖土基坑边堆土堆载超过规定要求坍塌8挖土施工凿桩工程桩头露出超过2m未进行凿除物体打击9结构工程钢筋工程绑扎悬空大梁时站在模板上操作高处坠落10结构工程模板工程现浇混凝土模板支撑系统无验收坍塌11结构工程模板工程模板物料集中超载堆放坍塌12结构工程模板工程支拆模板在2m以上无可靠立足点高处坠落13结构工程模板工程木板支撑在脚手架上坍塌14结构工程模板工程材料堆放高度超过码放规定坍塌15安装装饰油漆防水、防腐易燃易爆物施

18、工无防火措施火灾或爆炸16安装装饰射钉枪施工使用射钉枪人体无固定措施机具伤害17安装装饰电气焊施工氧气乙炔无防止回火装置触电18安装装饰吊篮吊篮无生命绳或生命绳无防磨损措施高处坠落19安装装饰强弱电配电间内操作人员不带防护用品触电20施工全过程脚手架脚手架7m以上拉结少于规定的要求坍塌21施工全过程脚手架跳板漏铺高处坠落22施工全过程脚手架卸料平台支撑系统和脚手架相连坍塌23施工全过程悬挑脚手架外挑杆件与建筑物结构连接不牢高处坠落24施工全过程悬挑脚手架挑梁作业人员不系安全带高处坠落25施工全过程附着式脚手架框架焊接或螺栓连接不符合要求高处坠落危险源的分析建筑安全危险源的分析是根据经验或者假设

19、进行推理和判断的基础上得出危险因素的结论。危险源分析的方法很多,例如常用的有鱼刺图分析法、事件树分析法、事故树分析法等。鱼刺图法（三种类型）A、 整理问题型鱼骨图（各要素与特性值间不存在原因关系，而是结构构成关系）（结构化：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，而且这种分解是自顶向下，逐层分解，使得每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。）B、原因型鱼骨图（鱼头在右，特性值通常以“为什么”来写）C、对策型鱼骨图（鱼头在左，特性值通常以“如何提高/改善”来写） 头脑风暴发（Brain StormingBS）：一种通过集思广益、发挥团体智慧，从各种不同角度找出问题所有原因或构成要素的会

20、议方法。头脑风暴法有四大原则：严禁批评、自由奔放、多多益善、搭便车。事件树分析法（Event Tree Analysis，简称ETA） 事件树分析法是一种时序逻辑的事故分析方法，它以一初始事件为起点，按照事故的发展顺序，分成阶段，一步一步地进行分析，每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态（成功或失败，正常或故障，安全或危险等）之一的原则，逐步向结果方面发展，直到达到系统故障或事故为止。事故树1、 事故树的构成事故树是由各种事件符号和逻辑门组成的。 事件符号主要由矩形符号、圆形符号、屋形符号和菱形符号组成。 矩形符号 圆形符号 屋型符号 菱形符号 矩形符号表示顶上事件或中间事件,即还需要

21、往下分析的事件。具体作树图时将事件内容扼要记入矩形方框内。圆形符号表示基本事件,即最基本、具体的不再往下分析的事件。屋形符号表示正常事件,即系统处在正常状态。菱形符号有两种含义:其一表示省略事件,即没有必要详细分析或其原因尚不清楚的事件;其二表示二次事件,即不是本系统的事故原因事件,而是来自系统之外的原因事件。 逻辑门的种类较多,各种符号所表示的函数关系及其含义如下所示。以建筑施工工地中架子工从15m高空坠落死亡事故为例,说明事故树方法在建筑安全管理中的具体运用。在此案例分析中,顶上事件为高空坠落事故,简化起见,以“安全带不起作用”和“意外坠落”为第二层中间缺损事件,用与门符号将第二层中间缺损

22、事件与顶上事件连接并进行层层分析,一直到基本事件为止。基本事件即为可能导致高空坠落的危险因素。高空坠落原因分析表 高空坠落伤害分类可能发生事故的因素人总包与分包之间安全失控;安全员检查不严不紧不细;新工人上岗未进行三级教育;思想麻痹;有高血压、心脏病、贫血、癫痈病工人登高作业;三级教育;思想麻痹;有疾病工人登高作业;环境突遇大风、暴雨天气;夏季高温中暑;冬雨季施工脚手板、跳板上雨浸霜冻易滑;危险地段或坑井边、陡坎处未设警示、警灯,未加设围护栏杆;夜间施工照明不够。材料安全网质量不好或有破损;安全带质量不好或使用过久;安全帽质量不好或未扣安全帽;架杆、扣件材料质量规格不符合要求;围护栏、栅栏不结

23、实或质量有问题;梯子材料不结实。机具设备人货升降机限位保险装置失灵或“带病”工作;人货升降机钢丝绳磨损断裂;自制爬架等设备未经有关部门检验审批。安全技术措施未用“三宝”或“三宝”使用不当;人货升降机超载;脚手架、垂直机械未经验收就使用;垂直运输机械操作工无证上岗;井架吊篮载人上下;洞口未防护,临边未防护;架杆搭设不符合要求;立柱、独立梁支模不搭脚手;在屋架上弦、支撑、挑架、挑梁等未固定物件上行走作业;脚手板有空头板;爬架提升时违章作业;拆除工程违章作业。调查与顶上事件有关的所有原因事件,简化考虑以下10项危险因素：支撑不合格 ：安全员检查不仔细：安全带质量不合格 事故树示意图事故树的定性分析求

24、最小割集运用布尔代数化简法计算该事故树的最小割集（布尔代数法最简单，应用普遍）得到8组最小割集x1,x6,x7,x9,x10、x2,x3,x6,x7,x9,x10、x4,x6,x7,x9,x10、x5,x6,x7,x9,x10、x1,x8,x9,x10、x2,x3,x8,x9,x10、x4,x8,x9,x10、x5,x8,x9,x10这几个事件组合发生，不管其他事件发生与否，顶上事件发生。最小径集求最小径集是利用它与最小割集的对偶性，首先作出与事故树对偶的成功树，就是把原来事故树的“与门”换成“或门”，“或门”换“与门”，各类事件发生换成不发生。然后，利用上节所述方法，求出成功树的最小割集经对

25、偶变换后就是事故树的最小径集。得到六组最小径集,它们分别是:xl,x2,x4,x5、xl,x3,x4,x5、x6,x8!x7,x8、x9、x10，这六组有一组不发生顶上事件就不会发生。 根据最小割集进行结构度分析（简易算法） 重要度顺序原则：若两个基本事件仅出现在基本事件个数相等的若干最小割集中，则在不同最小割集中出现次数相等的基本事件，其结构重要度系数相等；出现次数多的，结构重要系数大，少的，重要系数小） x1=x6=x7=x9=x10=1/5 x2=x3=x6=x7=x9=x10=1/6 x4=x6=x7=x9=x10=1/5 x5=x6=x7=x9=x10=1/5 x1=x8=x9=x1

26、0=1/4 x2=x3=x8=x9=x10=1/5 x4=x8=x9=x10=1/4 x5=x8=x9=x10=1/4积分累加x1=x4=x5=1/5+1/4=9/20 x2=x3=1/5+1/6=11/30 x6=x7=3/5+1/6=23/30 x8=1/4+1/5+1/4+1/4=19/20 x9=x10=4/5+1/6+3/4=103/60从结果可以看出因此,脚手架护栏搭设高度是否符合标准以及是否按要求搭设了水平防护网对预防高空坠落伤亡事故是最重要的因素,其次是空头板,在安全管理中应重点检查防范。公式（i=1，2，3）k：最小割集数Er：最小割集：最小割集内基本事件个数以X9为例：4、

27、建筑安全的预测研究4.1建筑安全危险性因素预测研究对施工过程可能发生的安全事故危险性因素进行预测,其目的是获得必要的信息,以实现对施工过程的事故控制。即依据预测成果:采取安全技术措施,千方百计预防事故的发生;采取应急计划措施,准备万一发生事故,不至于手忙脚乱,迅速急救、消灾,将事故可能造成的损害降低到最低程度；制定安全检查表,对施工过程实施有效的安全督促与检查。4.1.1危险性因素预测的基本原理与方法 根据事故树的基本理论得知,顶上事件(事故)的发生是多种因素共同作用的结果,对于顶上事件的控制,只要在其可能途径中采取措施消除了其中一个或多个致因因素,顶上事件的发生就缺乏必要的“能量”而不会发生

28、,这就是事故预测与控制的基本原理。建筑施工安全事故危险性因素预测括三个方面内容:发生的可能性(L);人员暴露于危险环境中的频繁程度(E);危害的严重度(C)。1.事故发生可能性的界定(1)基本假设假设造成顶上事件发生的基本事件有四种状态,其含义与符号表示为:x*必然发生为必然事件;不可能发生为不可能事件;用表示基本事件X发生概率较大,x表示基本事件X发生概率较小,称、x均为随机事件。在事故树模糊分析中,基本事件x究竟处于什么状态,是通过对施工作业系统危险因素的辨识来确定的。实验表明，发生概率为，针对问题进行改善转换状态到x，x发生概率能达到数量级，关系做出假设0p(x)p()1千万有重大环境影

29、响81人死亡或多人永久失能多人患职业病100万（含）-1000万有中等环境影响41人永久失能1人患职业病10万（含）-100万有较轻环境影响2需医院治疗，缺工职业性多发病1万（含）-10万有局部环境影响1轻微，仅需急救职业因素引起的身体不适1万无环境影响3.根据可能性和后果确定风险程度RR=LS=MES风险程度的分级见表4表4 风险程度分级R=MES风险程度（等级）R=MES风险程度（等级）180一级20-48四级90-150二级18五级50-80三级二、评价分值的确定1. M分值的确定（措施状态） M值对特定危害导致特定事故而言，有无控制措施或减轻后果的应急措施。例如，员工在粉尘浓度超标的作

30、业环境下工作，对于导致尘肺病而言，如果无通风设施或操作者不配戴防尘口罩，M取5；通风设施有效或戴防尘口罩且有效，M取1；通风设施或防尘口罩只有一定效果，M取3。2. E分值的确定（1）人身伤害和职业相关病症（2）财产损失和环境影响 财产损失和环境影响是特定危险状态相关的，E2表示危险出现的频次，与人员暴露的情况不同。三、MES法应用实例例 常见业务活动的危害识别、风险评价序号危害可能的事故风险评价打分说明MESR级别1穿拖鞋开车交通事故16848四1：有相关的制度约束；6：每天都在驾驶，发生刹车失灵一般会发生交通事故；8：一般为死亡或重伤2通过铁路道口时不注意瞭望交通事故12816五1：有相关的制度约束；2：虽天天驾驶，但不是天天经过铁路道口；8：若发生事故至少是1人死亡3炊事员作业时未戴工作帽毛发掉落污染食物16212一1：有相关制度；6：每天都在作业；2：即使污染食物也未必发生食物中毒事件4漏电保护器长期使用未更换，电工在接线前未做接线试验失灵引起触电3108240一3：有绝缘护品；10：有连续暴露；8：死亡1、R=LS L:危险发生的可能性 S:后果严重性 R=MES M:措施状态 E:暴露频度 宋大成 S=LEC L: 最小割集可能性等级（事故发生的可能性）E:频度 C:危害严重度 格雷厄姆