基于層次分析和預(yù)先危險性分析法的建筑施工風(fēng)險評價

陳舒馨，郭 聳，陳學(xué)兵，李晨晨

(南京理工大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 210094)

近年來，我國的基礎(chǔ)建設(shè)正處于穩(wěn)步增長的階段，而此階段建筑業(yè)發(fā)展迅速，但建筑施工過程中眾多的不安全因素導(dǎo)致事故頻發(fā)，建筑安全問題深刻地影響到建筑業(yè)的發(fā)展[1-2]。

國內(nèi)學(xué)者對建筑施工安全管理方面進行了比較深入的研究[3-4]，如針對建筑施工中安全管理的重要性進行了研究，并提出了促進建筑施工安全的有效措施，包括：建立安全管理制度、促進施工人員素質(zhì)以及完善施工管理的安全機制等。

綜上可見，我國在建筑施工安全管理方面的研究比較宏觀，并未細(xì)化和定量分析建筑施工的危險有害因素。為此，本文基于建筑施工的危險性特征，利用層次分析法與預(yù)先危險性分析法相結(jié)合的分析方法，對建筑施工現(xiàn)場中存在的固有或潛在的風(fēng)險進行定性和定量分析，從量上說明分析對象的安全性程度，進而采取預(yù)防和控制措施，優(yōu)選措施方案，以提高安全水平，確保企業(yè)安全生產(chǎn)，盡可能減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

1 建筑施工的危險性特征

建筑施工具有以下危險性特征：

(1) 建筑產(chǎn)品固定、體積大、生產(chǎn)周期長。建筑產(chǎn)品一般體積大、位置相對固定，一旦施工結(jié)束就固定不動，而生產(chǎn)活動均圍繞建筑物來進行。因此，在有限場地上大量工人、建筑材料、設(shè)備零部件和施工機具高度集中、同時作業(yè)且生產(chǎn)周期長，這也是建筑行業(yè)的顯著特點[5]。

(2) 建筑施工的人員流動性大。一般來說，一項建筑工程結(jié)束后施工隊伍會立即轉(zhuǎn)移至新的地點進行下一項施工項目，而施工隊伍中的季節(jié)工、臨時工和勞務(wù)人員占有相當(dāng)大的比例，因而建筑施工隊伍的人員流動性明顯高于其他行業(yè)。

(3) 建筑施工露天、高空作業(yè)多，工作條件惡劣。建筑施工隊伍長期在室外工作，整個施工過程中露天作業(yè)約占70%，夏季熱、冬季冷，風(fēng)吹日曬，其工作條件惡劣。近年來建筑物多以高層建筑為主，十幾層至幾十層不等，因而絕大部分工人的施工條件為高空、露天作業(yè)。

(4) 建筑施工流動性大使施工設(shè)備和防護設(shè)施具有臨時性。由于建筑施工流動性大，易使施工人員產(chǎn)生臨時、不負(fù)責(zé)的思想，容易忽視施工設(shè)備和防護設(shè)施的質(zhì)量，無法及時排除施工的安全隱患，易導(dǎo)致事故的爆發(fā)。

(5) 建筑施工工藝和方法多樣、規(guī)律性差。建筑施工從基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)到層面建筑等有眾多工序，即便是同一道工序也會因工藝和施工方法的不同導(dǎo)致生產(chǎn)過程的不同，不安全因素也不同，而且隨著工程施工進度的變化，施工現(xiàn)場的工況和不安全因素也在發(fā)生變化。盡管建筑施工有一定的規(guī)律性，但施工隊伍為了完成施工任務(wù)會采取較多的臨時措施，因而影響了其規(guī)律性，而建筑產(chǎn)品的多樣性及施工條件的差異性，也使建筑施工沒有固定的、通用的施工方案。

總體來說，我國建筑施工具有規(guī)模大、復(fù)雜程度高、危險性較大以及基礎(chǔ)資料缺失等特點。

2 建筑施工危險性分析方法的選用

在選用分析方法時需根據(jù)分析對象的特點、具體條件以及需要的危險性分析方法的特性，可選用幾種方法對同一對象進行分析，經(jīng)綜合、互相補充、相互驗證，以提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。因此，本文在選擇建筑施工危險性分析方法時主要從以下幾個方面進行考慮：

(1) 分析系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜程度。根據(jù)分析對象的規(guī)模、組成要素、復(fù)雜程度、工藝類型、工藝過程復(fù)雜性、原材料及產(chǎn)品特性，選用適合的危險性分析方法。需要注意的是，隨著系統(tǒng)規(guī)模、復(fù)雜程度地增加，有些分析方法的工作時間、工作量、工作難度和費用都會相應(yīng)地增加，這種情況下應(yīng)對首選的方法進行篩選，并確定需要分析的內(nèi)容的詳細(xì)程度，最后選用合適的分析方法。建筑產(chǎn)品的綜合性決定了建筑施工的復(fù)雜性。由于建筑產(chǎn)品是露天、高空作業(yè)，甚至有的是地下作業(yè)，加上施工的流動性和個別性，必然造成建筑施工的復(fù)雜性，并且施工過程中涉及到的人、機、物和環(huán)境因素總是相互交叉，使分析系統(tǒng)在一定程度上具有復(fù)雜性，導(dǎo)致其分析工作量和工作難度都較大。因此，根據(jù)危險性分析方法的選用準(zhǔn)則，首先選擇層次分析法對建筑施工中的危險性進行分析。

(2) 分析對象的工藝類型和工藝特征。不同危險性分析方法大多被應(yīng)用于不同工藝過程和分析對象的研究，如預(yù)先危險性分析法適用于機械、建筑施工以及化工生產(chǎn)系統(tǒng)的危險性分析，道化學(xué)法、蒙德法等適用于化工類工藝過程的危險性分析。因此，針對建筑施工的危險性可選用預(yù)先危險性分析方法。

(3) 分析對象的危險性。根據(jù)統(tǒng)計資料，對一些危險性較高的分析對象往往采用嚴(yán)格的、系統(tǒng)的分析方法；反之，可采用經(jīng)驗的、不太詳盡的分析方法(如安全檢查表法等)。對規(guī)模大、復(fù)雜、危險性較高的分析對象往往先用半定量或定量的分析方法(如層次分析法等)進行分析，然后再對重點部位(指標(biāo)或因素)采用較宏觀概略的定性分析法(如預(yù)先危險性分析法等)進行分析。

(4) 資料占有情況。如果分析對象的定量數(shù)據(jù)和技術(shù)資料齊全，則可進行定性和定量分析，并選擇相應(yīng)的定性和定量分析方法；但是，如果分析對象屬于新開發(fā)的物質(zhì)，數(shù)據(jù)和資料都不充分，又缺乏可類比的數(shù)據(jù)和技術(shù)資料，則只能采用預(yù)先危險性分析等定性分析方法進行概略的分析。一般情況下，一些分析方法特別是定量分析方法應(yīng)用時需要充分的統(tǒng)計數(shù)據(jù)(如各基本事件、故障發(fā)生的概率等)作為依據(jù)，若缺少這些數(shù)據(jù)，定量分析方法的應(yīng)用則會受到限制。在對建筑施工危險性進行分析的過程中，由于缺乏有關(guān)評價指標(biāo)定量分析的數(shù)據(jù)，所以定量分析受到了限制。對此，可考慮采取定性與定量分析相結(jié)合的綜合分析方法[7]。即先利用層次分析法對建筑施工的所有危險有害因素評價指標(biāo)的權(quán)重進行計算，再利用預(yù)先危險性分析法針對整個系統(tǒng)中權(quán)重較高的指標(biāo)進行詳細(xì)分析。

3 基于層次分析法和預(yù)先危險性分析法綜合評價建筑施工的風(fēng)險

3. 1 層次分析法的應(yīng)用

本文利用層次分析法對建筑施工現(xiàn)場存在的危險有害因素進行分析，具體分析步驟如下[8-10]：

(1) 建立分層遞階結(jié)構(gòu)模型。本文建立的建筑施工危險有害因素分層遞階結(jié)構(gòu)模型，見圖1。

(2) 構(gòu)造判斷矩陣并計算各評價指標(biāo)的權(quán)重。

圖1 建筑施工危險有害因素分層遞階結(jié)構(gòu)模型Fig.1 Diagram of the stratified hierarchical structure model of risk factors of building construction

利用專家打分法對各評價指標(biāo)進行打分，可得到數(shù)據(jù)形式的判斷矩陣，再采用方根法對判斷矩陣進行權(quán)重計算，得到每個層次各個評價指標(biāo)的權(quán)重，并按一致性檢驗的相關(guān)原理、公式及步驟對判斷矩陣進行一致性檢驗。具體計算結(jié)果詳見表1至表6，其中平均隨機一致性指標(biāo)RI的取值見表7。

表1 準(zhǔn)則層關(guān)于A的判斷矩陣一覽表

表2 指標(biāo)層關(guān)于B1的判斷矩陣一覽表

表3 指標(biāo)層關(guān)于B2的判斷矩陣一覽表

表4 指標(biāo)層關(guān)于B3的判斷矩陣一覽表

表5 指標(biāo)層關(guān)于B4的判斷矩陣一覽表

表6 指標(biāo)層關(guān)于B5的判斷矩陣一覽表

表7 平均隨機一致性指標(biāo)RI取值一覽表

一般認(rèn)為，當(dāng)CR=CI/RI>0.1時，單排序的結(jié)果是不符合一致性檢驗要求的；當(dāng)CR=CI/RI<0.1時，單排序的結(jié)果才是符合一致性檢驗要求的。計算得指標(biāo)層關(guān)于A、B1、B2、B3、B4和B5的CR值分別為0.029、0.004 3、0.004 3、0.025、0.064和0.009，其結(jié)果均滿足一致性檢驗的要求。

CR(k)=CR(k-1)+CI(k)/RI(k)

若CR<0.1，則可認(rèn)為總排序的結(jié)果符合一致性檢驗的要求；否則就需要重新改變判斷矩陣的取值，直到CR<0.1。

以指標(biāo)層數(shù)據(jù)為例，總排序一致性檢驗計算過程如下：

CI(3)=0.022

RI(3)=0.725

故此結(jié)果滿足一致性檢驗的要求。

表8列出了建筑施工危險有害因素分析中各層次評價指標(biāo)的權(quán)重。

由表8可見：在準(zhǔn)則層中評價指標(biāo)權(quán)重的總排序為：人的因素(B1)>建筑施工機械設(shè)備因素(B3)>安全管理因素(B4)>建筑施工材料因素(B2)>現(xiàn)場環(huán)境影響因素(B5)；通過指標(biāo)層評價指標(biāo)累計權(quán)重的比較可知，決策者的安全綜合素質(zhì)與安全技術(shù)水平(C1)、大型施工設(shè)備的安全管控情況(C7)、施工現(xiàn)場管理者的安全綜合素質(zhì)與安全技術(shù)水平(C2)、安全管理制度落實情況(C11)和施工材料的進場驗收情況(C4)在整個評價指標(biāo)體系中的權(quán)重相對較高。因此，在針對建筑工程項目施工過程中的安全影響因素進行分析以及制定建筑施工安全防護措施時需要多加關(guān)注[11]。

表8 建筑施工危險有害因素分析中各層次評價指標(biāo)的權(quán)重一覽表

3. 2 預(yù)先危險性分析法的應(yīng)用

基于層次分析法的計算結(jié)果，得出了整個評價指標(biāo)體系中的權(quán)重較高的5項危險有害因素，即決策者的安全綜合素質(zhì)與安全技術(shù)水平、大型施工設(shè)備的安全管控情況、施工現(xiàn)場管理者的安全綜合素質(zhì)與安全技術(shù)水平、安全管理制度落實情況和施工材料的進場驗收情況。然后再利用預(yù)先危險性分析法對建筑施工系統(tǒng)中這5項危險有害因素進行詳細(xì)分析，以消除或減少潛在危險有害因素發(fā)生的可能性。為了判定危險有害因素對建筑施工系統(tǒng)破壞性的影響大小，預(yù)先危險性分析法給出了各類危險性等級的界定標(biāo)準(zhǔn)，詳見表9。

表9 危險性等級的界定標(biāo)準(zhǔn)

通過查閱文獻以及調(diào)查事故報告，分析得出上述5項危險有害因素的誘發(fā)條件以及可能造成的后果，并根據(jù)表9危險性等級的界定標(biāo)準(zhǔn)，有針對性地提出了防范措施，如加強對決策者的安全教育，提升其安全素養(yǎng)；完善企業(yè)的安全管理機制，確保決策者做出決策時有法可依；定期對大型設(shè)備進行檢查和維修；加強對安全生產(chǎn)主管人員的安全教育培訓(xùn)，提高管理者的安全技術(shù)水平；企業(yè)要建立一個有力的監(jiān)督機制，以確保各項安全管理制度的落實；施工材料要有專人負(fù)責(zé)，對進場材料要進行嚴(yán)格審查；等等。建筑施工危險有害因素預(yù)先危險性分析一覽表，詳見表10。

4 結(jié) 論

本文基于建筑施工危險性的特征，采用層次分析法與預(yù)先危險性分析法相結(jié)合的分析方法，對建筑施工現(xiàn)場中存在的固有或潛在的風(fēng)險進行了定性和定量分析，得出以下結(jié)論：

(1) 利用層次分析法對施工現(xiàn)場的危險有害因素進行分析，構(gòu)建判斷矩陣計算其權(quán)重，經(jīng)一致性檢驗后，得出準(zhǔn)則層中5個指標(biāo)權(quán)重的排序，即人的因素>建筑施工機械設(shè)備因素>安全管理因素>建筑施工材料因素>現(xiàn)場環(huán)境影響因素。

表10 建筑施工危險有害因素預(yù)先危險性分析一覽表[12-14]

(2) 通過指標(biāo)層的權(quán)重值比較，得到評價指標(biāo)體系中權(quán)重相對較高的5個危險有害因素，即決策者的安全綜合素質(zhì)與安全技術(shù)水平、大型施工設(shè)備的安全管控情況、施工現(xiàn)場管理者的安全綜合素質(zhì)與安全技術(shù)水平、安全管理制度落實情況和施工材料的進場驗收情況。

(3) 利用預(yù)先危險性分析法對指標(biāo)層中權(quán)重值較高的5個危險有害因素進行分析，進而歸納出降低建筑施工企業(yè)安全風(fēng)險的措施，如：施工現(xiàn)場應(yīng)注意施工材料的安全管理，施工材料應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，并在規(guī)定地點擺放材料，禁止胡亂堆砌；在施工過程中，監(jiān)管人員應(yīng)嚴(yán)禁施工人員違章操作，若有違章操作應(yīng)從重處罰，從而盡可能地減少施工現(xiàn)場的危險有害因素。