修正安全評價法在裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源管理中的應(yīng)用研究

李成華，田容凡

(西安工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，西安 710021)

隨著我國城市化進程的不斷的推進，裝配式建筑在我國開始大規(guī)模發(fā)展，但其施工與傳統(tǒng)建筑相比，仍然存在一些安全因素問題[1]。由于建筑施工的周期較長且具備固定性特征，造成建設(shè)工程中的施工作業(yè)者流動快速，而施工者的構(gòu)成結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，難以對其進行安全方面的培訓(xùn)，從而導(dǎo)致建設(shè)工程中存在較多危險源[2]。加之裝配式結(jié)構(gòu)施工方式有別于傳統(tǒng)建筑施工，所以造成施工過程當中的危險源有所差別，導(dǎo)致目前鮮有關(guān)于裝配式結(jié)構(gòu)危險源安全評價及管理方面的研究。

建筑項目工程通常規(guī)模較大，工期較長，施工流程復(fù)雜且具有諸多不確定的安全因素，因此存在顯著的安全問題。針對安全問題應(yīng)以危險源為切入點，并采用合理的安全評價方法作為對危險源進行安全管控的標準。現(xiàn)有的建筑施工安全管理研究中大多采用事故發(fā)生可能性法(Likelihood-Exposure-Consequence，LEC)和危險源控制措施法(Measures-Exposure-Sequel，MES)兩種半定量安全評價方法[3-8]，但由于兩種方法均存在一些不足之處，因此文獻[9-11]對這兩種評價方法提出了進一步的修正和改進。

基于當今裝配式結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的大背景，針對目前所常用的MES評價法在建筑行業(yè)施工過程中危險源安全評價的欠缺與不足，本文提出一個更為適合裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源的安全評價標準。運用該修正安全評價法對其風(fēng)險等級進行評價，以期更加合理的確定裝配式建筑施工階段的安全評價等級，為加強危險源安全管控，預(yù)防并減少安全事故，助推裝配式建筑施工安全工作奠定了良好基礎(chǔ)。

1 MES安全評價法

1.1 MES法數(shù)學(xué)模型

MES安全評價法的產(chǎn)生是根據(jù)風(fēng)險的定義，因為風(fēng)險是由安全生產(chǎn)過程中一系列固有的危險事件發(fā)生的可能性L和其所造成后果S的結(jié)合，以兩者的乘積R值的大小來反映風(fēng)險程度。

導(dǎo)致人員傷害事故產(chǎn)生可能性L的主要因素有2個[12]，即M為對事故危險源的控制措施；E為人員在危險環(huán)境中暴露的頻繁程度。繼而在此基礎(chǔ)上提出MES評價法。其表達式為

R=L×S=M×E×S

(1)

式中：R為風(fēng)險程度；L為事故發(fā)生的可能性；S為事故可能導(dǎo)致的后果；M為危險源控制措施程度；E為在危險環(huán)境中暴露的頻繁程度。具體賦值方法見表1～4。

表1 危險源控制措施程度(M)

表2 在危險環(huán)境中暴露的頻繁程度(E)

表3 事故可能導(dǎo)致的后果(S)

表4 風(fēng)險程度等級(R)

1.2 MES安全評價法分析

MES安全評價法是在LEC法的基礎(chǔ)上采取進一步定量化改進后得到的。由于LEC評價法中的L項主要是確定了生產(chǎn)系統(tǒng)中表述系統(tǒng)本體的客觀缺陷，而并未針對人為控制措施等主觀因素加以補充，其只分析了事件發(fā)生的可能性，評價過于模糊，且在評價事故后果時只考慮到了人員傷亡情況，未考慮財產(chǎn)損失造成的影響。但在安全管理中，通過限制風(fēng)險因素可能觸發(fā)事故的可能性，便能控制危險源引起事故發(fā)生。因此MES法以更為定量化的M項替代了LEC法中的L項，使L不再為決定因素。此外，MES還同時考慮到了事故發(fā)生后可能導(dǎo)致財產(chǎn)損失的安全評價因素，使該安全評價法分析結(jié)果更為定量化，提高了安全評價的可靠性。

2 基于MES的修正安全評價法

盡管MES安全評價法具有更加明顯的優(yōu)勢，但在裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源安全評價中仍存在一些不足，所以吸取其優(yōu)點并對不足處加以修正，提出一種修正安全評價法十分有意義。

2.1 修正依據(jù)

2.1.1 對危險事件發(fā)生的可能性L的修正

對該項的修正主要在于兩點：

1) 事故是系統(tǒng)的能量異常流動或物質(zhì)意外釋放的結(jié)果，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生事故的根本原因，是系統(tǒng)中存在具有固有屬性的隱患。任何一個生產(chǎn)系統(tǒng)都是能量儲存和轉(zhuǎn)換的客觀實體，是一個可在人的控制下進行轉(zhuǎn)換和運移的活動體系，因此系統(tǒng)生產(chǎn)的事故隱患存在應(yīng)以人為能否實現(xiàn)為判斷準則[9]。

由于能量是可以受到人為因素影響的，所以通過理論分析和工程實踐，并結(jié)合建筑施工行業(yè)的特征因素，提出適用于建筑施工生產(chǎn)系統(tǒng)隱患評價的賦值標準，才能使該評價法更加準確。以C1表示裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中危險源的固有風(fēng)險程度，以C2表示風(fēng)險控制措施的狀態(tài)，使其能夠綜合反映事故的嚴重程度以及安全防護措施對于出現(xiàn)事故后可提供的增益保護程度，使L=C1-C2即可對M項加以修正。

2) MES安全評價法中對人員以及財產(chǎn)或環(huán)境在危險環(huán)境中暴露的頻繁程度加以區(qū)別，分別以E1和E2表示。但在建筑施工生產(chǎn)過程中，人員活動始終貫穿其中，所以人員及財產(chǎn)在危險環(huán)境中通常是同時暴露的。因此修正安全評價法中將E1和E2兩項合并，使其更加符合裝配式建筑施工實際情況。

2.1.2 對事故可能導(dǎo)致的后果S的修正

2.2 修正安全評價法數(shù)學(xué)模型

根據(jù)上述修正依據(jù)，提出一個基于MES的修正安全評價法，以使該方法能夠?qū)ρb配式結(jié)構(gòu)施工中的危險源進行更加準確且合理的安全評價。該安全評價法表達式為

(2)

各項具體賦值見表5～8。

表5 固有危險程度 (C1)

表6 控制措施程度 (C2)

表7 在危險環(huán)境中暴露的頻繁程度(E)

表8 在危險環(huán)境中暴露的頻繁程度

2.3 兩種安全評價法應(yīng)用對比分析

修正評價法是以MES法為基礎(chǔ)，因此在使用該方法對危險源風(fēng)險評價分值進行等級劃分時應(yīng)當根據(jù)實際評價分值與事故后果的嚴重程度，并參考MES評價法的等級劃分取值范圍，最后依據(jù)該分值將風(fēng)險劃為六個等級見表9。

運用MES安全評價法以及修正安全評價法，對裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中的部分危險源進行安全評價。通過對比兩者評價分值差異以分析驗證修正安全評價法的合理性。MES法評價結(jié)果見表10，修正安全評價法評價結(jié)果見表11。

表9 風(fēng)險程度等級(R)

對比分析表10與表11的評價結(jié)果可見：由于MES評價法不能對人員傷亡和財產(chǎn)損失進行獨立評價，從而出現(xiàn)現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件堆放不當?shù)陌踩u級高于構(gòu)建質(zhì)量缺陷以及多塔吊交叉作業(yè)，致使評價結(jié)果不符合實際情況。修正安全評價法針對工程實際情況，綜合考慮了各種危險因素的固有風(fēng)險程度以及應(yīng)對危險因素的安全控制措施程度，并且在分析事故可能性后果時，同時獨立考慮人員傷亡、財產(chǎn)損失以及對環(huán)境造成傷害程度這三種事故后果。例如：在對人員高空作業(yè)以及現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件堆放不當這兩種危險源進行評價時，雖然高空作業(yè)可能會造成人員死亡但財產(chǎn)損失較少，而預(yù)制件堆放不當對人員造成傷害相對較輕但卻會造成較嚴重的財產(chǎn)損失，故而風(fēng)險程度評分要高于前者，由此可見修正安全評價法更具合理性。

表10 MES評價法對部分裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源的安全評價

表11 修正評價法對部分裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源的安全評價

3 修正安全評價法實例應(yīng)用

3.1 工程概況

該裝配式結(jié)構(gòu)工程項目位于西安市西咸新區(qū)秦漢新城某產(chǎn)業(yè)基地，建筑物為8層混凝土框架結(jié)構(gòu)，長65 m，寬15.6 m，高度為28.9 m，總建筑面積10 086.8 m2。屬裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑外墻、部分內(nèi)墻、空調(diào)板、樓梯及局部樓板均采用預(yù)制裝配式施工，構(gòu)件預(yù)制率達75%，裝配率達80%。

3.2 評價結(jié)果

運用修正安全評價方法，對工程中危險源的各項影響因子進行現(xiàn)場調(diào)查，得到工程實例中施工危險源的安全評價，最終的評價結(jié)果見表12。

表12 修正評價法對部分裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源的安全評價

4 結(jié) 論

1) 對MES安全評價方法在建筑施工危險源風(fēng)險評價中存在的不足進行了探討。

2) 基于MES評價法，引入裝配式結(jié)構(gòu)施工中存在的固有風(fēng)險因素和控制措施完善程度因素，提出了一種基于MES法，且可以適用于裝配式結(jié)構(gòu)施工的修正安全評價法。通過運用兩種評價法對裝配式結(jié)構(gòu)施工危險源進行安全風(fēng)險評價，對比驗證了其合理性以及對危險源進行安全評價的有效性。

3) 采用修正安全評價法對某裝配式結(jié)構(gòu)工程實例中的部分施工危險源進行安全風(fēng)險評價，并對其危險性等級進行劃分，驗證了該評價方法的實用性。