水運(yùn)工程施工安全事故多維空間致險(xiǎn)模型

侯志強(qiáng)，蘭馬靜，田俊峰，王俊勇，周目秋

（1.交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院，北京 100088；2.中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司，北京 100088）

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水運(yùn)工程大規(guī)模建設(shè)，碼頭、航道、防波堤等水運(yùn)工程施工安全事故屢有發(fā)生。水運(yùn)工程施工具有水上、臨水、近水作業(yè)的特點(diǎn)，受潮流、風(fēng)浪、水位、地質(zhì)等條件的影響，孕險(xiǎn)環(huán)境時(shí)刻都在變化。水運(yùn)行業(yè)缺少安全事故致險(xiǎn)機(jī)理，導(dǎo)致無(wú)法從理論層面揭示事故發(fā)生、發(fā)展、演化的內(nèi)在機(jī)理，是水運(yùn)工程施工安全事故多發(fā)的主要原因之一。

20世紀(jì)初，世界工業(yè)生產(chǎn)已初具規(guī)模，但是當(dāng)時(shí)安全防護(hù)裝置設(shè)置薄弱，安全意識(shí)不強(qiáng)，導(dǎo)致傷亡事故頻發(fā)。在此環(huán)境下，一些學(xué)者開始研究事故發(fā)生原因，安全事故致險(xiǎn)機(jī)理應(yīng)運(yùn)而生。初期，事故致因理論考慮因素單一，如“事故頻發(fā)傾向論”，認(rèn)為工人的性格缺陷是導(dǎo)致事故發(fā)生的唯一原因，反映了企業(yè)主對(duì)待事故態(tài)度消極，甚至錯(cuò)誤的觀念[1]。事故致因模型研究發(fā)展至今，經(jīng)歷了古典、近代和現(xiàn)代致因理論3個(gè)重要發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)外眾多科研人員提出了近百種事故致因理論。每一種事故致因理論考慮致險(xiǎn)因素不同，對(duì)安全事故發(fā)生機(jī)理闡述均有差別，分析方法、適用條件和分析出的結(jié)果也不盡相同。

古典事故致因理論認(rèn)為工作人員的性格特征或心理受到刺激等單一因素是事故發(fā)生的主要原因。近代事故致因理論考慮了人的因素對(duì)安全事故的影響，代表理論為1972年威格爾沃思（Wigglesworth）首次提出以人的失誤為主因的事故致因模型[2]。該理論較古典理論更進(jìn)了一步，找出了事故直接原因之一，更接近現(xiàn)代事故致因理論?，F(xiàn)代事故致因理論綜合考慮了安全管理、人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，代表理論為1997年Rasmussen[3]首次提出社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)層次模型。該模型不僅僅關(guān)注單個(gè)層級(jí)失效問(wèn)題，而且從系統(tǒng)視角強(qiáng)調(diào)高層級(jí)對(duì)低層級(jí)的控制。2005年，傅貴等[4]首次提出的“2-4”模型，該模型將事故的原因分為事故發(fā)生組織的內(nèi)部和外部原因。

每一代事故致因理論的提出和發(fā)展都有自身的時(shí)代背景，并沒(méi)有絕對(duì)的對(duì)錯(cuò)之分?？傮w上，隨著社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，事故致因理論在事故致因描述和分析中更為全面、合理，由單一致因鏈向多條致因鏈相互融合是發(fā)展方向。

1 水運(yùn)工程施工安全事故致因分析

水運(yùn)工程施工實(shí)行的是項(xiàng)目部管理制度。施工企業(yè)作為項(xiàng)目部上級(jí)單位，主要負(fù)責(zé)統(tǒng)籌公司級(jí)施工資源調(diào)配、施工的技術(shù)及施工安全的監(jiān)督和指導(dǎo)，體現(xiàn)在對(duì)項(xiàng)目安全管理體系的影響。近代事故致因理論認(rèn)為，安全事故根源為組織的“管理”缺陷，根本原因是組織的安全管理體系和安全文化[5]。結(jié)合水運(yùn)工程施工項(xiàng)目組織方式以及安全特點(diǎn)，可以得出影響水運(yùn)工程施工安全的3個(gè)層面致因關(guān)系，分別是：企業(yè)層面、項(xiàng)目層面和作業(yè)環(huán)境層面。

1.1 企業(yè)層面

施工企業(yè)不負(fù)責(zé)具體的施工現(xiàn)場(chǎng)管理，主要通過(guò)組織行為對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行指導(dǎo)、監(jiān)督及影響。企業(yè)組織行為主要包括安全理念和管理體系。企業(yè)安全理念包括企業(yè)的安全文化、安全方針、安全使命、安全原則、安全愿景和安全目標(biāo)等內(nèi)容。企業(yè)安全理念是公司領(lǐng)導(dǎo)層安全知識(shí)、安全意識(shí)和安全習(xí)慣的體現(xiàn)，會(huì)對(duì)公司安全管理體系、項(xiàng)目安全理念產(chǎn)生直接的影響和作用。水運(yùn)工程施工企業(yè)如果有正確的安全理念，安全管理體系就科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理，對(duì)水運(yùn)工程施工企業(yè)安全管理體系和項(xiàng)目安全理念指導(dǎo)性就強(qiáng)。反之，項(xiàng)目層級(jí)的安全管理體系就會(huì)存在缺陷。

1.2 項(xiàng)目層面

從項(xiàng)目組織層面分析，日常的施工組織、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)管理均由項(xiàng)目部完成。項(xiàng)目部是水運(yùn)工程施工作業(yè)的主體，也是安全事故發(fā)生最直接單位。項(xiàng)目層面的事故致因分為組織行為和個(gè)人行為2個(gè)階段。項(xiàng)目組織行為主要包括項(xiàng)目部安全理念和安全管理體系。

項(xiàng)目部安全理念是項(xiàng)目部管理層安全知識(shí)、安全意識(shí)和安全習(xí)慣的體現(xiàn)，會(huì)對(duì)項(xiàng)目部的安全管理體系產(chǎn)生直接影響。項(xiàng)目部安全管理體系對(duì)項(xiàng)目管理和作業(yè)人員最直接影響主要有3個(gè)方面：1）項(xiàng)目部安全管理體系如果科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理，就會(huì)選聘心理和生理狀態(tài)合適的員工到合適的工作崗位，且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)某些崗位心理和生理狀態(tài)不適合勝任的員工，并作出妥善的調(diào)整，以防止事故的發(fā)生。2）對(duì)員工的安全培訓(xùn)、教育到位，員工對(duì)崗位應(yīng)知應(yīng)會(huì)的安全知識(shí)掌握充分，則安全意識(shí)高、安全習(xí)慣好，其行為（包括指揮、操作和監(jiān)控行為）就會(huì)更安全。反之，安全管理體系如果存在缺陷，則員工的安全知識(shí)不足、安全意識(shí)不強(qiáng)、安全習(xí)慣不佳，就會(huì)導(dǎo)致員工不安全行為，最終會(huì)發(fā)生事故[6]。3）項(xiàng)目部安全管理體系中的采購(gòu)、維護(hù)保養(yǎng)、防護(hù)措施、施工場(chǎng)地條件等相關(guān)制度完善，且項(xiàng)目部執(zhí)行到位，就不會(huì)發(fā)生事故。反之，與人的不安全行為發(fā)生交叉，就可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。另外，員工的安全知識(shí)不足、安全意識(shí)不強(qiáng)、安全習(xí)慣不佳也會(huì)直接影響到材料和設(shè)備設(shè)施采購(gòu)、維護(hù)保養(yǎng)、防護(hù)措施、施工場(chǎng)地條件等方面存在缺陷。

1.3 作業(yè)環(huán)境層面

水運(yùn)工程施工具有水上作業(yè)的特征，水上施工作業(yè)受水文（潮流、波浪、水位）、氣象（風(fēng)、雨、雪、高溫、低溫）和地質(zhì)（土質(zhì)、地層）等自然條件的直接影響。如沉箱在大風(fēng)大浪的時(shí)候浮運(yùn)，容易發(fā)生傾覆事故；沉樁遇到軟土層較厚地質(zhì)條件時(shí)，易發(fā)生溜樁事故，如果控制措施不到位，易發(fā)生安全事故；地質(zhì)條件較差時(shí)，錘擊沉樁也會(huì)影響岸坡的穩(wěn)定性，如不及時(shí)觀測(cè)和采取措施也會(huì)發(fā)生安全事故。

1.4 致險(xiǎn)模型構(gòu)建

結(jié)合上述分析，水運(yùn)工程施工安全事故致險(xiǎn)模型橫向分為3個(gè)層面，即企業(yè)層面、項(xiàng)目部層面、作業(yè)環(huán)境層面；縱向分為2個(gè)階段，即第1階段組織行為、第2階段個(gè)人行為。其中，自然條件作為項(xiàng)目所處環(huán)境單獨(dú)存在。因此，水運(yùn)工程施工安全事故致險(xiǎn)模型稱為“3-2-1”模型?！?-2-1”模型結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1“3-2-1”模型結(jié)構(gòu)Fig.1 The structure of"3-2-1"model

2 “3-2-1”模型特點(diǎn)評(píng)述

“3-2-1”模型是專門用來(lái)分析水運(yùn)工程施工安全事故致因機(jī)理的模型，充分考慮了實(shí)際水運(yùn)工程施工項(xiàng)目中企業(yè)—項(xiàng)目分級(jí)管理的特點(diǎn)[7]。事故致因模型是事故致因機(jī)理的表達(dá)。

1）水運(yùn)工程施工安全事故致因“3-2-1”模型是在“2-4”模型的基礎(chǔ)上，考慮了水運(yùn)工程施工分級(jí)管理、受自然條件影響大等特點(diǎn)。

2）建立了事故的直接原因—間接原因—根本原因—根源原因之間的關(guān)系，為具體的水運(yùn)工程施工項(xiàng)目找出安全“漏洞”提供了可能。

3）模型在分析水運(yùn)工程施工安全事故時(shí)，采用逆推法對(duì)事故進(jìn)行分析。首先分析直接原因（人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境條件差），其次分析間接原因（生理、心理、安全知識(shí)、安全意識(shí)、安全習(xí)慣）[8]，然后分析根本原因（企業(yè)和項(xiàng)目安全管理體系），最后分析根源原因（企業(yè)和項(xiàng)目安全理念），為事故調(diào)查分析各種原因提供了理論支持。

4）模型不僅體現(xiàn)了行為安全科學(xué)的基本原理，即企業(yè)、項(xiàng)目部組織行為對(duì)人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)的影響，同時(shí)考慮了管理因素和外在環(huán)境因素對(duì)事故的影響。作為水運(yùn)工程施工安全事故分析模型較以往模型和機(jī)理考慮因素更齊全，更有針對(duì)性。

5）本模型可以對(duì)過(guò)去發(fā)生的事故進(jìn)行規(guī)律研究，對(duì)現(xiàn)在發(fā)生的事故進(jìn)行原因分析，對(duì)未發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)防，因此本模型是結(jié)合了時(shí)間與空間的多維度事故致因模型?！?-2-1”模型多維空間致因關(guān)系見圖2。

圖2“3-2-1”模型多維空間致因關(guān)系Fig.2 Multidimensional spatial causal relationship of"3-2-1"model

3 實(shí)例分析

3.1 事故概況

2018年10月3日13時(shí)40分左右，某公司承建的礦石碼頭工程在沉箱出運(yùn)過(guò)程中發(fā)生傾覆事故，造成7人死亡，2人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失1 450萬(wàn)元。

事故經(jīng)過(guò)：10月3日9時(shí)30分左右，拖輪拖帶浮船塢將第20個(gè)沉箱從某港區(qū)拖運(yùn)至礦石碼頭施工海域。13時(shí)10分左右，李某通過(guò)對(duì)講機(jī)（68頻道）通知在起重船上起重指揮周某將起重船吊力提到300 t，周某接著通知指令起重船卷?yè)P(yáng)機(jī)操作工沈某將吊力提到300 t。李某指揮浮船塢下潛，當(dāng)下潛到吃水19.5 m時(shí)，要求起重船吊力提升到320 t并保持不變。李某繼續(xù)指揮浮船塢下潛到吃水約20.2 m時(shí)沉箱有浮動(dòng)跡象。13時(shí)20分左右時(shí)下潛到吃水約20.6 m時(shí)停止下潛。在事故調(diào)查過(guò)程中，通過(guò)對(duì)起重船進(jìn)行吊重試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，起重船力矩限制器顯示吊重?cái)?shù)據(jù)不穩(wěn)定，誤差較大，且大多數(shù)顯示吊重?cái)?shù)據(jù)大于實(shí)際吊力。13時(shí)20分左右，李某與滕某確認(rèn)干舷高度后，指揮起重船牽引沉箱緩慢從浮船塢出塢；13時(shí)36分左右，李某指揮起重船后退至沉箱距離浮船塢大約20 m時(shí)，李某通知起重船停止后退，拍攝沉箱出塢照片并上傳至礦石碼頭工程項(xiàng)目部微信群，并通知滕某準(zhǔn)備再次給沉箱加水。13時(shí)40分左右，在準(zhǔn)備再次給沉箱加水的時(shí)候，沉箱開始向起重船所在方向傾斜，連接鋼絲繩的吊環(huán)斷裂，沉箱迅速傾覆并完全沉沒(méi)。潮流數(shù)值模擬方法模擬后表明，13時(shí)40分前后時(shí)段，事故海域處于由漲潮流轉(zhuǎn)為落潮流的轉(zhuǎn)換期，流態(tài)紊亂、不穩(wěn)定，流向由10 min前的100°N左右較快地轉(zhuǎn)為30°N。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照片，計(jì)算出沉箱干舷高度為14.7 m、起重船吊力為173.6 t未達(dá)到320 t的要求，沉箱浮游穩(wěn)定定傾高度m=-0.966 m，負(fù)值表明沉箱處于不穩(wěn)定狀態(tài)。物理模型試驗(yàn)表明，吊力不足時(shí)，即使在靜水中，沉箱也不能保持平衡狀態(tài)，只要有輕微干擾，沉箱就會(huì)傾斜。

3.2 事故原因分析

根據(jù)“3-2-1”事故致險(xiǎn)機(jī)理，采用逆推法對(duì)已發(fā)生的該起事故進(jìn)行分析，首先分析事故的直接原因，其次分析間接原因，然后分析根本原因，最后分析根源原因。

1）直接原因的分析

“3-2-1”事故致險(xiǎn)機(jī)理中事故的直接原因包括人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和環(huán)境條件差3個(gè)方面。

人的不安全行為：①起重船力矩限制器顯示不穩(wěn)定，卷?yè)P(yáng)機(jī)操作工沈某繼續(xù)操作，導(dǎo)致操作錯(cuò)誤；②浮船塢下潛到吃水約20.2 m時(shí)沉箱有浮動(dòng)跡象，指揮人員李某繼續(xù)指揮，存在指揮錯(cuò)誤；③沉箱干舷高度未達(dá)到出塢高度，浮游穩(wěn)定性不足，指揮人員李某指揮錯(cuò)誤；④注水人員滕某未及時(shí)提醒李某，且操作錯(cuò)誤；⑤施工安全技術(shù)負(fù)責(zé)人考慮潮流變化對(duì)沉箱沉放安全的影響不足；⑥起重船上維護(hù)保養(yǎng)人員日常對(duì)設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)不到位；⑦監(jiān)理、企業(yè)安全檢查人員安全巡視、檢查工作不到位。

物的不安全狀態(tài)：①起重船上力矩限制器存在問(wèn)題，導(dǎo)致吊力不足；②沉箱出運(yùn)過(guò)程中干舷高度不足；③沉箱儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中傾斜；④沉箱拉環(huán)斷裂；⑤沉箱上作業(yè)人員防落水和救生防護(hù)措施存在缺陷。

環(huán)境條件差：施工海域處于由漲潮流轉(zhuǎn)為落潮流的轉(zhuǎn)換期，流態(tài)紊亂、不穩(wěn)定，流向轉(zhuǎn)換快。

2）間接原因的分析

事故間接原因?qū)е铝耸鹿手苯釉?，根?jù)事故直接原因分析，結(jié)合事故實(shí)地調(diào)查可以逆推得到事故間接原因。

安全知識(shí)：①卷?yè)P(yáng)機(jī)操作工沈某安全知識(shí)不足，起重船力矩限制器顯示不穩(wěn)定，應(yīng)暫停作業(yè)對(duì)限制器顯示進(jìn)行檢維修；②指揮人員李某未意識(shí)到沉箱干舷高度未達(dá)到出塢高度；③注水人員滕某安全知識(shí)不足，不能判斷沉箱干舷高度未達(dá)到出塢高度；④施工安全技術(shù)負(fù)責(zé)人安全知識(shí)不足，未充分考慮潮流變化對(duì)沉箱沉放安全影響。

安全意識(shí)：①指揮人員李某在浮船塢下潛到吃水約20.2 m時(shí)未意識(shí)到沉箱有浮動(dòng)跡象存在安全隱患；②注水人員滕某安全意識(shí)不足，盲目加水；③起重船上維護(hù)保養(yǎng)人員日常安全意識(shí)不強(qiáng)；④安全檢查人員安全意識(shí)不強(qiáng)。

3）根本原因的分析

事故根本原因包括企業(yè)層面安全管理體系缺陷和項(xiàng)目層面安全管理體系缺陷。事故根本原因?qū)е铝耸鹿书g接原因，根據(jù)事故間接原因分析，結(jié)合事故實(shí)地調(diào)查可以逆推得到事故根本原因。

安全管理體系：①企業(yè)和項(xiàng)目部安全生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)不到位；②項(xiàng)目部對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較大的工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或危險(xiǎn)分析相關(guān)制度執(zhí)行不力；③企業(yè)和項(xiàng)目部安全監(jiān)督管理工作存在缺陷；④項(xiàng)目對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)操作工相關(guān)安全教育培訓(xùn)制度執(zhí)行不力；⑤項(xiàng)目部對(duì)施工安全技術(shù)交底制度執(zhí)行不力；⑥企業(yè)和項(xiàng)目部針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)指揮人員相關(guān)安全教育培訓(xùn)制度執(zhí)行不力；⑦項(xiàng)目針對(duì)注水人員相關(guān)安全教育培訓(xùn)制度執(zhí)行不力；⑧項(xiàng)目維護(hù)保養(yǎng)人員未按照公司《船舶及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)須知》《微電腦力矩限制器用戶手冊(cè)》要求定期對(duì)力矩限制器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；⑨企業(yè)和項(xiàng)目部對(duì)安全檢查制度執(zhí)行不力；⑩項(xiàng)目部未開展突發(fā)事件應(yīng)急救援預(yù)案演練。

4）根源原因的分析

事故根源原因包括企業(yè)層面安全理念缺陷和項(xiàng)目層面安全理念缺陷。事故根源原因?qū)е铝耸鹿矢驹?，該事故反映了企業(yè)和項(xiàng)目部安全文化建設(shè)欠缺；安全意識(shí)薄弱，未很好執(zhí)行安全方針；安全履職履責(zé)不到位，對(duì)國(guó)家安全法律、法規(guī)執(zhí)行力度差；安全目標(biāo)組織實(shí)施不力。

5）安全“漏洞”查找

漏洞一定可以定位在“3-2-1”致險(xiǎn)模型的某個(gè)位置或者某個(gè)層面的鏈條的某個(gè)環(huán)節(jié)上。從上述分析中可以發(fā)現(xiàn)，人、物、環(huán)境均存在缺陷，因此可以逆向追蹤其原因是多名作業(yè)人員安全知識(shí)不足、安全意識(shí)不強(qiáng)，最終歸結(jié)于安全管理體系的原因，即安全管理體系存在嚴(yán)重漏洞，這主要體現(xiàn)在企業(yè)和項(xiàng)目層面對(duì)安全管理體系文件執(zhí)行不力。有的企業(yè)和項(xiàng)目安全生產(chǎn)責(zé)任制、安全教育培訓(xùn)制度、設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)制度、安全監(jiān)督管理制度、安全技術(shù)交底文件、應(yīng)急預(yù)案、安全手冊(cè)等均已制訂，但執(zhí)行不力，在該案例中表現(xiàn)的尤為突出。但究其根源，是企業(yè)和項(xiàng)目管理層安全理念存在問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

1）在分析了古典、近現(xiàn)代致因機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合“2-4”模型，考慮了水運(yùn)工程施工分級(jí)管理、受自然條件影響大等特點(diǎn)，提出了水運(yùn)工程施工“3-2-1”事故致險(xiǎn)機(jī)理。“3-2-1”模型采用逆推法從直接原因—間接原因—根本原因—根源原因的分析過(guò)程，揭示了水運(yùn)工程施工事故發(fā)生的機(jī)理。

2）“3-2-1”事故致險(xiǎn)機(jī)理是多維空間致因模型。多維體現(xiàn)在考慮了人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境條件差以及生理、心理、安全知識(shí)、安全意識(shí)、安全習(xí)慣等維度?？臻g性是考慮了各致因因素交叉耦合發(fā)生事故的“時(shí)空”，開啟了過(guò)去—現(xiàn)在—未來(lái)的應(yīng)用模式。

3）案例分析表明，重力式碼頭沉箱浮運(yùn)和沉放施工應(yīng)作為危險(xiǎn)性大的工程進(jìn)行重點(diǎn)管理。事故“漏洞”在于企業(yè)和項(xiàng)目安全管理體系缺陷，即對(duì)安全管理體系文件執(zhí)行不力。根源原因在于企業(yè)和項(xiàng)目管理層均存在安全理念欠缺的問(wèn)題。案例分析對(duì)同類型工程施工安全事故的預(yù)防具有較強(qiáng)指導(dǎo)意義。