建筑施工安全事故致因體系與統(tǒng)計回歸分析

張 偉，陳遼原，薛楠楠，趙挺生

（華中科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074，E-mail：zhang_wei98@hust.edu.cn）

建筑施工技術(shù)工藝復(fù)雜，受到天氣、地質(zhì)狀況等多種因素的影響，作業(yè)人員面臨大量安全風(fēng)險，事故發(fā)生也較為頻繁[1]。據(jù)住建部統(tǒng)計，2005~2015年我國房屋市政領(lǐng)域安全事故和死亡人數(shù)呈逐年下降趨勢，但在2016~2019 年間，安全事故和死亡人數(shù)卻有所回升[2]。這說明我國目前仍面臨著嚴峻的安全生產(chǎn)形勢，識別施工安全事故發(fā)生的原因并采取相應(yīng)管控措施具有重要的現(xiàn)實意義。

事故致因理論和研究方法發(fā)展至今，已演變?yōu)榘ㄈ艘?、物因、組織內(nèi)部和組織外部因素的多維系統(tǒng)，形成了較多分析方法和模型。葉貴等[3]在完善C-HFACS 框架的基礎(chǔ)上，通過案例分析，獲得對事故影響顯著的人為因素。段占立等[4]運用Delphi法建立了高處墜落事故影響因素的指標(biāo)體系，并用DEMATAEL-ISM 方法研究各因素間的影響程度。當(dāng)前，典型的系統(tǒng)性事故致因模型有風(fēng)險管理框架[5]、STAMP 模型[6]、“2-4”模型[7]、功能性共振分析方法[8]等。此外，還有大量學(xué)者進一步探討了事故中人、機械、環(huán)境和管理因素，如Hallowell 等[9]提出事故的根源是管理缺陷。Kazan 等[10]將事故致因歸納為危險源識別不充分、安全防護用品使用不規(guī)范、安全控制不嚴格等方面。這些研究為分析事故致因奠定了良好基礎(chǔ)，但它們對于技術(shù)、資金及合同等方面的因素關(guān)注較少，對于施工安全事故致因的分層和分類不夠系統(tǒng)和全面。

基于此，本文將對導(dǎo)致施工安全事故發(fā)生的各類因素進行梳理和整合，明確施工安全事故致因的層次結(jié)構(gòu)。采用問卷調(diào)查和搜集事故報告所獲取的數(shù)據(jù)，對事故致因的發(fā)生頻率、重要性等進行統(tǒng)計和回歸分析，并依據(jù)這些分析的結(jié)果對建筑施工安全事故致因進行分類分級，為安全管控和事故預(yù)防提供依據(jù)。

1 建筑施工安全事故致因?qū)哟畏纸?/h2>

1.1 建筑施工安全事故致因的子系統(tǒng)

系統(tǒng)思維是指將一個綜合性的事物或問題看作包含許多具體因素的有機整體，運用分解、整合、關(guān)聯(lián)分析等方法來分析這些因素的層次結(jié)構(gòu)、相互關(guān)聯(lián)、相對重要性和脆弱性，從中識別關(guān)鍵因素、脆弱因素、演化路徑等，為生產(chǎn)和管理實踐提供決策支持的分析和研究方法。本文運用系統(tǒng)思維將建筑施工安全事故致因看作一個系統(tǒng)，綜合考慮人（Man）、機（Mechanics）、料（Material）、法（Method）、環(huán)（Environment）等不同方面，按照“系統(tǒng)-子系統(tǒng)-因素-子因素”的分解原則，將建筑施工安全致因系統(tǒng)劃分為6 個子系統(tǒng)，如圖1 所示。

圖1 施工安全事故致因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原理

（1）組織與行為（Organization and Behavior，OB）子系統(tǒng)。主要與人的因素相對應(yīng)，組織因素是建設(shè)目標(biāo)能否實現(xiàn)的決定性因素，不恰當(dāng)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)會增加事故發(fā)生的可能性[11]。

（2）技術(shù)管理（Technical Management，TM）子系統(tǒng)。主要與施工方法因素相對應(yīng)，施工過程通常以技術(shù)為導(dǎo)向，據(jù)統(tǒng)計超過42%的事故與技術(shù)相關(guān)[12]。

（3）資源保障（Resource Support，RS）。資源保障包括對建筑材料，機械設(shè)備和個人防護設(shè)備等的管理，安全資源不足或資源保障不當(dāng)皆可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

（4）合同管理（Contract Management，CM）。合同管理以合同形式建立項目各參與者之間的合作關(guān)系，間接影響安全管理。合同管理不當(dāng)會導(dǎo)致工期延誤、成本超支、安全性能下降等后果。

（5）安全培訓(xùn)（Safety Training，ST）。安全培訓(xùn)通過訓(xùn)練工人的操作技能，提高工人的安全意識，從而減少工人的不安全行為，避免安全事故的發(fā)生。

（6）應(yīng)急響應(yīng)（Emergency Response，ER）。事故應(yīng)急處理能力直接反映了項目的安全管理水平，完善的應(yīng)急管理可以有效降低人員傷亡和財產(chǎn)損失[13，14]。

1.2 建筑施工安全事故致因的層次分解

建筑施工安全事故致因?qū)哟畏纸獍▋蓚€過程：一是基于組織理論等對子系統(tǒng)進行劃分，例如將項目的組織結(jié)構(gòu)分為不同的層次（機構(gòu)，管理人員，工人和監(jiān)理人員），進一步識別出“管理人員的數(shù)量”和“管理人員履職”等子因素，獲取因素和子因素的初步清單；二是根據(jù)1320 份事故報告對初步清單進行篩選，將事故報告中未出現(xiàn)的因素和子因素刪除或合并。最終將6 個子系統(tǒng)劃分為16個因素和43 個子因素，如表1 所示。

2 建筑施工安全事故致因統(tǒng)計與回歸分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文所用數(shù)據(jù)的來源，一是通過問卷調(diào)查，獲取專家對于施工安全事故致因重要性的評分；二是從相關(guān)政府官方網(wǎng)站，獲取施工安全事故調(diào)查報告，用于分析事故致因的實際發(fā)生頻率。

（1）問卷調(diào)查情況。調(diào)查問卷采用李克特（Likert）五級量表評分方法，共劃分“影響很大”“影響較大”“影響一般”“影響較小”和“影響很小”5 個選項，分數(shù)從5 分到1 分逐漸遞減。調(diào)查對象為從事建筑施工安全管理相關(guān)工作或研究的專家，共計回收問卷109 份，剔除填寫質(zhì)量較低的問卷8 份，最終獲得有效問卷101 份，如表2 所示。經(jīng)信度、效度分析及單樣本t 檢驗，可知問卷調(diào)查所獲數(shù)據(jù)具有良好的可信性和一致性。

表1 建筑施工事故致因系統(tǒng)-子系統(tǒng)-因素-子因素層次分解

表2 101 份有效調(diào)查問卷的基本信息

（2）事故調(diào)查報告。從國家應(yīng)急管理部和各省市地方政府、應(yīng)急管理局、住建管理部門等官方網(wǎng)站，搜集到1320 份建筑施工安全事故報告，覆蓋房建、市政、橋梁等不同專業(yè)類型。其中一般事故發(fā)生最多，較大事故次之，重大和特別重大事故發(fā)生較少；高處墜落、坍塌、物體打擊、觸電和起重傷害事故占施工安全事故總數(shù)的84%以上，該分布規(guī)律與普遍認同的“五大傷害”基本保持一致，表明本文事故數(shù)據(jù)具有較好的代表性。事故等級和類型的分布如表3 所示。

表3 事故等級和類型分布

2.2 數(shù)據(jù)處理

（1）事故致因重要性評價?？紤]到不同專家的知識和經(jīng)驗水平有所差異，采用強制比較法賦予專家權(quán)值。其中4 個權(quán)重項（職稱、職位、工作年限以及學(xué)歷）的權(quán)值（wi）分別為5、4、3、2，每個權(quán)重項又分為4 個權(quán)重子項，其權(quán)值（wij）由高到低依次為4、3、2、1。

設(shè)第i 個權(quán)重項的權(quán)值為wi，第i 個權(quán)重項的第j 個權(quán)重子項的權(quán)值為wij（i，j=1，2，3，4），則第n 位專家意見的初始重要度rn：

將101 位專家的初始重要度分別歸一化處理，得到專家權(quán)重Rn：

以專家A（初級職稱，一般管理人員，工作年限不滿2 年，碩士學(xué)歷）為例，由式（1）得，其初始重要度R1=5×1+4×2+3×1+2×3=22，同理可得其他專家的初始重要度，再依據(jù)式（2）歸一化處理后得各位專家權(quán)重。根據(jù)專家對43 個因素的評分情況，分別計算各因素的加權(quán)平均重要性得分，如表4 所示。專家普遍認同工人違規(guī)作業(yè)（O32）、安全意識淡薄（S11）是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要因素。違章行為不僅會導(dǎo)致物的不安全狀態(tài)，形成不安全因素和事故隱患，還可能直接引發(fā)事故。究其原因，部分工人存在麻痹僥幸心理，在沒有佩戴或正確使用安全防護裝備的情況下冒險作業(yè)或由于工人安全意識淡薄，無視安全責(zé)任制和操作規(guī)程等規(guī)定，僅憑經(jīng)驗施工等。此外，安全隱患處理不及時（T32）重要程度也較高，施工過程中存在大量難以預(yù)測的安全隱患，如果處理不及時，就會使隱患持續(xù)積累直至引發(fā)安全事故。

表4 事故致因重要性水平的專家打分排序

（2）事故致因?qū)嶋H發(fā)生頻率。以1320 份事故調(diào)查報告為素材，對43 個子因素實際出現(xiàn)的頻數(shù)和頻率進行統(tǒng)計和排序，如表5 所示。其中，作業(yè)人員違規(guī)操作（O32）是出現(xiàn)頻率最高的因素，其發(fā)生率高達60.00%。據(jù)2018 年農(nóng)民工監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，工人文化程度在初中及以下的高達72.5%，他們?nèi)狈^強的安全意識和專業(yè)技能，僅憑直覺和經(jīng)驗施工的現(xiàn)象較為多見，容易引發(fā)各類事故。其次，安全教育培訓(xùn)不充分（S21）出現(xiàn)的頻率也較高。一方面工人的流動性較高，另一方面部分企業(yè)為節(jié)省費用，開展安全培訓(xùn)工作并不充分。安全檢查不充分（T23）的發(fā)生頻率為52.65%，表明在當(dāng)前的建筑施工過程中，施工安全檢查制度的執(zhí)行還不夠徹底，對場地、道路、設(shè)備、防護用具等各類內(nèi)容的檢查不到位。

2.3 回歸分析

在SPSS 軟件中導(dǎo)入事故致因重要性評分和實際發(fā)生頻率的數(shù)據(jù)，以重要性水平為自變量，實際發(fā)生頻率為因變量，進行回歸分析，得到結(jié)果如下：

（1）方程擬合優(yōu)度。在一元線性回歸方程的擬合優(yōu)度檢驗中，R2為0.422，表示大約42%的因素位于趨勢線周圍，說明這些因素的重要性與實際發(fā)生頻率較為契合。

（2）回歸分析的有效性。經(jīng)檢驗知，F(xiàn)=29.906，p=0.000＜0.01，說明自變量與因變量之間具有較為明顯的線性相關(guān)關(guān)系。

（3）回歸系數(shù)及其顯著性。常量為-1.657，重要性水平系數(shù)為0.438，顯著性水平滿足要求，如表6 所示。

表5 事故致因?qū)嶋H發(fā)生頻率統(tǒng)計與排序

表6 回歸系數(shù)及其顯著性檢驗

（4）回歸方程繪制。一元線性回歸方程為：

各事故致因因素重要性與實際發(fā)生頻率回歸分析的點位分布如圖3 所示?？傮w上因素實際發(fā)生頻率與重要性水平呈線性相關(guān)。也有部分因素偏離回歸方程較多。圖中不同的因素表示：深灰色表示實際發(fā)生頻率顯著高于重要性評估，黑色表示實際發(fā)生頻率與重要性評估相當(dāng)，淺灰色表示實際發(fā)生頻率顯著低于重要性評估。

圖3 因素重要性水平與實際發(fā)生頻率回歸分析結(jié)果

2.4 結(jié)果分析

經(jīng)過施工安全事故致因重要性程度和實際發(fā)生頻率的統(tǒng)計和回歸分析，作出以下分類分級：

（1）問卷調(diào)查的重要性評估和事故報告統(tǒng)計的實際發(fā)生頻率均位居前10 的事故致因有7 項，可稱為建筑施工安全事故的關(guān)鍵致因，具體為：工人違規(guī)作業(yè)（O32）、安全隱患處理不及時（T32）、安全意識淡?。⊿11）、管理人員履職不充分（O22）、施工現(xiàn)場安全防護不到位（R34）、施工安全技術(shù)交底不充分（T13）和安全檢查不充分（T23）。這些因素在安全管理實踐中應(yīng)得到第一級別的重視。

（2）實際發(fā)生頻率顯著高于重要性評估的因素。一是安全教育培訓(xùn)不充分（S21），是施工管理人員責(zé)任意識較弱、工人作業(yè)規(guī)范程度不高與應(yīng)急處理能力不強的重要原因；二是安全檢查不充分（T23），是施工現(xiàn)場安全隱患排查和整改不及時、不充分的前提；三是管理人員履職不充分（O22），是各項安全管理工作開展不到位的主要原因，主要表現(xiàn)為管理人員缺乏責(zé)任心且能力不足。此外，工人違規(guī)作業(yè)（O32）和監(jiān)理工作不充分（O42）等因素也偏離回歸方程線上方較多。這些都是在實踐中出現(xiàn)頻率較高的事故致因，也應(yīng)得到高度的重視和嚴格的管控。

（3）實際發(fā)生頻率顯著低于重要性評估的因素。安全生產(chǎn)專項資金不足（C13）、工期壓力（C11）、材料質(zhì)量不合格（R21）、安全知識匱乏（S12）和作業(yè)人員身心欠健康（O33）等因素偏離回歸方程下方較多，這些因素的重要程度評分較高，而實際發(fā)生頻率相對較低，說明這些因素的管控效果較好，應(yīng)繼續(xù)予以保持。

綜上，關(guān)鍵致因有7 項，包括O32、T32、S11、O22、R34、T13和T23；高發(fā)致因有5 項，包括S21、T23、O22、O32和O42；低發(fā)致因有5 項，包括C13、C11、R21、S12和O33。其中關(guān)鍵致因與高發(fā)致因之間有3 項重合，意味著重要性和發(fā)生頻率都很高，且匹配度高。除關(guān)鍵致因、高發(fā)致因、低發(fā)致因之外的其他29 項稱為一般致因。

3 典型事故案例分析

2019 年4 月25 日上午7 時20 分左右，河北衡水市翡翠華庭項目1#樓建筑工地，發(fā)生一起施工升降機吊籠墜落重大事故，造成11 人死亡、2 人受傷，直接經(jīng)濟損失約1800 萬元。

3.1 事故調(diào)查分析

經(jīng)調(diào)查認定，引發(fā)事故的直接原因是事故升降機第16 和17 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接處未安裝連接螺栓，且未按規(guī)定進行自檢和驗收，使該隱患未被及時發(fā)現(xiàn)并消除，最終造成吊籠連同第17 節(jié)及以上標(biāo)準(zhǔn)節(jié)向東側(cè)傾翻并整體墜落。

依據(jù)《事故調(diào)查報告》[15]，在該起事故發(fā)生過程中，主要參建單位（包括建設(shè)單位、施工總承包單位、施工升降機安裝單位和監(jiān)理單位等）均存在明顯的管理過失或缺陷，具體如下：

（1）建設(shè)單位未對安全生產(chǎn)工作實施統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，未定期進行安全檢查。

（2）施工總承包單位不重視安全生產(chǎn)，未按規(guī)定配備安全管理人員；未按規(guī)定實施方案交底和安全技術(shù)交底。

（3）施工升降機安裝單位編制的施工升降機安裝專項方案內(nèi)容不完整且與事故施工升降機機型不符，不能指導(dǎo)安裝作業(yè)；安全教育培訓(xùn)不到位。

（4）監(jiān)理單位未履行安全生產(chǎn)監(jiān)理職責(zé)，未按規(guī)定設(shè)置項目監(jiān)理機構(gòu)；未對事故升降機操作人員的資格證書進行審查；未能有效制止施工單位違規(guī)使用升降機。

3.2 事故致因識別

依據(jù)建立的施工安全事故致因系統(tǒng)，識別施工升降機吊籠墜落重大事故出現(xiàn)的事故致因。每個事故致因的級別和具體表現(xiàn)如表7 所示。從表中可以看出，43 個事故致因中有16 個在該重大事故中出現(xiàn)，其中關(guān)鍵、高發(fā)、低發(fā)和一般事故致因分別為5/7、5/5、0/5 和9/29。關(guān)鍵致因大部分出現(xiàn)，高發(fā)致因全部發(fā)生，而低發(fā)致因無一出現(xiàn)，這說明所構(gòu)建的施工安全事故致因體系和分類分級結(jié)果能較好地反映施工安全管理的實際情況，具有合理性和實用性。

4 結(jié)語

基于系統(tǒng)思維建立了施工安全事故致因系統(tǒng)。將該系統(tǒng)分解為組織與行為、技術(shù)管理、資源保障、合同管理、安全培訓(xùn)和應(yīng)急響應(yīng)6 個子系統(tǒng)、16 個因素和43 個子因素，為后續(xù)事故致因因素的回歸分析奠定基礎(chǔ)?；趩柧碚{(diào)查和事故調(diào)查報告的實證素材，通過對致因因素重要程度和發(fā)生頻率的統(tǒng)計分析和回歸分析，發(fā)現(xiàn)7 項關(guān)鍵致因O32、T32、S11、O22、R34、T13、T23和5 項高發(fā)致因S21、T23、O22、O32、O42，需要引起管理者的充分重視。在2019年河北衡水市翡翠華庭項目施工升降機吊籠墜落事故案例中，43 個事故致因中有16 個出現(xiàn)，其中大部分關(guān)鍵致因和全部高發(fā)致因出現(xiàn)，低發(fā)致因則無一出現(xiàn)。案例情況與事故致因統(tǒng)計回歸分析的結(jié)果具有良好的契合度。施工安全事故涉及的致因較多，所建立的施工安全事故致因系統(tǒng)側(cè)重于考慮施工過程中組織和管理要素，后續(xù)研究將補充對于結(jié)構(gòu)本體安全、環(huán)境因素等的考慮，使得施工安全事故致因的層次體系更為完整。

表7 案例事故的致因識別與具體表現(xiàn)