建筑施工安全事故致因体系与统计回归分析

张 伟，陈辽原，薛楠楠，赵挺生

（华中科技大学 土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074，E-mail：zhang_wei98@hust.edu.cn）

建筑施工技术工艺复杂，受到天气、地质状况等多种因素的影响，作业人员面临大量安全风险，事故发生也较为频繁[1]。据住建部统计，2005~2015年我国房屋市政领域安全事故和死亡人数呈逐年下降趋势，但在2016~2019 年间，安全事故和死亡人数却有所回升[2]。这说明我国目前仍面临着严峻的安全生产形势，识别施工安全事故发生的原因并采取相应管控措施具有重要的现实意义。

事故致因理论和研究方法发展至今，已演变为包括人因、物因、组织内部和组织外部因素的多维系统，形成了较多分析方法和模型。叶贵等[3]在完善C-HFACS 框架的基础上，通过案例分析，获得对事故影响显著的人为因素。段占立等[4]运用Delphi法建立了高处坠落事故影响因素的指标体系，并用DEMATAEL-ISM 方法研究各因素间的影响程度。当前，典型的系统性事故致因模型有风险管理框架[5]、STAMP 模型[6]、“2-4”模型[7]、功能性共振分析方法[8]等。此外，还有大量学者进一步探讨了事故中人、机械、环境和管理因素，如Hallowell 等[9]提出事故的根源是管理缺陷。Kazan 等[10]将事故致因归纳为危险源识别不充分、安全防护用品使用不规范、安全控制不严格等方面。这些研究为分析事故致因奠定了良好基础，但它们对于技术、资金及合同等方面的因素关注较少，对于施工安全事故致因的分层和分类不够系统和全面。

基于此，本文将对导致施工安全事故发生的各类因素进行梳理和整合，明确施工安全事故致因的层次结构。采用问卷调查和搜集事故报告所获取的数据，对事故致因的发生频率、重要性等进行统计和回归分析，并依据这些分析的结果对建筑施工安全事故致因进行分类分级，为安全管控和事故预防提供依据。

1 建筑施工安全事故致因层次分解

1.1 建筑施工安全事故致因的子系统

系统思维是指将一个综合性的事物或问题看作包含许多具体因素的有机整体，运用分解、整合、关联分析等方法来分析这些因素的层次结构、相互关联、相对重要性和脆弱性，从中识别关键因素、脆弱因素、演化路径等，为生产和管理实践提供决策支持的分析和研究方法。本文运用系统思维将建筑施工安全事故致因看作一个系统，综合考虑人（Man）、机（Mechanics）、料（Material）、法（Method）、环（Environment）等不同方面，按照“系统-子系统-因素-子因素”的分解原则，将建筑施工安全致因系统划分为6 个子系统，如图1 所示。

图1 施工安全事故致因系统结构的原理

（1）组织与行为（Organization and Behavior，OB）子系统。主要与人的因素相对应，组织因素是建设目标能否实现的决定性因素，不恰当的组织结构会增加事故发生的可能性[11]。

（2）技术管理（Technical Management，TM）子系统。主要与施工方法因素相对应，施工过程通常以技术为导向，据统计超过42%的事故与技术相关[12]。

（3）资源保障（Resource Support，RS）。资源保障包括对建筑材料，机械设备和个人防护设备等的管理，安全资源不足或资源保障不当皆可能导致安全事故的发生。

（4）合同管理（Contract Management，CM）。合同管理以合同形式建立项目各参与者之间的合作关系，间接影响安全管理。合同管理不当会导致工期延误、成本超支、安全性能下降等后果。

（5）安全培训（Safety Training，ST）。安全培训通过训练工人的操作技能，提高工人的安全意识，从而减少工人的不安全行为，避免安全事故的发生。

（6）应急响应（Emergency Response，ER）。事故应急处理能力直接反映了项目的安全管理水平，完善的应急管理可以有效降低人员伤亡和财产损失[13，14]。

1.2 建筑施工安全事故致因的层次分解

建筑施工安全事故致因层次分解包括两个过程：一是基于组织理论等对子系统进行划分，例如将项目的组织结构分为不同的层次（机构，管理人员，工人和监理人员），进一步识别出“管理人员的数量”和“管理人员履职”等子因素，获取因素和子因素的初步清单；二是根据1320 份事故报告对初步清单进行筛选，将事故报告中未出现的因素和子因素删除或合并。最终将6 个子系统划分为16个因素和43 个子因素，如表1 所示。

2 建筑施工安全事故致因统计与回归分析

2.1 数据来源

本文所用数据的来源，一是通过问卷调查，获取专家对于施工安全事故致因重要性的评分；二是从相关政府官方网站，获取施工安全事故调查报告，用于分析事故致因的实际发生频率。

（1）问卷调查情况。调查问卷采用李克特（Likert）五级量表评分方法，共划分“影响很大”“影响较大”“影响一般”“影响较小”和“影响很小”5 个选项，分数从5 分到1 分逐渐递减。调查对象为从事建筑施工安全管理相关工作或研究的专家，共计回收问卷109 份，剔除填写质量较低的问卷8 份，最终获得有效问卷101 份，如表2 所示。经信度、效度分析及单样本t 检验，可知问卷调查所获数据具有良好的可信性和一致性。

表1 建筑施工事故致因系统-子系统-因素-子因素层次分解

表2 101 份有效调查问卷的基本信息

（2）事故调查报告。从国家应急管理部和各省市地方政府、应急管理局、住建管理部门等官方网站，搜集到1320 份建筑施工安全事故报告，覆盖房建、市政、桥梁等不同专业类型。其中一般事故发生最多，较大事故次之，重大和特别重大事故发生较少；高处坠落、坍塌、物体打击、触电和起重伤害事故占施工安全事故总数的84%以上，该分布规律与普遍认同的“五大伤害”基本保持一致，表明本文事故数据具有较好的代表性。事故等级和类型的分布如表3 所示。

表3 事故等级和类型分布

2.2 数据处理

（1）事故致因重要性评价。考虑到不同专家的知识和经验水平有所差异，采用强制比较法赋予专家权值。其中4 个权重项（职称、职位、工作年限以及学历）的权值（wi）分别为5、4、3、2，每个权重项又分为4 个权重子项，其权值（wij）由高到低依次为4、3、2、1。

设第i 个权重项的权值为wi，第i 个权重项的第j 个权重子项的权值为wij（i，j=1，2，3，4），则第n 位专家意见的初始重要度rn：

将101 位专家的初始重要度分别归一化处理，得到专家权重Rn：

以专家A（初级职称，一般管理人员，工作年限不满2 年，硕士学历）为例，由式（1）得，其初始重要度R1=5×1+4×2+3×1+2×3=22，同理可得其他专家的初始重要度，再依据式（2）归一化处理后得各位专家权重。根据专家对43 个因素的评分情况，分别计算各因素的加权平均重要性得分，如表4 所示。专家普遍认同工人违规作业（O32）、安全意识淡薄（S11）是导致事故发生的重要因素。违章行为不仅会导致物的不安全状态，形成不安全因素和事故隐患，还可能直接引发事故。究其原因，部分工人存在麻痹侥幸心理，在没有佩戴或正确使用安全防护装备的情况下冒险作业或由于工人安全意识淡薄，无视安全责任制和操作规程等规定，仅凭经验施工等。此外，安全隐患处理不及时（T32）重要程度也较高，施工过程中存在大量难以预测的安全隐患，如果处理不及时，就会使隐患持续积累直至引发安全事故。

表4 事故致因重要性水平的专家打分排序

（2）事故致因实际发生频率。以1320 份事故调查报告为素材，对43 个子因素实际出现的频数和频率进行统计和排序，如表5 所示。其中，作业人员违规操作（O32）是出现频率最高的因素，其发生率高达60.00%。据2018 年农民工监测数据显示，工人文化程度在初中及以下的高达72.5%，他们缺乏较强的安全意识和专业技能，仅凭直觉和经验施工的现象较为多见，容易引发各类事故。其次，安全教育培训不充分（S21）出现的频率也较高。一方面工人的流动性较高，另一方面部分企业为节省费用，开展安全培训工作并不充分。安全检查不充分（T23）的发生频率为52.65%，表明在当前的建筑施工过程中，施工安全检查制度的执行还不够彻底，对场地、道路、设备、防护用具等各类内容的检查不到位。

2.3 回归分析

在SPSS 软件中导入事故致因重要性评分和实际发生频率的数据，以重要性水平为自变量，实际发生频率为因变量，进行回归分析，得到结果如下：

（1）方程拟合优度。在一元线性回归方程的拟合优度检验中，R2为0.422，表示大约42%的因素位于趋势线周围，说明这些因素的重要性与实际发生频率较为契合。

（2）回归分析的有效性。经检验知，F=29.906，p=0.000＜0.01，说明自变量与因变量之间具有较为明显的线性相关关系。

（3）回归系数及其显著性。常量为-1.657，重要性水平系数为0.438，显著性水平满足要求，如表6 所示。

表5 事故致因实际发生频率统计与排序

表6 回归系数及其显著性检验

（4）回归方程绘制。一元线性回归方程为：

各事故致因因素重要性与实际发生频率回归分析的点位分布如图3 所示。总体上因素实际发生频率与重要性水平呈线性相关。也有部分因素偏离回归方程较多。图中不同的因素表示：深灰色表示实际发生频率显著高于重要性评估，黑色表示实际发生频率与重要性评估相当，浅灰色表示实际发生频率显著低于重要性评估。

图3 因素重要性水平与实际发生频率回归分析结果

2.4 结果分析

经过施工安全事故致因重要性程度和实际发生频率的统计和回归分析，作出以下分类分级：

（1）问卷调查的重要性评估和事故报告统计的实际发生频率均位居前10 的事故致因有7 项，可称为建筑施工安全事故的关键致因，具体为：工人违规作业（O32）、安全隐患处理不及时（T32）、安全意识淡薄（S11）、管理人员履职不充分（O22）、施工现场安全防护不到位（R34）、施工安全技术交底不充分（T13）和安全检查不充分（T23）。这些因素在安全管理实践中应得到第一级别的重视。

（2）实际发生频率显著高于重要性评估的因素。一是安全教育培训不充分（S21），是施工管理人员责任意识较弱、工人作业规范程度不高与应急处理能力不强的重要原因；二是安全检查不充分（T23），是施工现场安全隐患排查和整改不及时、不充分的前提；三是管理人员履职不充分（O22），是各项安全管理工作开展不到位的主要原因，主要表现为管理人员缺乏责任心且能力不足。此外，工人违规作业（O32）和监理工作不充分（O42）等因素也偏离回归方程线上方较多。这些都是在实践中出现频率较高的事故致因，也应得到高度的重视和严格的管控。

（3）实际发生频率显著低于重要性评估的因素。安全生产专项资金不足（C13）、工期压力（C11）、材料质量不合格（R21）、安全知识匮乏（S12）和作业人员身心欠健康（O33）等因素偏离回归方程下方较多，这些因素的重要程度评分较高，而实际发生频率相对较低，说明这些因素的管控效果较好，应继续予以保持。

综上，关键致因有7 项，包括O32、T32、S11、O22、R34、T13和T23；高发致因有5 项，包括S21、T23、O22、O32和O42；低发致因有5 项，包括C13、C11、R21、S12和O33。其中关键致因与高发致因之间有3 项重合，意味着重要性和发生频率都很高，且匹配度高。除关键致因、高发致因、低发致因之外的其他29 项称为一般致因。

3 典型事故案例分析

2019 年4 月25 日上午7 时20 分左右，河北衡水市翡翠华庭项目1#楼建筑工地，发生一起施工升降机吊笼坠落重大事故，造成11 人死亡、2 人受伤，直接经济损失约1800 万元。

3.1 事故调查分析

经调查认定，引发事故的直接原因是事故升降机第16 和17 节标准节连接处未安装连接螺栓，且未按规定进行自检和验收，使该隐患未被及时发现并消除，最终造成吊笼连同第17 节及以上标准节向东侧倾翻并整体坠落。

依据《事故调查报告》[15]，在该起事故发生过程中，主要参建单位（包括建设单位、施工总承包单位、施工升降机安装单位和监理单位等）均存在明显的管理过失或缺陷，具体如下：

（1）建设单位未对安全生产工作实施统一协调管理，未定期进行安全检查。

（2）施工总承包单位不重视安全生产，未按规定配备安全管理人员；未按规定实施方案交底和安全技术交底。

（3）施工升降机安装单位编制的施工升降机安装专项方案内容不完整且与事故施工升降机机型不符，不能指导安装作业；安全教育培训不到位。

（4）监理单位未履行安全生产监理职责，未按规定设置项目监理机构；未对事故升降机操作人员的资格证书进行审查；未能有效制止施工单位违规使用升降机。

3.2 事故致因识别

依据建立的施工安全事故致因系统，识别施工升降机吊笼坠落重大事故出现的事故致因。每个事故致因的级别和具体表现如表7 所示。从表中可以看出，43 个事故致因中有16 个在该重大事故中出现，其中关键、高发、低发和一般事故致因分别为5/7、5/5、0/5 和9/29。关键致因大部分出现，高发致因全部发生，而低发致因无一出现，这说明所构建的施工安全事故致因体系和分类分级结果能较好地反映施工安全管理的实际情况，具有合理性和实用性。

4 结语

基于系统思维建立了施工安全事故致因系统。将该系统分解为组织与行为、技术管理、资源保障、合同管理、安全培训和应急响应6 个子系统、16 个因素和43 个子因素，为后续事故致因因素的回归分析奠定基础。基于问卷调查和事故调查报告的实证素材，通过对致因因素重要程度和发生频率的统计分析和回归分析，发现7 项关键致因O32、T32、S11、O22、R34、T13、T23和5 项高发致因S21、T23、O22、O32、O42，需要引起管理者的充分重视。在2019年河北衡水市翡翠华庭项目施工升降机吊笼坠落事故案例中，43 个事故致因中有16 个出现，其中大部分关键致因和全部高发致因出现，低发致因则无一出现。案例情况与事故致因统计回归分析的结果具有良好的契合度。施工安全事故涉及的致因较多，所建立的施工安全事故致因系统侧重于考虑施工过程中组织和管理要素，后续研究将补充对于结构本体安全、环境因素等的考虑，使得施工安全事故致因的层次体系更为完整。

表7 案例事故的致因识别与具体表现