故障树模式在建筑施工安全管理中的应用

赵继东

青岛高新技术产业开发区管理委员会建设部，山东 青岛 266000

故障树模式即FTA，在系统安全分析方法中是应用最广泛的一种方法，这种方法适合应用到多个行业的安全管理分析中，目前在建筑施工安全管理领域应用也非常普遍。虽然近年来我国建筑工程领域快速发展，但在施工安全管理方面一直保持着较低水平，频繁出现的施工安全事故不仅给施工企业造成了巨大经济损失，还直接威胁着施工人员的生命，影响社会安定。为了最大限度地规避与控制建筑施工安全事故的发生，有必要将故障树模式应用在建筑施工安全管理分析中，通过故障树模式明确安全事故发生原因，有效采取具有针对性的策略加强管理，降低安全事故发生概率。

1 建筑施工安全管理研究方法概述

目前，在建筑施工安全管理中所应用的研究方法比较多，包括概率风险评价法、层次分析法、指数评价法、安全检查法及故障树分析法等，不同研究方法有各自的优缺点与适用范围，实际应用中需结合建筑工程实际情况，优选恰当的研究方法。故障树模式在建筑施工安全管理研究中属于一种应用非常普遍的研究方法，可对系统可靠性以及安全性实现科学分析。故障树模式是一种非常重要且应用广泛的安全系统分析法，具体是从事故可能发生的点出发，从上至下搜寻顶上事件发生的原因事件，最终明确基本原因事件，然后通过逻辑图对各事件所保持的逻辑关系进行表示[1]。文章主要通过故障树模式探讨建筑施工安全管理，在此模式的支持下对建筑施工安全性进行分析。

2 工程概况

文章所选案例为某单位综合办公楼项目，项目工程结构属于框架结构，建筑总面积约3881.49m2，建筑物地上层高共5层。此工程于2017年5月10日开始动工建设，工期设计为12个月。此工程建筑安全等级为二级，屋面防水等级为Ⅱ级，耐火等级为二级，砌体施工质量控制等级为B级，框架抗震等级为四级。此项目所配备的人员主要包含负责人、项目经理、材料员、造价员、安全员、质检员、施工员等。

3 建筑施工安全管理现存问题

此工程在施工管理期间，安全管理组织架构如图1所示。通过对这一工程现场实现勘查，发现工程施工期间存在以下安全管理问题：（1）在施工现场，施工人员普遍缺乏良好的自我保护意识，部分施工人员在高空作业期间未采取安全防护措施，部分施工人员未合格地佩戴安全帽，现场所配备安全防护装置也不完善；（2）安全管理检查工作在实际落实期间不够详细与具体，无法全面识别现场存在的以及潜在的多种安全隐患，一些安全隐患暴露出来之后不能获得及时有效的处理；（3）施工现场环境较为混乱，各种物体堆放杂乱无章，电缆铺设缺乏规划性，缺乏必要保护措施，施工材料及施工设施全部随意堆放在一起，时常会发生机械设备漏电故障，而不少施工人员会在未采取安全防护手段情况下直接接触电缆或电线；（4）施工人员将多种杂物堆放于脚手架上面，在塔吊操作环节存在违规操作现象，现场还有施工人员从高处抛下材料、杂物或向上传递工具，未严格按照安全管理规章制度行事。

图1 安全管理组织架构

4 故障树模式分析流程

4.1 明确故障树模式依据

结合建筑施工安全管理涉及的有关知识，着重梳理出建筑施工中包含的五大伤害，分别为坍塌事故、机具伤害、触电、高空坠落及物体打击[2]。

4.2 编制故障树

针对建筑施工涉及的安全事故进行故障树编制，主要需要考虑实际施工环节各种常见的安全事故。文章主要研究基于建筑施工常见的五大伤害进行故障树编制，暂不考虑其他相关因素影响。

在故障树模式建立期间，首先需要全方位了解建筑施工系统，搜索与此工程相似的多项事故资料，将顶上事件设置为建筑施工现场出现的施工安全事故。结合之前所搜寻调查资料，对施工安全事故出现的诱因进行分析，同步明确各种相关基本事件、原因事件，基于不同事件彼此之间保持的逻辑关系，利用逻辑符号加以连接[3]。故障树模式相关编制人员要到施工现场进行全面考察，结合现场各项情况编制与建筑施工中安全事故发生相关的故障树，如图2所示。导致建筑施工期间发生安全事故的5个关键性伤害因素分别为高空坠落（A1）、触电（A2）、物体打击（A3）、坍塌（A4）、机具伤害（A5）。安全事故诱因可能是其中一个因素引发的，也可能是多个因素共同造成的。

图2 故障树模式

在故障树模式中，通过或门和与门连接，设备缺陷或未采取必要的安全防护措施为X1，没有戴安全帽或没有系安全带为X2，自我保护意识淡薄为X3，施工人员在未做保护措施情况下接触电缆或电线为X4，机械设备发生漏电故障为X5，防护不当为X6，向上传递工具或高空抛下材料与杂物为X7，多种杂物堆放在脚手架上部为X8，塔吊存在违规操作或起重吊装不规范为X9，没有严格依据规范操作或不符合设计要求为X10，施工单位出现偷工减料情况为X11，机械设备存在不合理布局情况为X12，安全防护装置不健全为X13，发现安全隐患没有及时有效的处理为X14。B1为中间事件。T为顶上事件，即施工安全事故，其中多个事件共同发生或有一个事件出现，才会引发顶上事件出现。

4.3 故障树模式分析

上文已构建故障树相应树状结构图，下面以故障树为目标，通过布尔代数法实现简化处理，进而获得引发顶上事件出现的对应最小割集事件：

在简化之后，能够获得的最小割集数量是13个。按照不同结构不同的重要度对故障树中包含的所有基本事件实现排序，进而获得：

综上所述，所建故障树模式可体现出不同基本事件会在不同程度上影响顶上事件发生。在建筑工程实现施工安全管理的过程中，其最关键的问题在于故障树事故内部最小径集。针对相对最小径集采取有效的应对措施，可对各最小径集中所涵盖的具体事件加以防范，之后可获得对安全事故加以控制的防控方案。

结合上述工程案例探讨故障树模式在施工安全管理中的开展可发现，造成顶上事件出现的原因事件主要包含以下三类：施工人员缺乏强烈的防护意识，并且规范操作能力较弱；施工现场未完备、恰当地设置安全防护措施；安全管理检查制度缺乏全面、有效的落实。

5 建筑施工安全管理优化策略

5.1 增强施工人员安全防护意识

在建筑工程实际施工期间，部分施工人员虽然会有丰富的从业经验，但是在实际工作中缺乏系统性的操作培训，同时管理部门对操作人员缺乏常态化的安全意识教育，使得施工人员在实践操作中大多凭借个人经验施工，在实际施工过程中，经常会发生不依据标准规范作业的情况，个人安全防护意识相对较弱。为了有效加强安全管理，有必要对施工建设人员开展常态化的安全意识教育，同步系统化组织其参与安全操作培训活动，使施工人员从思想层面高度关注安全防护和规范作业，避免在施工操作中发生失误。施工安全员及项目工程专业人员对每个班组施工人员均要实现技术交底，技术交底结束后所有施工人员需签字留档[4]。施工现场所有特殊工种除了必须持证上岗，还要在上岗前接受系统化安全培训。施工单位要完善各项安全教育制度，所有施工人员在入场前都要参加三级安全教育相关培训活动，对安全教育内容实现全面、深刻的了解，在此基础上逐步增强操作人员个人安全防护意识。为了在最大程度上避免出现安全事故，施工单位要采取一系列技术措施与手段维护人员安全，在施工期间要采取多种安全技术对各种问题加以解决，并注重努力提升安全技术水平，使施工人员处于低危害、低风险、更安全的施工环境中，全面排除现场危险因素。

5.2 配备完善的安全防护设施

施工单位要配备各项安全防护设备与设施，尤其着重针对可能发生安全隐患的部位设置有关安全防护设备与设施，做好定期检查与维护工作，一旦发现有缺陷，要及时修补或更新。施工现场所有临时设施都要严格依据图纸进行设置，施工材料与设备严禁随意堆放，尤其不可占用现场道路。施工现场所有设施在装卸环节都要符合安全操作规范要求，严禁随意拉线、接线，施工现场所有设备要定期维护、检修，一旦发现设备与工作要求不符，则需暂停施工。施工计划不能随意更改，未实施安全措施的情况下不可开工，所有施工人员在佩戴安全帽的前提下进入场地，尤其在高空作业环节，相关人员必须合格佩戴安全帽，禁止自下而上进行工具传递和高空抛物现象发生。

5.3 健全安全管理检查制度

制定健全的安全管理制度，明确各管理人员职责权限与责任，所有人员的职责与任务必须完全落实。施工单位及相关管理部门要不断优化与健全技术安全培训、安全具体措施、安全检查评价等相关管理制度，在制度的硬性约束下强化操作的规范性。施工前全面排查现场安全隐患，针对性地采取相应的策略加以防范，在贯彻落实安全管理制度的基础上逐步提升安全管理水平。

6 结束语

在国家现代化建设与发展过程中，建筑领域发挥着重要的推动作用，但建筑业属于事故高发行业，为了有效推进建筑行业健康可持续发展，有必要深入研究建筑施工安全管理问题。通过应用故障树模式，可更科学、清晰地明确建筑施工安全管理相关影响因素，明确事故发生原因及不同原因对安全事故发生的影响程度，有效采取具有针对性的措施加强安全管理，维护施工人员人身安全。