裝配式建筑工程施工安全灰色聚類測評模型

發(fā)布時(shí)間：2021-02-08所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1238次

摘 要： 【摘 要】 為降低裝配式建筑工程施工安全事故發(fā)生率，基于安全事故成因，反演分析影響其施工安全的關(guān)鍵因素集，聯(lián)合應(yīng)用層次分析法(AHP)及灰色聚類評價(jià)方法，構(gòu)建施工安全評價(jià)指標(biāo)體系及評價(jià)模型，測評裝配式建筑工程實(shí)際施工安全狀態(tài);通過分析影響安全的因

　　【摘 要】 為降低裝配式建筑工程施工安全事故發(fā)生率，基于安全事故成因，反演分析影響其施工安全的關(guān)鍵因素集，聯(lián)合應(yīng)用層次分析法(AHP)及灰色聚類評價(jià)方法，構(gòu)建施工安全評價(jià)指標(biāo)體系及評價(jià)模型，測評裝配式建筑工程實(shí)際施工安全狀態(tài);通過分析影響安全的因素搜索關(guān)鍵安全隱患，并針對裝配式建筑工程多維作業(yè)空間并行施工易疊加安全風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，采取應(yīng)對措施以控制施工安全事故發(fā)生。將所建評價(jià)模型，用于某典型項(xiàng)目實(shí)證分析。結(jié)果表明，影響安全的主要因素按重要性從大至小排列依次是工人專業(yè)操作水平、吊裝作業(yè)氣候條件、構(gòu)件運(yùn)輸臨時(shí)固定措施以及構(gòu)件出廠前質(zhì)量安全檢驗(yàn)，需采取對應(yīng)措施，降低相應(yīng)的安全事故發(fā)生概率。

　　【關(guān)鍵詞】 裝配式建筑工程; 事故成因; 施工安全測評; 安全事故; 灰色聚類評價(jià)

　　0 引 言

　　裝配式建筑工程在提高施工質(zhì)量、節(jié)省勞動(dòng)力、保護(hù)環(huán)境等方面相比傳統(tǒng)建筑工程具有明顯優(yōu)勢，但由于其在構(gòu)件生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、現(xiàn)場裝配等多維作業(yè)空間并行施工，容易疊加安全風(fēng)險(xiǎn)�，F(xiàn)階段又缺乏技術(shù)熟練的施工人員來滿足大量采用新型施工技術(shù)工藝的需要，極易引發(fā)施工安全事故。2016年2月6日公布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》[1]中明確指出：“力爭用10年左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%”。該政策的實(shí)施將使裝配式建筑工程建設(shè)規(guī)模急劇增長，在安全管理措施儲備不足的情況下，安全施工形勢將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　近年來，國內(nèi)外學(xué)者對傳統(tǒng)建筑工程的施工安全評價(jià)方法已較為成熟[2-3]，但由于裝配式建筑工程的差異性，難以直接運(yùn)用;目前針對裝配式建筑工程施工安全評價(jià)的成果偏少，并主要集中在其抗震性[4]、防火性[5]及技術(shù)可靠性[6]等方面。最近有學(xué)者開始嘗試運(yùn)用流程圖、風(fēng)險(xiǎn)矩陣、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等方法，以現(xiàn)場裝配施工作業(yè)空間為主，探討建立其安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系[7-9]，但這些成果在協(xié)同考慮構(gòu)件生產(chǎn)和物流運(yùn)輸作業(yè)空間安全影響因素方面還存在局限性，未能對裝配式建筑工程施工安全提供綜合評價(jià)結(jié)論，難以為系統(tǒng)控制施工安全事故形成針對性參考依據(jù)。

　　鑒于此，筆者擬從裝配式建筑工程施工的安全事故成因視角出發(fā)，反演分析施工安全主要影響因素，建立能系統(tǒng)全面反映其構(gòu)件生產(chǎn)作業(yè)空間、物流運(yùn)輸作業(yè)空間及現(xiàn)場裝配作業(yè)空間多個(gè)維度施工安全的評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用灰色聚類評價(jià)方法構(gòu)建裝配式建筑工程安全狀態(tài)測評模型，定量測度施工安全狀態(tài)，為控制安全事故發(fā)生提供依據(jù)。

　　1 裝配式建筑工程安全事故影響因素

　　1.1 裝配式建筑工程施工安全事故特點(diǎn)分析

　　根據(jù)對中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部通報(bào)的《2015年全國房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況》[10] 及有關(guān)建筑施工安全生產(chǎn)形勢的文獻(xiàn)分析[11]，結(jié)合裝配式建筑工程施工組織特點(diǎn)，梳理出發(fā)生頻率較高的7類主要施工安全事故，并選取正在施工中的若干典型裝配式建筑工程作為樣本項(xiàng)目，對分布于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠、物流運(yùn)輸、裝配現(xiàn)場作業(yè)空間的7類事故隱患進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，在此基礎(chǔ)上，將其特點(diǎn)分析如下：

　　1)高空墜落事故。歷年來，高空墜落事故占我國建筑行業(yè)安全事故的比例最大。裝配式建筑工程由于吊裝運(yùn)送及安裝構(gòu)件需要，不能搭設(shè)適用于傳統(tǒng)建筑工程的內(nèi)外腳手架，其外墻又基本采用預(yù)制構(gòu)件拼接，施工人員必須要進(jìn)行高空臨邊作業(yè)，若外圍防護(hù)措施不到位，高空墜落可能性極大。

　　2)物體打擊事故。因構(gòu)件吊裝工藝需要，裝配式建筑工程外圍不能整體設(shè)立圍護(hù)網(wǎng)，鋼筋、工具、各部位零部件等物件易從高處墜落。另外，如果構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量出現(xiàn)缺陷，運(yùn)輸過程對構(gòu)件再次產(chǎn)生不利影響，在吊裝過程又遇操作不當(dāng)，易產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)疊加效應(yīng)，使得構(gòu)件整體或部分破損而墜落，砸傷施工人員。

　　3)構(gòu)件吊裝事故。構(gòu)件吊裝一般采用塔吊吊鉤與預(yù)留鋼筋直接連接或與構(gòu)件的預(yù)留吊點(diǎn)相連接的方式。如在吊裝過程中吊點(diǎn)變形失效，或因吊點(diǎn)選擇不合理則易使構(gòu)件在半空中發(fā)生翻轉(zhuǎn)或從吊鉤上掉落，嚴(yán)重危及塔吊下方作業(yè)人員的安全。

　　4)構(gòu)件倒塌事故。預(yù)制構(gòu)件在節(jié)點(diǎn)或疊合板現(xiàn)澆之前需設(shè)置臨時(shí)支撐，如果臨時(shí)支撐不牢固或承載強(qiáng)度不夠，易造成預(yù)制構(gòu)件倒塌�，F(xiàn)階段，連接工藝仍然是裝配式建筑工程的技術(shù)難點(diǎn)，若連接節(jié)點(diǎn)開裂失效，則形成倒塌事故。

　　5)吊裝機(jī)械傷害事故。裝配式施工需要采用大型起重機(jī)械對大量預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場吊裝，由于起吊高度和重量均較大，再加上部分構(gòu)件體積大且形狀不規(guī)則，容易因吊裝操作失誤、吊裝機(jī)械設(shè)備選擇不合理、構(gòu)件吊裝安全措施不足等因素，發(fā)生吊裝機(jī)械傷害事故。

　　6)火災(zāi)事故。因裝配式建筑安裝工藝特點(diǎn)，需大量使用粘接劑、稀釋劑等易燃易爆化學(xué)制品，還需要進(jìn)行大量的安裝設(shè)備、吊索、吊具等機(jī)械的保養(yǎng);由此產(chǎn)生的廢油脂、廢舊油手套、棉紗等易燃物品，在焊接連接等施工過程中，電線短路、電焊操作不慎、亂扔煙頭等均易引起火災(zāi)事故。

　　7)觸電事故。進(jìn)行裝配式施工時(shí)，現(xiàn)場涉及到大量用電作業(yè)，經(jīng)常放置有臨時(shí)用電箱和電線。受長時(shí)間戶外環(huán)境影響或因操作不當(dāng)，電線容易老化及發(fā)生短路等，從而引發(fā)觸電事故，危及人身安全。

　　1.2 安全事故影響因素

　　以上述施工安全事故產(chǎn)生特點(diǎn)與成因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)進(jìn)行反演分析，提煉出影響施工安全的關(guān)鍵因素集。筆者將該因素集分為人員因素、物的因素、管理因素、技術(shù)因素和環(huán)境因素，其中環(huán)境因素包括自然環(huán)境和政策環(huán)境，見表1。

　　2 裝配式建筑工程施工安全灰色聚類評價(jià)模型

　　運(yùn)用層次分析法(Analytic Hierarchy Process， AHP)計(jì)算影響因素權(quán)重，構(gòu)建安全評價(jià)指標(biāo)體系�；诨疑垲惙椒ㄅc安全評價(jià)精度需要的匹配性[12-13]，構(gòu)建混合型中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色評價(jià)模型，進(jìn)行施工安全測評。在此基礎(chǔ)上，通過不安全因素搜索分析，搜索關(guān)鍵安全隱患因素。

　　2.1 混合型中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色聚類

　　混合型中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)是以中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)為主，以下限和上限測度白化權(quán)函數(shù)為輔的改進(jìn)型函數(shù)模型。

　　3 實(shí)證分析

　　3.1 項(xiàng)目概況

　　選取湖北省推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的某試點(diǎn)裝配式建筑工程為樣本進(jìn)行實(shí)證分析。項(xiàng)目總建筑面積為10.6萬m2 ，主體結(jié)構(gòu)為裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，其預(yù)制率達(dá)67%，裝配率達(dá)76%。

　　3.2 指標(biāo)賦值及灰色聚類分析

　　編制指標(biāo)權(quán)重打分表和指標(biāo)定量評價(jià)表，遴選來自建筑設(shè)計(jì)、施工、工程監(jiān)理及科研單位等從事裝配式建筑工程實(shí)際管理及研究工作的9位專家進(jìn)行評分， 運(yùn)用AHP計(jì)算得到指標(biāo)權(quán)重，見表2 第2列。將專家對該項(xiàng)目指標(biāo)定量評價(jià)打分的平均值作為該指標(biāo)分值，見表2第3列。運(yùn)用混合型三角白化權(quán)函數(shù)灰色聚類評價(jià)方法進(jìn)行測算，得到各指標(biāo)白化權(quán)函數(shù)值、準(zhǔn)則層指標(biāo)聚類系數(shù)和綜合評價(jià)系數(shù)，見表2第4列—第8列。

　　該裝配式建筑工程項(xiàng)目施工安全綜合評價(jià)系數(shù)向量為(0.038，0.083，0.072，0.050，0.031)，評價(jià)可得，該裝配式建筑工程項(xiàng)目安全評價(jià)結(jié)果屬于“基本安全k2”灰類。

　　3.3 不安全因素搜索分析

　　通過對表2中測算結(jié)果進(jìn)行搜索分析發(fā)現(xiàn)，有 4個(gè)因素處于“不安全k1”灰類，分布在現(xiàn)場裝配作業(yè)空間、物流運(yùn)輸作業(yè)空間及構(gòu)件生產(chǎn)作業(yè)空間。運(yùn)用式(6)計(jì)算可得這4項(xiàng)不安全因素對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)β，見表3。

　　根據(jù)上述分析結(jié)果可知，該樣本項(xiàng)目總體施工安全狀態(tài)評價(jià)結(jié)果為中低水平;其4個(gè)主要不安全影響因素按重要性從大至小排列依次為：工人專業(yè)操作水平、吊裝作業(yè)氣候條件、構(gòu)件運(yùn)輸臨時(shí)固定措施、構(gòu)件出廠前質(zhì)量安全檢驗(yàn)，需分別采取針對性措施加強(qiáng)控制，降低對應(yīng)的安全事故發(fā)生概率。其中，工人專業(yè)操作水平是首要的不安全影響因素，與當(dāng)前裝配式建筑工程的整體行業(yè)狀況相符，亟待從建筑行業(yè)、施工企業(yè)、工程項(xiàng)目等各個(gè)層面開展專業(yè)技能培訓(xùn)以滿足實(shí)際需要，為有效預(yù)防和控制安全事故提供基礎(chǔ)條件。

　　4 結(jié) 論

　　1)基于安全事故產(chǎn)生機(jī)理成因反演分析得出裝配式建筑工程安全評價(jià)指標(biāo)體系，能系統(tǒng)地全面地反映其施工安全狀態(tài)。

　　2)實(shí)證分析表明，用所構(gòu)建的混合型中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色聚類評價(jià)模型可以有效評價(jià)裝配式建筑工程施工安全狀態(tài)。

　　3)通過不安全因素搜索分析，能搜索出影響裝配式建筑工程施工安全性的關(guān)鍵因素，為將有限資源投入到關(guān)鍵安全隱患管理提供依據(jù)。

　　4)裝配式建筑工程有在多維作業(yè)空間并行施工的特點(diǎn)，如要更加精準(zhǔn)分析及評價(jià)其安全施工狀態(tài)，還需考慮安全影響因素在各作業(yè)空間的時(shí)間維度和空間維度的相互耦合效應(yīng)，這將是后續(xù)研究的方向。——論文作者：陳 偉1 教授 付 杰1 熊付剛2 楊 劼2

　　相關(guān)期刊推薦：《中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)》由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主管，中國職業(yè)安全健康協(xié)會(原中國勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)技術(shù)學(xué)會)主辦。本刊設(shè)有安全科學(xué)基礎(chǔ)理論及學(xué)科建設(shè)、安全科學(xué)技術(shù)原理及其應(yīng)用、安全工程、衛(wèi)生工程、工業(yè)安全與安全產(chǎn)業(yè)、安全管理工程、交通安全、消防安全等欄目。

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