基于危险系数的施工工人不安全行为评估
郭红领, 张知田, 郁润     
清华大学 建设管理系, 北京 100084
摘要:施工现场不安全行为的管控措施呈现静态、局部、标准化等特征,较难适用于动态变化的各类现场不安全行为的管控,因此有必要建立更好的方法来评估施工现场不安全行为,从而有针对性地采取管控措施。该文提出了基于危险系数的施工现场工人不安全行为评估方法,即依据"事故-场景"对不安全行为进行逐层分类后,采用不安全行为发生的频繁程度、不安全行为引起各类事故的可能性以及各类事故后果的严重程度来构建不安全行为的危险系数,以对工人的不安全行为进行持续评估,并根据评估结果对行为进行危险程度分级与管控资源配置。实际案例应用表明:该评估方法能够提高不安全行为管控的有效性与针对性,进而提高施工现场的安全水平。
关键词施工工人    不安全行为    行为评估    危险系数    
Assessing construction workers' unsafe behavior using a danger coefficient
GUO Hongling, ZHANG Zhitian, YU Run     
Department of Construction Management, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Abstract: Traditional measures for managing workers' unsafe behavior are static, standardized methods that are only partially effective, which makes them difficult to use for managing dynamic unsafe behavior on site. Therefore, better methods are needed to assess the danger of unsafe behavior so as to take necessary countermeasures. This paper presents an assessment method for construction workers' unsafe behavior by introducing a danger coefficient. Firstly, various types of unsafe behavior are classified according to accident types and scenes. Then, the danger coefficients for various types of unsafe behavior are defined by combining the occurrence rate of an unsafe behavior, the possibility of various accidents caused by the behavior, and the consequences of the accidents. Resources can then be allocated to behavior management. A real case is given to show that this method can improve the effectiveness of unsafe behavior management to further improve construction site safety.
Key words: construction worker     unsafe behavior     behavior assessment     danger coefficient    

施工现场安全形势严峻。施工事故的发生主要是由人的不安全行为、物的不安全状态以及不安全的环境所致[1],其中人的不安全行为(接近危险源、个人防护设备使用不当和违章操作等)[2]是导致事故发生的最主要原因之一[3-5]。目前,不安全行为相关研究主要集中在不安全行为产生的原因和预防管控等方面。在不安全行为成因分析方面,主要包括炎热潮湿的作业环境、现场安全装置布局不合理等外部因素[6-7]和工人自身特征、情绪及心理变化等内部因素[7-8]。在不安全行为预防管控方面,Winge等[9]提出及时的现场监督工作和风险管理与不安全行为的发生具有较强联系。针对不安全行为防控措施的研究更多地集中于前期的教育培训[10]或者现场监督与检查,然而这些方式的空间覆盖面有限,且检查项目较为固定,总体呈现静态、局部、标准化的特征,较难适用于各类不安全行为因时间、环境等改变而产生的发生频率、所致后果等的变化。因此,有必要建立全面的不安全行为清单,定期对各类不安全行为的危险程度进行评估,并根据更新后的评估结果,对不安全行为的危险程度进行分级,对重点不安全行为进行针对性的检查并优先配置管控资源。

然而,当前针对不安全行为评估方法的研究相对较少,更多的是针对施工现场整体安全状况进行评估[3, 11-12]。例如,常用的作业条件危险性评估法(LEC法)就是通过事故或危险事件发生的可能性L、作业人员暴露于危险环境的频繁程度E以及发生事故或危险事件的可能结果C这3个维度来衡量作业条件的危险性D[13]。这种评估方法主要针对现场整体的施工作业条件,即现场常见的安全隐患,如日常检查制度未落实、安全帽有缺陷等。

本文借鉴传统的LEC法的思想对工人不安全行为进行评估。为了更加清晰地对工人不安全行为进行评估,本文对传统LEC指标进行了重新定义,形成了FPC评估方法,即不安全行为发生的频繁程度F、不安全行为引起各类事故的可能性P以及各类事故后果的严重程度C,并结合实际案例对所提出的不安全行为评估方法进行应用展示与效果评价。

1 基于“事故-场景”的不安全行为清单构建

为了更好地对施工现场不安全行为进行评估,首先需要对其清晰地划分。在文献综述基础上,本文提出“事故-场景”的不安全行为清单构建方法,即首先根据事故(如高处坠落、物体打击、坍塌、触电等)对不安全行为进行一级划分,然后根据各类事故发生的场景对不安全行为进行二级划分(见表 1)。例如,对于“高处坠落”这一高频事故,其相关场景有屋顶、梯子、脚手架、梁、塔吊等;对于在梯子上作业的工人来说,不安全行为有拿着东西单手爬梯、不系安全带站在梯子最高处等。

表 1 基于“事故-场景”的不安全行为清单构建
事故 场景(含危险因素) 不安全行为
高处坠落 屋顶、塔吊、梯子、脚手架、临边、洞口等 拿着东西单手爬梯、不系安全带站在梯子最高处等
物体打击 运输车辆、机械等 在运转的挖土机旁作业等
坍塌 墙、基坑等 站在未防护的基坑旁
触电 电钻等 不带护目镜进行电力施工等
…… …… ……

2 基于危险系数的不安全行为评估与分级方法建立 2.1 LEC方法与不安全行为评估

LEC评估法中各指标的函数关系为D=L·E·C[13]。为了更好地对事件的严重程度进行规范划分,通用做法将L取值为0~10,E取值为0~10,C取值为1~100。D>320表示事件极其危险;D<20表示事件的危险性在可以接受的范围内;20~320之间又划分出3个危险等级,具体表述及赋值如表 2所示[13]

表 2 传统LEC法指标表述及赋值[13]
事故发生可能性L 暴露于危险环境的频繁程度E 发生事故产生的后果C
赋值 表述 赋值 表述 赋值 表述
10 完全可以预料 10 连续暴露 100 10人以上死亡
6 相当可能 6 每天工作时间内暴露 45 3~9人死亡
3 可能,但不经常 3 每周一次或偶然暴露 15 1~2人死亡
1 可能性小,完全意外 2 每月一次暴露 7 严重
0.5 很不可能,可以设想 1 每年几次暴露 3 重大,伤残
0.2 极不可能 0.5 非常罕见暴露 1 引人注意
0.1 实际不可能

由于行为安全评估与作业条件评估具有一定的差异性,因此需要结合行为安全评估的特点和需求对LEC评估方法进行适当调整。为了更加清晰直观地表述基于LEC思想的行为安全评估方法,本文对LEC的3个指标进行再定义,形成了FPC评估方法。再定义后的FPC方法与LEC方法的指标对应关系如表 3所示。

表 3 LEC与FPC方法对应关系
LEC方法 FPC方法
事故发生可能性L 不安全行为引发事故的可能性P
暴露于危险环境的频繁程度E 不安全行为发生的频繁程度F
发生事故可能产生的后果C 事故发生产生后果的严重程度C

不安全行为引发事故的可能性P与事故发生产生后果的严重程度C的乘积代表该事故的危险性,从该逻辑出发将P值与F值的顺序进行调整,形成FPC评估法。

2.2 FPC评估方法

FPC评估方法继承了传统LEC评估方法的每个指标的程度表述与赋值,这是因为LEC评估方法对于程度的分级表述已经相对全面,可供FPC评估方法中有关“可能性”“频繁程度”和“后果严重程度”的整体表述借鉴。FPC方法具体各指标描述及赋值如表 4所示。

表 4 FPC方法指标描述及赋值
指标名称 描述与取值
F:不安全行为发生的频繁程度 主要反映施工现场不安全行为发生的频繁程度,其取值范围为0~10
P:不安全行为引发事故的可能性 考虑到施工现场的实际情况,为了加强现场安全管控程度,此处的事故不仅指发生的实际事故,也包括险肇事故,取值范围为0~10
C:不安全行为导致事故的严重程度 主要体现施工现场实际发生的安全事故和险肇事故所造成的后果,取值范围为0~100
D:不安全行为的危险系数 评估危险性的大小,D=F·P·C

基于FPC评估方法,在获得不安全行为发生的频繁程度、引发事故的可能性以及导致事故后果的严重程度3个指标数据之后,通过危险系数的计算、行为危险性分级来满足最终的安全管控需求。FPC评估方法的数据采集主要采用安全专家经验打分的方式获得。

2.3 FPC评估方法操作流程 2.3.1 危险系数的计算

各类不安全行为i对应的危险系数Di的计算公式为

$ D_{i}=F_{i} \cdot P_{i} \cdot C_{i}. $

其中:DiFiPiCi分别为不安全行为i对应的危险系数、发生的频繁程度、引发事故的可能性、造成事故后果的严重程度。

1) Fi表示不安全行为发生的频繁程度。将不安全行为发生的频繁程度表示为:连续发生、每天工作时间内发生、每周一次或偶然发生、每月一次、每年几次和非常罕见6个等级,分值分别为10、6、3、2、1和0.5。

2) Pi表示不安全行为引发事故的可能性。将不安全行为引发事故的可能性表示为:完全可以预料、相当可能、可能但不经常、可能性小、很不可能、极不可能和实际不可能7个等级,分值分别为10、6、3、1、0.5、0.2和0.1。

3) Ci表示不安全行为导致事故的严重程度。此处的事故不仅包括已经发生的实际事故,还包括险肇事故,这是为了保证现场收集数据的充分性。在施工现场险肇事故的发生意味着存在严重的安全隐患却很容易被人忽略。将事故的严重程度划分为:大灾难(死亡人数10人以上)、灾难(死亡人数2~9人)、非常严重(1人死亡)、重伤、伤残和需要救助6个等级,每个等级赋值为100、45、15、7、3和1。

2.3.2 不安全行为分级

不安全行为分级标准参考了传统的LEC评估法。考虑到FPC参考了LEC评估方法的理念,两者均从发生的频繁程度、引发事故可能性和事故后果3个维度进行考量,同时FPC方法在3个指标上制定了与LEC同样的等级划分规则,各等级赋值也相同,因此FPC有关不安全行为危险程度的评级划分可借鉴LEC评价方法[13],如表 5所示。

表 5 不安全行为危险程度评级标准
D 危险程度
>320 极其危险,不能继续作业
160~320 高度危险,需要立即整改
70~160 显著危险,需要整改
20~70 一般危险,需要注意
<20 稍有危险,可以接受

综上,在施工现场工人不安全行为管控体系中,危险系数的应用具有以下几个特点:

1) 危险系数与具体不安全行为一一对应。与传统较为粗放的不安全行为管理方式不同,精确到具体行为动作的危险系数,大大提高了现场安全管理的针对性。

2) 危险系数有利于优化安全管控资源的分配。对危险程度较高的不安全行为,可进行重点检查,合理配备相应资源,如监控摄像头等。

3) 危险系数具有预测性。基于一定的历史数据积累,可以科学地预测出特定不安全行为的危险趋势,从而使数据分析更有深度和现实意义。

3 实例分析

以深圳市某超高层建设项目为例,本文选取发生最为频繁的高空坠落事故的现场行为(在此以梯子场景中常见的不安全行为)作为评估对象,分析FPC评估方法的有效性。首先,采用文献资料、安全手册、现场观察与调研等方式,对梯子相关的不安全行为进行梳理,并根据“事故-场景”进行分类;然后,通过对施工现场工人、安全员及施工经理进行问卷调研与访谈,采用经验打分法确定各不安全行为的危险系数,得出有关梯子的不安全行为危险级别之后,对相应的管控措施提出建议。

3.1 梯子不安全行为归类

通过对施工现场为期两周的观察,并与现场施工人员以及安全管理人员进行访谈,最终将与危险因素梯子相关的不安全行为划分为24种(见表 6),大致可以分为爬梯子过程中的不安全行为、在梯子上作业过程中的不安全行为两类情形。

表 6 与梯子相关的不安全行为及数据处理结果
序号 不安全行为 F P C D
1-1-1 爬梯子时手里拿东西 3.64 1.46 2.00 10.59
1-1-2 爬梯子时双手未抓住梯子踏板或扶手 1.39 1.92 2.22 5.93
1-1-3 爬梯子时人背对梯子 0.94 1.57 2.33 3.45
1-1-4 匆忙爬上梯子 2.06 2.24 2.11 9.74
1-1-5 滑下梯子 0.67 2.84 4.56 8.64
1-1-6 从梯子上跳下来 1.17 2.89 2.78 9.36
1-1-7 梯子处于不稳定状态时没有人在下面扶住梯子 1.67 2.54 4.56 19.32
1-1-8 不系安全带站在人字梯最高处 2.83 2.62 4.33 32.20
1-1-9 不系安全带坐在人字梯最高处 2.67 2.62 4.33 30.30
1-1-10 不系安全带站在人字梯最高两级踏板 2.56 3.34 4.78 40.84
1-1-11 爬太高,没有扶手的情况下膝盖超过了人字梯最高处 2.28 2.32 5.22 27.62
1-1-12 不系安全带站在伸缩梯的最高3层踏板 2.56 2.28 4.11 23.93
1-1-13 不系安全带站在直梯(斜靠梯)的最高3层踏板 1.67 2.31 2.78 10.70
1-1-14 有2人及以上同时在梯子上作业 0.78 3.48 4.11 11.12
1-1-15 梯子上重物荷载超过了梯子的最大荷载 0.61 3.48 5.67 12.04
1-1-16 在没有防倾倒措施的情况下,向梯子加侧向荷载 0.56 3.51 3.44 6.72
1-1-17 身体过度歪斜,身体轴线延伸至梯子外 1.17 2.30 4.33 11.63
1-1-18 双脚踩在人字梯上,使其行走 2.44 1.96 2.11 10.09
1-1-19 在伸缩梯上往上跳 0.83 2.68 4.78 10.66
1-1-20 倚靠在梯子上 1.22 1.53 1.89 3.54
1-1-21 作业时在人字梯上把它推向或拉向一边 0.61 2.49 2.78 4.22
1-1-22 移动有人或设备在上面的梯子 0.53 2.43 5.44 6.99
1-1-23 在梯子上作业时没有总保持3点在梯子上 0.83 3.38 2.56 7.19
1-1-24 跨坐在梯子和其他物体中间 2.28 1.62 3.22 11.91

3.2 梯子不安全行为评估 3.2.1 问卷设计

为了获取FPC评估所需要的数据,结合24种不安全行为进行问卷设计,主要包括4个部分:第1部分为基本信息,主要获得受访者的个人信息,并保证评价数据来源可靠;第2—4部分为评价主体,分别结合预设的度量指标针对24种不安全行为从频繁程度、引起事故的可能性以及事故后果严重程度这3方面进行评价。问卷设计结构如表 7所示。

表 7 问卷设计结构
问卷主体 度量指标
基本信息 职位
年龄
从业年限
主要参建项目
F:不安全行为发生的 连续发生
频繁程度 每天工作时间内发生
每周一次或偶然发生
每月一次
每年几次
非常罕见
P:不安全行为发生后 完全可以预料
引起事故的可能性 相当可能
可能但不经常
可能性小
很不可能
极不可能
实际不可能
C:事故发生后产生的 大灾难(死亡人数10人以上)
后果的严重程度 灾难(死亡人数2~9人)
非常严重(1人死亡)
重伤
伤残
需要救助

3.2.2 问卷发放与收集

本案例的问卷调查对象包括现场经理1名、安全部经理1名、总包安全员1名、分包安全员3名以及施工班组长5名,共11人。调查对象中25岁以下2人,25~30岁2人,31~35岁1人,36~40岁4人,41~45岁1人,46岁以上1人。从业年限方面,4人从业1~3年,2人4~5年,3人6~10年,2人11~15年。此外,其中8人曾参与1~4项建设项目,3人曾参与9~12项建设项目。各类人员结构占比具体如表 8所示。

表 8 调查对象人员结构统计
职位 年龄 从业年限 参建项目
类别 占比/% 年龄/岁 占比/% 年限/a 占比/% 项目数 占比/%
现场经理 9 <25 18 1~3 37 1~4 73
安全部经理 9 25~30 18 4~5 18 9~12 27
总包安全员 9 31~35 9 6~10 27
分包安全员 27 36~40 37 11~15 18
施工班组长 46 41~45 9
≥46 9

3.2.3 危险系数测算

根据11份问卷反馈结果,结合各指标赋值,去掉最高赋值和最低赋值后取平均值。按照不安全行为危险性计算公式Di=Fi·Pi·Ci,可以得出与梯子相关的不安全行为危险系数,如表 6所示。

3.2.4 不安全行为分级

结合不安全行为危险程度D的分级标准(见表 5),可以将与梯子相关的不安全行为划分为一般危险和稍有危险两种程度。统计结果如图 1所示。

图 1 与梯子相关不安全行为分级结果

其中,行为1-1-8“不系安全带站在人字梯最高处”、行为1-1-9“不系安全带坐在人字梯最高处”、行为1-1-10“不系安全带站在人字梯最高两级踏板”、行为1-1-11“爬太高,没有扶手的情况下膝盖超过了人字梯最高处”,以及行为1-1-12“不系安全带站在伸缩梯的最高3层踏板”这5种行为危险程度较高,属于一般危险等级;其余行为属于稍有危险等级,特别是行为1-1-7“梯子处于不稳定状态时没有人在下面扶住梯子”的危险系数为19.32,接近一般危险等级,也应当受到一定的重视。

根据行为评级结果,5种危险程度较高的行为中,与“不系安全带”相关的占4种。对于工人来说,在进行与梯子相关的施工作业前,要严格佩戴安全带;在工作过程中,也应时刻保证自己处于一个相对安全的高度。如果作业条件要求膝盖超出人字梯最高处时,要保证防护措施到位、抓稳扶手。同时,在日常工作中应尽量避免一些容易被忽视的问题,当梯子处于不稳定状态时,应当提高警觉性,尽量避免在不稳定梯子上进行作业或保证有他人在旁边扶稳梯子。

对于现场管理人员来说,一方面要加强日常监管,严格落实安全带的佩戴工作;另一方面要保证施工现场梯子的数量足够,避免多人在梯子上同时进行作业(危险程度较大)。

3.3 结果讨论

表 6图 1的评估结果可以看出,在超高层建设项目中与危险因素梯子相关的不安全行为整体危险程度较小,这主要是由于梯子一般不会引起大规模后果严重的施工事故。但是,从工人个体安全的角度出发,仍有必要重点关注和加强防范。本研究结果得到了现场安全管理人员的认同。这说明FPC评估方法在施工现场具有良好的适用性,具有在施工现场不安全行为评估中进一步推广应用的价值。

4 结论

本文构建了基于危险系数的施工现场工人不安全行为评估方法,即FPC评估法。对不安全行为按照“事故-场景”进行清单构建后,测算危险系数并对不安全行为进行评估与分级。应用FPC方法对某超高层建设项目中与梯子相关的不安全行为进行评估,结果表明:本文所提出的行为评估方法能够提高不安全行为管控的便利性、有效性与针对性,可以辅助优化管控资源的配置。因此,FPC评估方法在施工现场不安全行为管理方面具有较好的实践意义。

此外,本文还存在一定的局限性,需要进一步研究与探索。本文提出的不安全行为评估方法主要基于专家经验打分法,主观性相对较强。未来研究中需要逐步建立起有效的客观数据搜集机制,即基于客观数据进行不安全行为的统计、分析与预测,使评估结果更加客观与准确。

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