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事故树分析技术在三峡工程中的应用
2008年05月08日
前言
事故树分析简称FTA，是系统安全分析方法中应用最广泛的一种。它既能对事故进行定性分析，也可以进行定量研究。随着概率论、图论、集合论和计算机技术的发展和完善，事故树分析广泛地应用于生产实践，对安全管理的现代化起到了很大的推动作用。
高空坠落事故是水电施工中最常见的事故类型，也是很难预防的控制的事故之一。三峡工程由于其特有的施工强度和难度，施工现场高处坠落事故时有发生。随着二期工程的兴建，大坝混凝土浇筑部位不断上升，施工部位上下高差越来越大，高处作业频繁，加上顶带机、塔带机等世界先进的砼浇筑设备的使用，人、机、环境不安全因素增多，高处坠落事故不断上升，占据各类生产性事故首位，且呈居高不下态势。特别是2000年发生一起高处坠落重大事故给职工家属带来了巨大伤害，给企业造成了巨大经济损失。为了有效遏制这种态势的进一步发展，保证三峡工程的顺利进行，在三峡工程施工安全管理过程中，我们应用了事故树分析技术，并将重点放在预防高空坠落事故上。
1 事故树技术应用实例
1.1 事故树
某施工单位在近3年的三峡工程大坝砼施工期间，由于违章作业、安全检查不够，共发生高处坠落事故和事件20多起，其中从脚手架或操作平台上坠落占高处坠落事故总数的60%以上，这些事故造成人员伤亡，对安全生产造成一定损失和影响。为了研究这种坠落事故发生的原因及其规律，及时排除不安全隐患，选择从脚手架或操作平台上坠落作为事故树顶上事件，编制了如图1所示的事故树。
1.2 定性分析
1.2.1 该事故树的最小割集：E1=X1，E2=X4，E3=X5，E4=X2X3，E5=X7X8，E6=X6X9，E7=X6X10，用最小割集表示的等效图如图2。由图2可见，发生顶上事件的途径有7种。
1.2.2 该事故树的最小径集：
1.2.3 各基本事件的结构重要顺序：根据事故树及最小割集表示的等效事故树分析，X1，X4，X5最重要，处于同等地位；X6次之，X2、X3和X7、X8、X9、X10处于同等地位，最不重要。
图1 脚手架坠落事故树
各基本事件的结构重要顺序为：
I1=I4=I5＞I6＞I2=I3=I7=I8=I9=I10
1.3 定量分析
1.3.1 各基本事件发生的概率统计
根据某单位1999年7月至2001年12月发生的从脚手架或操作平台上坠落事件统计，估算各基本事件发生的概率为：无安全防护或安全防护不严密（X1），q1=0.27次/月；脚踩空（X2），q2=0.17次/月；脚手架未满铺（X3），q3=0.3次/月；违章搭设脚手架（X4），q4=0.2次/月；脚手架坚固件松脱（X5），q5=0.13次/月；无安全紧急应急措施（X6），q6=0.33次/月；脚手架上堆放重物（X7），q7=0.2次/月；支撑变形折断（X8），q8=0.1次/月；安全带因走动而取下（X9），q9=0.5次/月；因磨损安全带脱扣（X10），q10=0.2次/月。
1.3.2 顶上事件发生的概率
用近似法计算顶上事件的发生概率：
q=q1+q4+q5+q2q3+q7q8+q6q9+q6q10
=0.902（次/月）
由此可见，该事故树顶上事件T的发生概率在该施工单位每月接近1起，必须采取措施加以控制。
2 控制措施
通过事故树分析，我们发现高处坠落事故的主要原因是：在临边洞口处施工无防护或防护设施不严密、不牢固；违章搭设脚手架或操作平台；脚手架或操作平台紧扣件紧固不牢以及安全带未严格按规定使用，且没有应急措施等。概括起来还是人的因素，即人的责任心和技术素质，当然，也不排除设备缺陷导致顶上事件发生的可能性。但操作者是否按规程规范作业、是否遵章守纪、责任心是否强等，是保证不发生高处坠落事故的关键。由此，提出并强调以下措施：
图2 事故树计算图例
2.1 高处作业的安全技术措施必须列入工程的施工组织设计，并逐级进行安全技术教育和交底。遇恶劣天气不得进行露天攀登与悬空高处作业。
2.2 从事高处作业的人员必须经专门的培训考核合格后方可上岗，要求身体健康，没有不适于高处作业的疾病，并应定期进行体格检查。
2.3 严格按规定挂设安全网，安全网必须合格有效，对安全网要定期进行检查清理。
2.4 高处作业人员必须按规定系好合格的安全带，安全带要定期检查。
2.5 用于高处作业的防护设施，不得擅自拆除，确因作业需要临时拆除时，必须经施工负责人同意，并采取相应的辅助措施，作业后应立即恢复。
2.6 高空走道要按要求设置防护围栏，围栏的高度要合适。各种脚手架要按规定架设牢固，并有防滑措施。
2.7 作业人员应从规定的通道上下，不得在作业面之间的非规定的地方攀登，也不得随意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。
2.8 支模应按规定的作业程序进行，模板未固定前不得进行下一道工序。严禁攀登连接件和支撑件，严禁在上下同一垂直面安装、拆卸模板。拆模高处作业，应配置登高用具或搭设支架。
2.9 拆除的钢模作平台底模时，应分批拆除顶撑，然后按顺序拆下隔栅、底模，以免发生钢模在自重荷载作用下一次性大面积脱落。
2.10 支模间歇过程中，应将支撑搭头、柱头板钉牢。拆模间歇过程中，应将已拆卸的模板、牵杠、支撑等运走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而坠落。
通过一年多的实践我们感到事故树分析技术能帮助我们准确地找出发生事故的原因，并有针对性地制定事故防范措施。2001年三峡工地高处坠落事故得到有效遏制，该类事故发生率比2000年下降了30%。 （章昌顺 郝永梅）
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事故树分析简称FTA，是系统安全分析方法中应用最广泛的一种。它既能对事故进行定性分析，也可以进行定量研究。随着概率论、图论、集合论和计算机技术的发展和完善，事故树分析广泛地应用于生产实践，对安全管理的现代化起到了很大的推动作用。
高空坠落事故是水电施工中最常见的事故类型，也是很难预防的控制的事故之一。三峡工程由于其特有的施工强度和难度，施工现场高处坠落事故时有发生。随着二期工程的兴建，大坝混凝土浇筑部位不断上升，施工部位上下高差越来越大，高处作业频繁，加上顶带机、塔带机等世界先进的砼浇筑设备的使用，人、机、环境不安全因素增多，高处坠落事故不断上升，占据各类生产性事故首位，且呈居高不下态势。特别是2000年发生一起高处坠落重大事故给职工家属带来了巨大伤害，给企业造成了巨大经济损失。为了有效遏制这种态势的进一步发展，保证三峡工程的顺利进行，在三峡工程施工安全管理过程中，我们应用了事故树分析技术，并将重点放在预防高空坠落事故上。
1 事故树技术应用实例
1.1 事故树
某施工单位在近3年的三峡工程大坝砼施工期间，由于违章作业、安全检查不够，共发生高处坠落事故和事件20多起，其中从脚手架或操作平台上坠落占高处坠落事故总数的60%以上，这些事故造成人员伤亡，对安全生产造成一定损失和影响。为了研究这种坠落事故发生的原因及其规律，及时排除不安全隐患，选择从脚手架或操作平台上坠落作为事故树顶上事件，编制了如图1所示的事故树。
1.2 定性分析
1.2.1 该事故树的最小割集：E1=X1，E2=X4，E3=X5，E4=X2X3，E5=X7X8，E6=X6X9，E7=X6X10，用最小割集表示的等效图如图2。由图2可见，发生顶上事件的途径有7种。
1.2.2 该事故树的最小径集：
1.2.3 各基本事件的结构重要顺序：根据事故树及最小割集表示的等效事故树分析，X1，X4，X5最重要，处于同等地位；X6次之，X2、X3和X7、X8、X9、X10处于同等地位，最不重要。
图1 脚手架坠落事故树
各基本事件的结构重要顺序为：
I1=I4=I5＞I6＞I2=I3=I7=I8=I9=I10
1.3 定量分析
1.3.1 各基本事件发生的概率统计
根据某单位1999年7月至2001年12月发生的从脚手架或操作平台上坠落事件统计，估算各基本事件发生的概率为：无安全防护或安全防护不严密（X1），q1=0.27次/月；脚踩空（X2），q2=0.17次/月；脚手架未满铺（X3），q3=0.3次/月；违章搭设脚手架（X4），q4=0.2次/月；脚手架坚固件松脱（X5），q5=0.13次/月；无安全紧急应急措施（X6），q6=0.33次/月；脚手架上堆放重物（X7），q7=0.2次/月；支撑变形折断（X8），q8=0.1次/月；安全带因走动而取下（X9），q9=0.5次/月；因磨损安全带脱扣（X10），q10=0.2次/月。
1.3.2 顶上事件发生的概率
用近似法计算顶上事件的发生概率：
q=q1+q4+q5+q2q3+q7q8+q6q9+q6q10
=0.902（次/月）
由此可见，该事故树顶上事件T的发生概率在该施工单位每月接近1起，必须采取措施加以控制。
2 控制措施
通过事故树分析，我们发现高处坠落事故的主要原因是：在临边洞口处施工无防护或防护设施不严密、不牢固；违章搭设脚手架或操作平台；脚手架或操作平台紧扣件紧固不牢以及安全带未严格按规定使用，且没有应急措施等。概括起来还是人的因素，即人的责任心和技术素质，当然，也不排除设备缺陷导致顶上事件发生的可能性。但操作者是否按规程规范作业、是否遵章守纪、责任心是否强等，是保证不发生高处坠落事故的关键。由此，提出并强调以下措施：
图2 事故树计算图例
2.1 高处作业的安全技术措施必须列入工程的施工组织设计，并逐级进行安全技术教育和交底。遇恶劣天气不得进行露天攀登与悬空高处作业。
2.2 从事高处作业的人员必须经专门的培训考核合格后方可上岗，要求身体健康，没有不适于高处作业的疾病，并应定期进行体格检查。
2.3 严格按规定挂设安全网，安全网必须合格有效，对安全网要定期进行检查清理。
2.4 高处作业人员必须按规定系好合格的安全带，安全带要定期检查。
2.5 用于高处作业的防护设施，不得擅自拆除，确因作业需要临时拆除时，必须经施工负责人同意，并采取相应的辅助措施，作业后应立即恢复。
2.6 高空走道要按要求设置防护围栏，围栏的高度要合适。各种脚手架要按规定架设牢固，并有防滑措施。
2.7 作业人员应从规定的通道上下，不得在作业面之间的非规定的地方攀登，也不得随意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。
2.8 支模应按规定的作业程序进行，模板未固定前不得进行下一道工序。严禁攀登连接件和支撑件，严禁在上下同一垂直面安装、拆卸模板。拆模高处作业，应配置登高用具或搭设支架。
2.9 拆除的钢模作平台底模时，应分批拆除顶撑，然后按顺序拆下隔栅、底模，以免发生钢模在自重荷载作用下一次性大面积脱落。
2.10 支模间歇过程中，应将支撑搭头、柱头板钉牢。拆模间歇过程中，应将已拆卸的模板、牵杠、支撑等运走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而坠落。
通过一年多的实践我们感到事故树分析技术能帮助我们准确地找出发生事故的原因，并有针对性地制定事故防范措施。2001年三峡工地高处坠落事故得到有效遏制，该类事故发生率比2000年下降了30%。 （章昌顺 郝永梅）