章仕杰 傅 貴教授

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083）

0 引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)建設(shè)的加快，建筑施工事故時(shí)有發(fā)生，造成了巨大的損失[1]。事實(shí)上，盡管建筑施工事故時(shí)有發(fā)生，但是人們對(duì)建筑施工事故原因依然缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，未能從以往的事故中吸取教訓(xùn)，預(yù)防同類事故。

有效預(yù)防事故需要全面認(rèn)識(shí)事故原因，事故預(yù)防的理論基礎(chǔ)是事故致因理論[2]。傳統(tǒng)的鏈?zhǔn)绞鹿手乱蚰Ｐ屯ǔ膿p失開(kāi)始往回分析事故原因，通過(guò)一系列事件的推斷得到一個(gè)事故原因鏈，分析過(guò)程簡(jiǎn)單且易于理解。但是系統(tǒng)論認(rèn)為鏈?zhǔn)绞鹿手乱蚰Ｐ瓦^(guò)于簡(jiǎn)化了事故原因和事故過(guò)程，未能考慮與事故有關(guān)的系統(tǒng)因素以及系統(tǒng)各個(gè)組件之間的交互影響[3]。

STAMP（Systems-theoretic Accident Model and Processes）是針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)提出的系統(tǒng)論事故致因模型，最早應(yīng)用于航天飛機(jī)事故的原因分析[4-5]，并取得了較好的應(yīng)用效果，印證了STAMP模型在復(fù)雜系統(tǒng)的事故原因分析中的有效性。之后，STAMP模型被應(yīng)用于不同領(lǐng)域的復(fù)雜事故的原因分析，如航空事故[6]、公共衛(wèi)生事故[7]、鐵路交通事故[8]、航海事故[9]、醫(yī)療事故[10]等。

建筑施工事故涉及的組織較多，組織間的關(guān)系較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的事故致因模型難以系統(tǒng)地分析發(fā)生于多組織中的事故，但是STAMP模型克服了傳統(tǒng)事故致因模型的缺點(diǎn)，該模型適用于復(fù)雜系統(tǒng)事故的原因分析，能夠從控制的角度厘清各個(gè)組織內(nèi)及組織間的事故原因，為事故預(yù)防提供指導(dǎo)。

本文選取江西豐城發(fā)電廠坍塌事故作為事故樣本，該事故涉及到的組織繁多，原因復(fù)雜，簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)侥Ｐ碗y以全面分析事故原因，因此本文選取STAMP模型作為分析工具，對(duì)各層級(jí)原因進(jìn)行系統(tǒng)地分析，以期得到全面的事故原因，為同類建筑施工事故的預(yù)防提供借鑒與指導(dǎo)。

1 STAMP模型理論

在STAMP中，最基本的概念不是事件，而是約束，安全被視為控制問(wèn)題，通過(guò)控制結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全性，事故被認(rèn)為是控制結(jié)構(gòu)中安全約束的缺失或者控制執(zhí)行不充分造成的[11]。因此，分層控制結(jié)構(gòu)是STAMP模型分析事故的基礎(chǔ)，通過(guò)分層控制結(jié)構(gòu)可以理清復(fù)雜系統(tǒng)組成并分析系統(tǒng)各部分的控制缺陷原因。

STAMP模型認(rèn)為事故原因一般分為3類，即控制器操作、執(zhí)行器和被控制過(guò)程的行為、控制器和決策者之間的溝通和協(xié)調(diào)，如圖1。

圖1 導(dǎo)致危險(xiǎn)的控制缺陷分類[12]Fig.1 A classification of control flows leading to hazards[12]

因此，基于STAMP模型分析事故的過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面：識(shí)別系統(tǒng)危險(xiǎn)以及安全約束；構(gòu)建系統(tǒng)分層安全控制結(jié)構(gòu)；找出控制結(jié)構(gòu)中的控制缺陷以及違反安全約束的控制動(dòng)作。本節(jié)對(duì)STAMP模型理論的介紹有限，詳細(xì)理論內(nèi)容參考文獻(xiàn)[12]。

2 江西豐城坍塌事故概況

2016年11月24日，江西豐城發(fā)電廠三期擴(kuò)建工程發(fā)生冷卻塔施工平臺(tái)坍塌特別重大事故，造成73人死亡，兩人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失10197.2萬(wàn)元[13]。

2016年11月24日6時(shí)左右，混凝土班組、鋼筋班組先后完成了第52節(jié)混凝土澆筑和第53節(jié)鋼筋綁扎作業(yè)，并離開(kāi)作業(yè)面。

隨后5個(gè)木工班組共70人先后上施工平臺(tái)進(jìn)行第50節(jié)模板拆除及第53節(jié)模板安裝作業(yè)，此時(shí)第50節(jié)混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求。此外，與施工平臺(tái)連接的平橋上有2名平橋操作人員和1名施工升降機(jī)操作人員，在7號(hào)冷卻塔底部中央豎井、水池底板處有19名工人正在作業(yè)。

7時(shí)33分，7號(hào)冷卻塔第50-52節(jié)筒壁混凝土從后期澆筑完成部位開(kāi)始坍塌，沿圓周方向向兩側(cè)連續(xù)傾塌墜落，施工平臺(tái)及平橋上的作業(yè)人員隨同筒壁混凝土及模架體系一起墜落，在筒壁坍塌過(guò)程中，平橋晃動(dòng)、傾斜后坍塌，事故持續(xù)時(shí)間24s。

3 基于STAMP模型事故原因分析

使用STAMP模型分析事故原因需要確定系統(tǒng)危險(xiǎn)及安全約束、構(gòu)建系統(tǒng)安全控制結(jié)構(gòu)。與豐城坍塌事故相關(guān)的系統(tǒng)危險(xiǎn)是筒壁坍塌。為了防止該建筑施工系統(tǒng)危險(xiǎn)的發(fā)生，系統(tǒng)應(yīng)有以下安全約束：

（1）筒壁混凝土及鋼筋的質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。

（2）筒壁模板應(yīng)固定牢靠，不得出現(xiàn)模板松懈或脫落情況。

（3）筒壁模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求之前不得拆除。

本文分析的組織包括基層操作以及管理層，未將政府層面的組織納入分析范圍，構(gòu)建豐城發(fā)電廠三期擴(kuò)建工程的分層安全控制結(jié)構(gòu)，如圖2。為了系統(tǒng)地分析此事故，分別從安全約束、控制缺陷以及控制缺陷產(chǎn)生的原因3個(gè)方面闡述各組件的原因，對(duì)人因的分析考慮了做出決定的背景以及心智模型缺陷。

圖2 豐城發(fā)電廠三期擴(kuò)建工程安全控制結(jié)構(gòu)Fig.2 The safety control structure of phase III expansion project of Fengcheng power plant

3.1 物理過(guò)程及環(huán)境因素分析

有可能造成坍塌的物理因素有：混凝土質(zhì)量問(wèn)題、模板未固定牢靠以及模板拆除時(shí)混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求。根據(jù)事故調(diào)查結(jié)果，造成此次坍塌事故的物理過(guò)程及環(huán)境影響因素是拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求、混凝土質(zhì)量無(wú)保障以及天氣因素的影響。

GB 50573-2010[14]標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定“采用懸掛式腳手架施工筒壁，拆模時(shí)其上節(jié)混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到6MPa以上”，按照標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，拆除第50節(jié)筒壁模板時(shí)，第51節(jié)混凝土強(qiáng)度應(yīng)該達(dá)到6MPa以上。但是在實(shí)際施工過(guò)程中，拆除第50節(jié)模板時(shí)，第50節(jié)筒壁混凝土強(qiáng)度為0.89～2.35MPa，第51節(jié)筒壁混凝土強(qiáng)度小于0.29MPa，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到拆除模板的要求，是導(dǎo)致筒壁坍塌的直接原因。

混凝土供應(yīng)商提供的混凝土存在質(zhì)量問(wèn)題。首先，該供應(yīng)商缺少相關(guān)資質(zhì)，不符合向該擴(kuò)建工程項(xiàng)目供應(yīng)混凝土的條件；其次，該供應(yīng)商未按要求向混凝土添加外加劑，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量不符合要求。

造成混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的環(huán)境影響因素是當(dāng)?shù)貧鉁伢E降，作為外部干擾因素，溫度降低對(duì)混凝土強(qiáng)度的降低產(chǎn)生了一定的影響，但不是導(dǎo)致拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度不足的主導(dǎo)因素。

3.2 基層操作原因分析

本節(jié)主要分析現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部組織的具體施工過(guò)程的控制原因。首先，對(duì)該層的決策和控制動(dòng)作產(chǎn)生的背景進(jìn)行闡述；其次，分析與此次事故有關(guān)的不正確的決策及控制動(dòng)作；最后，分析導(dǎo)致錯(cuò)誤的決策及控制動(dòng)作產(chǎn)生的原因。分析結(jié)果，如圖3。

圖3 基層操作對(duì)事故的影響Fig.3 The roles of operators in the accident

3.2.1 決策和控制動(dòng)作產(chǎn)生的背景

安全需求及約束。上崗前必須通過(guò)安全培訓(xùn)；筒壁模板安裝必須牢靠，不得出現(xiàn)模板松動(dòng)和脫落的情況；拆除筒壁模板前必須得到項(xiàng)目部的批準(zhǔn)；明確操作規(guī)程與作業(yè)步驟；接受項(xiàng)目部的監(jiān)督與檢查。

控制。設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部的安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)；在筒壁模板拆除之前送檢同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度；拆模前報(bào)告施工單位項(xiàng)目部；對(duì)施工人員進(jìn)行安全培訓(xùn)及作業(yè)指導(dǎo)。

做決定所在的環(huán)境。造成事故發(fā)生的不安全控制動(dòng)作并非偶然出現(xiàn)的，而是操作人員長(zhǎng)久養(yǎng)成的習(xí)慣性行為。施工人員與勞務(wù)公司未簽訂合同，在未接受良好培訓(xùn)的情況下即上崗工作，對(duì)施工作業(yè)要求與流程并不了解，長(zhǎng)期自行安排施工作業(yè)；施工作業(yè)隊(duì)伍未配備合格安全員，現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部對(duì)施工人員安全技術(shù)交底不認(rèn)真、不徹底，疏于對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全檢查，導(dǎo)致施工人員長(zhǎng)期盲目作業(yè)，完成任務(wù)是唯一的目標(biāo)，即使違章作業(yè)也不會(huì)受到處罰，對(duì)安全不重視；“大干100天”活動(dòng)導(dǎo)致工期縮短，施工進(jìn)度被迫加快。

3.2.2 不正確的交互、錯(cuò)誤的決策及不恰當(dāng)?shù)目刂苿?dòng)作

造成本次坍塌事故的直接原因是混凝土強(qiáng)度不足的情況下違規(guī)拆除筒壁模板，除此之外，也出現(xiàn)了其他一些不正確的決策和控制動(dòng)作及不正確的交互，主要有：施工人員違規(guī)進(jìn)行垂直交叉作業(yè)；施工人員擅自施工作業(yè)，未向現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部報(bào)告；未送檢試塊至第三方質(zhì)量檢測(cè)所進(jìn)行檢測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部未設(shè)置安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)；現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部未制定拆模作業(yè)控制措施；拆模前未報(bào)告總承包單位及監(jiān)理單位；混凝土供應(yīng)方未正確添加混凝土早強(qiáng)劑。

3.2.3 不正確決策及控制動(dòng)作產(chǎn)生的原因

分析出基層操作的控制結(jié)構(gòu)中的缺陷之后，還應(yīng)弄清楚產(chǎn)生這些不正確交互、錯(cuò)誤的決策以及不合適的控制動(dòng)作的原因，這些原因主要包括不正確的控制算法、心智模型的缺陷。

不正確的控制算法。在基層操作的控制結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部（控制器）缺少對(duì)施工人員（執(zhí)行器）的技術(shù)指導(dǎo)與安全交底，缺少在施工方案中制定拆模管理控制措施；施工人員（執(zhí)行器）違規(guī)作業(yè)，不遵守已有的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

心智模型缺陷。整個(gè)基層操作人員所做出的控制動(dòng)作，無(wú)論是正確的還是不正確的，都是根據(jù)當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)所做出的，當(dāng)動(dòng)作發(fā)出者的心智模型與系統(tǒng)實(shí)際模型相匹配時(shí)，就會(huì)發(fā)出正確的控制動(dòng)作，否則就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的控制動(dòng)作。

此次坍塌事故中，操作人員未能發(fā)出正確的控制動(dòng)作的主要原因包括：施工人員不知道拆模作業(yè)的具體要求；不知道垂直交叉作業(yè)是違規(guī)的；施工人員知道自己違章作業(yè)，但是認(rèn)為不會(huì)受到處罰；現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部人員不認(rèn)為需要對(duì)施工人員進(jìn)行安全培訓(xùn)；現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部人員低估了混凝土強(qiáng)度不足的危險(xiǎn)性；現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部人員不知道檢查施工現(xiàn)場(chǎng)的作用；現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部人員不認(rèn)為施工必須遵守作業(yè)規(guī)程。

3.3 管理層因素分析

此次坍塌事故的管理層主要包括建設(shè)方、工程總承包方、施工方以及監(jiān)理方。管理層的原因分析結(jié)果，如圖4。

圖4 管理層對(duì)事故的影響Fig.4 The roles of management layer in the accident

3.3.1 決策和控制動(dòng)作產(chǎn)生的背景

安全需求和約束。監(jiān)督與落實(shí)在筒壁模板拆除之前試塊送檢制度；保證拆模前混凝土強(qiáng)度符合要求；保證施工人員通過(guò)培訓(xùn)合格，按照規(guī)程要求施工作業(yè)。

控制?，F(xiàn)場(chǎng)安全檢查及處罰措施；拆模作業(yè)評(píng)估后批準(zhǔn)作業(yè)；施工單位、總承包單位、監(jiān)理單位共同現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證和驗(yàn)收拆模作業(yè)。

做決定所在的環(huán)境。項(xiàng)目建設(shè)方提出“煙囪及7號(hào)冷卻塔應(yīng)考慮力爭(zhēng)年底到頂計(jì)劃”導(dǎo)致施工方壓縮了施工工期，施工進(jìn)度加快，對(duì)安全的重視程度下降。建設(shè)方、工程總承包方、施工方以及監(jiān)理方都共同對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的安全負(fù)責(zé)，但是存在管理交叉與重疊，容易導(dǎo)致職責(zé)不明確。實(shí)際上整個(gè)項(xiàng)目是施工方在主導(dǎo)，建設(shè)方、工程總承包方以及監(jiān)理方對(duì)項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)并不了解。

3.3.2 不正確的交互、錯(cuò)誤的決策及不恰當(dāng)?shù)目刂苿?dòng)作

雖然此次坍塌事故是施工現(xiàn)場(chǎng)的不安全控制動(dòng)作直接導(dǎo)致的，但是管理層的因素不可忽略。管理層應(yīng)該保證施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)安全，但是在事故報(bào)告中各方均未能盡職盡責(zé)。主要控制缺陷如下：

（1）建設(shè)方。未經(jīng)論證壓縮施工工期；未對(duì)總承包單位進(jìn)行安全技術(shù)交底；未發(fā)現(xiàn)施工方案存在的問(wèn)題；對(duì)施工單位、承包方及監(jiān)理方的監(jiān)督不力；未對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員進(jìn)行評(píng)議；法定建設(shè)單位與項(xiàng)目指揮部關(guān)系不清、管理權(quán)限不明確。

（2）承包方。未設(shè)置獨(dú)立安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)和安全總監(jiān)崗位；未發(fā)現(xiàn)施工方案存在問(wèn)題；對(duì)施工單位檢查不力；未現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證與驗(yàn)收拆模作業(yè)；未論證縮短工期的可行性與安全性；未組織與開(kāi)展項(xiàng)目全員安全生產(chǎn)應(yīng)急演練。

（3）監(jiān)理方。未對(duì)新入職監(jiān)理人員進(jìn)行培訓(xùn)；未糾正施工單位的違規(guī)行為；對(duì)施工單位缺少監(jiān)督與檢查；未提出見(jiàn)證拆模作業(yè)要求；未發(fā)現(xiàn)與糾正現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理失職問(wèn)題；未發(fā)現(xiàn)施工方案存在問(wèn)題；安排不符合要求人員開(kāi)展監(jiān)理工作。

（4）施工方。未設(shè)立獨(dú)立安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)；對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全檢查不力；對(duì)作業(yè)人員安全培訓(xùn)和安全技術(shù)指導(dǎo)不足；未制定拆模管理控制措施；未應(yīng)對(duì)天氣變化制定對(duì)策措施；拆模前未報(bào)告總承包單位及監(jiān)理單位；未落實(shí)試塊送檢制度；混凝土強(qiáng)度不足情況下未制止拆模作業(yè)；未將筒壁工程作為危險(xiǎn)性較大分部分項(xiàng)工程進(jìn)行管理。

3.3.3 不正確決策及控制動(dòng)作產(chǎn)生的原因

不正確的控制算法。建設(shè)方、監(jiān)理方以及工程總承包方都疏于與施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工違章長(zhǎng)期存在也不會(huì)受到處罰。雖然各方都制定了安全檢查與監(jiān)督的制度，但是執(zhí)行不到位，且各方管理職責(zé)存在交叉與重復(fù)，導(dǎo)致職責(zé)劃分不清與責(zé)任推卸。

心智模型。管理層對(duì)實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)不了解，心智模型存在缺陷。管理層各方對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全監(jiān)管失效表明其對(duì)系統(tǒng)監(jiān)管認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤，未能正確匹配心智模型與實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)模型，導(dǎo)致整個(gè)管理系統(tǒng)的混亂，產(chǎn)生了不安全決策與不安全控制動(dòng)作。

多個(gè)控制器之間的合作。建設(shè)方、施工方、承包方以及監(jiān)理方作為系統(tǒng)的控制器，共同管理項(xiàng)目安全生產(chǎn)，其管理內(nèi)容與職責(zé)存在交叉之處，導(dǎo)致不正常的交互影響的產(chǎn)生，如：每一個(gè)控制器都認(rèn)為即使自己不發(fā)出控制動(dòng)作別的控制器也會(huì)發(fā)出控制動(dòng)作，多個(gè)控制器發(fā)出了相互矛盾的控制動(dòng)作。

3.4 事故控制措施及建議

加強(qiáng)組織間的溝通。建筑施工事故涉及多組織，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，組織間溝通缺失是導(dǎo)致不恰當(dāng)?shù)臎Q策和控制動(dòng)作產(chǎn)生的重要原因，因此加強(qiáng)組織間的溝通，確保系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)層級(jí)有效溝通可以降低事故的發(fā)生。

重視安全培訓(xùn)的作用。通過(guò)控制動(dòng)作和心智模型的分析可以看出，組織存在安全培訓(xùn)不到位的錯(cuò)誤動(dòng)作，各個(gè)組織員工的安全知識(shí)和安全意識(shí)都存在欠缺，需要加強(qiáng)安全培訓(xùn)，重視安全培訓(xùn)對(duì)事故預(yù)防的作用。

4 結(jié)論

（1）運(yùn)用STAMP模型分析該施工事故，得到了物理過(guò)程、基層操作和管理層的原因，也找出了基層操作與管理層之間以及各層級(jí)內(nèi)不同組織之間的交互影響原因。

（2）建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方以及承包方對(duì)項(xiàng)目管理內(nèi)容交叉與重疊導(dǎo)致職責(zé)不清，且四方之間的溝通與協(xié)調(diào)缺失是導(dǎo)致錯(cuò)誤決策和不恰當(dāng)控制動(dòng)作產(chǎn)生的主要因素。

（3）基層不安全控制動(dòng)作直接導(dǎo)致事故發(fā)生，但取決于管理因素，管理層的原因是預(yù)防同類事故的重點(diǎn)。