基于FRAM的动土作业坍塌事故案例分析.pdf

第 卷 第 期安全 年 月 引用格式：李铭，韩吉祥，李鸿祥 基于 的动土作业坍塌事故案例分析 安全，（）：作者简介：李铭（），男，陕西汉中人，硕士，主要从事行为安全、职业健康等方面的研究工作。：基于 的动土作业坍塌事故案例分析李铭韩吉祥李鸿祥（中国矿业大学（北京）应急管理与安全工程学院，北京 ）【摘要】为了解动土作业事故发生的根原因，有效降低事故发生率，采用功能共振分析法（）研究动土作业中的坍塌事故演化机制，并以长沙某公司天然气管道施工项目“”一般坍塌事故为例，对动土作业的功能耦合过程进行定性分析，确定影响作业的主要失效链接。结果显示：培训教育落实不力是引起功能改变的主要来源之一；人员防护、施工检查、技术交底等功能的不正常震荡及非线性的耦合共振，影响多项失效功能链接。可为动土作业过程中的事故致因分析提供技术支持，未来可进一步研究定量分析。【关键词】动土作业；事故案例分析；功能共振分析法（）；坍塌事故中图分类号：文献标识码：文章编号：（）基金资助：北京市自然科学基金资助（）（，）：，（）?；，：；（）；案例分析 年第 期?引言据统计，约有 以上的化工生产安全事故与特殊作业有关 。作为常见的八大特殊作业之一的动土作业（）是指挖土、打桩、钻探、坑探、地锚入土深度在 以上，使用推土机、压路机等施工机械进行填土或平整场地等可能对地下隐蔽设施产生影响的作业 。在化工企业的动土作业中，如果不能进行有效管控，可能发生地下管道设施破坏、基坑坍塌、机械伤害等事故，不仅会给人身安全、财产安全带来严重威胁，还会造成严重的环境污染及社会不良影响。因此，确保动土作业顺利开展、防控动土作业过程中各类事故的发生是切实满足当前人民日益增长的安全需要的重要保障之一。自功能共振分析法（，）问世以来，学者们广泛采用 进行事故调查分析及风险评估 。崔梦雅等 使用 对机场保障车辆的不安全事件进行风险分析，降低了不安全事件再发生的风险；雷渝等 基于半定量的 对道路危险品运输事故进行分析，有效提高道路危险品运输系统的安全性；等 将 运用于航海运输事故分析中，明确了事故发生的关键功能与关键链接，提高了航海系统的安全性。此外，作为一种非线性的事故致因模型，在研究系统涌现性方面具有显著效果 。然而，目前鲜有学者将 运用于动土作业事故案例分析之中。因此，本文将基于 ，针对动土作业过程中易发生的坍塌事故，选取一例事故案例开展定性分析，以识别作业过程中各类功能之间的耦合关系，并针对分析结果提出能够预防此类事故发生的措施，从而确保动土作业安全、顺利开展。理论基础 是基于功能共振概念对社会技术系统的功能和活动进行描述、分析的方法 ，其关注的是系统要素功能而不是要素本身，并通过将系统分解为多个功能模块进行识别、分析。其中，以输入 、输出 、前提 、资源 、控制 和时间 个维度表征系统中某一要素的功能 。主要包括 个步骤，即功能识别及功能描述、功能变化识别、功能耦合分析及功能防护与控制 。案例分析 事故案例介绍本文选择动土作业过程中发生的一起坍塌事故作为案例分析对象，即长沙某公司天然气管道施工项目“”一般坍塌事故。该事故最终造成 人死亡、直接经济损失达 万元，其事故经过如图。具体事故情况可参见事故调查报告 。图 事故经过 事故致因分析 功能识别及功能描述通过对事故案例进行归纳、判断，首先确定系统的 项高级功能，即作业前准备、开始作业及作业完毕。基于此，可将本次事故分为 个正常功能模块：施工方案 、培训教育 、施工告知 、人员防护 、持证上岗 、技术交底 、施工检查 、开始挖掘 、发现坍塌风险 及撤离现场 。为方便分析，选择 作为分析起点，具体功能描述，见表 。表 的 表示 功能名称描述维度开始挖掘 施 工 人员 在 准备 充 分后 进 入现 场 开始 执 行挖 掘 工作告知施工人员开始挖掘施工过程中发现有坍塌风险人员做好防护后开始挖掘告知施工人员现场存在风险人员持证上岗根据施工方案进行施工暂无描述 年第 期案例分析?同理，分别对其余 项功能进行描述并纳入 （）软件中，形成事故案例识别功能关系图，如图 。功能变化识别在 中，系统功能共振多来源于功能的变化，在事故分析时更多关注的是功能输出的实际变图 事故案例识别功能关系 化 。引起功能变化的原因存在 种形式：内在变化、外生变化及由功能耦合产生的变化 。其中，内在变化及外生变化可以认为是功能的本源变化，本案例中相应功能的本源变化，见表 。（）内在变化。人员功能方面，此次事故的主要参与者的安全意识水平不高，这是导致事故发生的主要原因之一。此外，沟通的及时性、有效性未得到很好的体现，负责人在施工前未及时告知各级有关部门，仅通知作业人员进行施工。（）外生变化。事故中，组织功能最明显的变化是在执行培训教育过程中，有关部门未落实监管职能，造成培训教育落实不力，直接导致主要参与者普遍存在能力不足、意识不佳等问题。此外，施工现场环境发生变化，然而企业未配备专职人员进行施工检查，同时作业人员忽略环境变化且违章作业，酿成惨剧。功能耦合分析由功能耦合产生的变化是指受上游功能影响后的结果，即上游功能输出发生变化通过某一属性输入至下游功能中继而导致下游功能变化。这种表 功能本源变化识别 功能模块功能类型变化来源相关因素变化表现 组织外生变化有关部门监管不力发生 人员内在变化信息沟通不及时发生 人员外生变化企业未配备足够的防护用品未发生 人员外生变化人员证明造假未发生 技术内在变化沟通交流存在问题未发生 技术外生变化企业未配备人员进行检查发生 技术外生变化工期压力未发生 人员内部变化人员安全意识不足发生 人员内部变化人员不具备撤离能力未发生案例分析 年第 期?耦合是功能共振的基础，也被称为功能上下游耦合 。通过对各项功能上下游关系进行识别，确定系统功能共振的失效功能链接，见表 。表 系统功能共振 功能模块外部影响失效功能链接 （）培 训 教 育 不 精 确、不 及时，人员不知道穿戴防护用品 （）（）（）培训教育未落实，人员无证上岗 （）（）（）施工检查不及时、不精确，未发现施工环境改变 （）（）（）人员未做好防护即开始施工挖掘 （）（）技术交底不精确、不及时，人员盲目施工 （）（）（）人员无证上岗，不具备相关资质 （）（）（）人员未按照施工方案进行施工，违章作业 （）（）（）人员施工过程中未发现现场坍塌风险 （）（）根据功能共振原理，可以明确下游功能的变化常会受到上游功能的输出特性和链接类型的影响 。因此，基于表 可以得出：人员防护、持证上岗及施工检查直接受到培训教育落实不力的影响，这几种变化在时间和精度上主要表现为过晚、遗漏或不精确；挖掘工作受到人员防护遗漏，技术交底不精确、不及时，无证上岗及违章作业的影响。伴随着动土作业的不断进行，前期缺陷逐渐暴露，最终在未及时发现现场坍塌风险的情况下，施工人员滞留于施工现场，致使事故发生。功能防护与控制根据功能共振分析中的近似调整原则，基于 分析结果，结合生产实践过程中的优秀经验，提出以下安全防御措施，以期干预动土作业中坍塌事故的发生路径，预防此类事故再度发生。全面开展作业前危害辨识工作动土作业施工前不仅需做好作业计划、材料设施准备等工作，还需组织作业单位对现场及作业过程中可能造成坍塌、管道破坏、机械伤害等事故的危害因素进行辨识，利用安全检查表、法等开展危害辨识分析，制定相应的安全风险管控措施。此外，应依据 危险化学品企业特殊作业安全规范 的相关要求，按照作业中设备设施、管线的实际情况采用合理的安全处置措施；在工艺条件、作业环境等发生改变时，应 重 新 开 展 作 业 危 害 分 析，并 核 对 风 险 管 控措施。严格落实作业人员培训工作企业必须开展职业培训教育工作，确保动土作业人员持证上岗并具备作业能力，作业期间涉及的起重、爆破、采掘等特种作业职工严禁无证上岗。此外，企业应当在作业前加强职工的安全生产教育，组织全体施工人员进行动土作业安全教育，以提高职工的安全意识及自我防护能力。持续加强施工现场安全管理要求作业期间，企业应当设置作业监护人及审批人，并根据 危险化学品企业特殊作业安全规范 明确各自的通用职责要求。作业过程中，需严格按照施工方案进行作业，遵循“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。在周边环境不佳的情况下，应根据 建筑基坑支护技术规程 等标准规范及时采用合理的基坑支护技术。此外，当开挖基坑为深基坑时，基坑周边需布置围栏、设警示牌，夜间设警示灯，施工期间需落实文明施工措施及雨天施工措施 。及时恢复作业现场作业期间，需全程进行监管、监控，在作业完毕后，应及时恢复作业期间拆除的盖板、扶手等安全设施的功能，恢复临时封闭的沟渠或地井，及时回填并清理作业现场，使作业现场恢复原状。回填时应严格按照国家有关规范连续、尽快进行，并及时进行验收检查。结论动土作业为八大特殊作业之一，在施工过程中常会引发不同的事故。本文通过一例坍塌事故，基于 ，构建功能关系图，分析、明确导致事故发生的主要原因，并提出预防事故发生的具体措施，年第 期案例分析?结论如下：（）基于 的功能描述及功能变化识别可明确引起功能模块变化的主要变化来源。坍塌事故案例中，内在变化主要表现在施工人员安全意识不足、沟通不及时、不清晰等方面；外生变化主要表现在有关部门对教育培训落实监督不力及施工环境发生变化等；事故中还存在多项失效功能链接，如培训教育功能模块输出变化导致人员防护受到影响等。（）依据 的分析结果，从危害辨识、培训教育、现场安全管理等方面有针对性地提出预防坍塌事故发生的安全防御措施。在未来研究中可以进一步考虑将 定量化，并丰富其应用范围。参考文献 ，危险化学品企业特殊作业安全规范 施倚 化学品生产过程中动土作业存在哪些较大危险因素 劳动保护，（）：姜伟，周健凯，武宗豪，等 事故致因模型及其应用 北京：应急管理出版社，崔梦雅，郭允涛，白钊 基于 的机坪保障车辆事件分析 数学的实践与认识，（）：雷渝，帅斌，米荣伟，等 基于半定量的 道路危险品运输事故分析方法研究 中国安全生产科学技术，（）：，（）：，（）：魏凯，杨庆 基于 的海上危险化学品泄露应急过程评估 吉林水利，（）：，徐逸飞，帅斌，张癑，等 基于改进 铁路运输事故致因分析 中国安全生产科学技术，（）：安全管理网 长沙新奥燃气有限公司河西储配站天然气管道施工项目“”一般坍塌事故调查报告 （）：，：，：唐小小 基于改进 的地铁延误风险和致因分析研究 金华：浙江师范大学，刘铁 浓缩池泵坑及通廊土方开挖后边坡坍塌问题处理施工方案 科技视界，（）：，作者简介彩插.indd 22023/6/12 18:25:21