劉仲武，吳 萍，陳 帥，陳音圻，徐亦冬，

（1.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司城市軌道交通中心，北京 100081；2.浙大寧波理工學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，浙江寧波 315100；3.重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶 400074）

1 引言

伴隨著中國(guó)城市軌道交通的發(fā)展，截至2019年底，中國(guó)內(nèi)地共有40個(gè)城市開通運(yùn)營(yíng)208條城市軌道交通線路，運(yùn)營(yíng)線路長(zhǎng)度達(dá)到6 736.2 km。然而，地鐵工程穿越不同水文地質(zhì)復(fù)雜巖土體，由于開挖所形成的集水廊道、人為開挖對(duì)原有滲流場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的破壞等問(wèn)題，時(shí)常引發(fā)透水、塌方等事故[2]。加之地鐵多位于人口密集區(qū)，地下管網(wǎng)密布，施工面臨的不確定性因素眾多，施工設(shè)備復(fù)雜，施工人員素質(zhì)偏低等因素的影響，導(dǎo)致城市地鐵施工期事故頻頻發(fā)生，甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)、人員損失和不良社會(huì)影響。

在地鐵施工安全管理中，目前已有越來(lái)越多的科研人員研究識(shí)別事故的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，并針對(duì)地鐵安全管理展開相關(guān)研究。事故樹法是目前較為常用的事故分析手段，通過(guò)事故樹法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵事故致因因素的定性識(shí)別和定量分析。除此之外，解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）也能有效地建立起風(fēng)險(xiǎn)因素的解釋結(jié)構(gòu)，直觀地反映出各因素間的層次關(guān)系，為地鐵施工安全管理提供指導(dǎo)與借鑒。魚骨圖法可以從影響事故發(fā)生的各方面因素出發(fā)，分析因素的相互影響和事故的演化，而目前運(yùn)用該方法的研究相對(duì)較少。

因此，為保障地鐵的施工安全，有必要對(duì)地鐵施工的安全事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并深入研究其成因，以建立有效的致險(xiǎn)因素辨識(shí)系統(tǒng)，預(yù)防重大安全事故的產(chǎn)生。

2 地鐵施工事故統(tǒng)計(jì)分析

本文通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索和文獻(xiàn)查閱，收集2001年 — 2019年地鐵施工事故共計(jì)239起。將這些具有代表性的案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以從不同的角度揭示地鐵施工事故的潛在發(fā)生規(guī)律。

2.1 按事故類型統(tǒng)計(jì)

依據(jù) GB 6441-86 《企業(yè)職工傷亡事故分類》，并結(jié)合地鐵的實(shí)際施工狀況，對(duì)239起案例進(jìn)行分類。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1、圖1所示。

由表1可知，死亡發(fā)生率最高的事故類型為高處墜落、車輛傷害、觸電、爆炸，均為100%。其中，爆炸的單次事故死亡人數(shù)為1.5人，為所有事故之最；死亡事故死亡率最高的是坍塌、中毒和氣體泄漏以及火災(zāi)等，其平均死亡人數(shù)均不小于2人，由此可見，坍塌、中毒和氣體泄漏以及火災(zāi)等事故最容易造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。

表1 事故類型統(tǒng)計(jì)表

圖1 事故類型比例餅狀圖

由圖1可知，最主要事故類型為坍塌、高處墜落、物體打擊，其中，坍塌事故共計(jì)95起，占統(tǒng)計(jì)事故總數(shù)的39.75%；高處墜落事故共有39起，占16.32%；物體打擊事故共計(jì)25起，約占10.46%。通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可知，坍塌事故是我國(guó)地鐵施工事故中發(fā)生次數(shù)最多的類型，約占40%，是地鐵施工過(guò)程中的難題。

2.2 按事故類型統(tǒng)計(jì)

圖2給出了事故發(fā)生按月份統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從圖2數(shù)據(jù)可以看出，事故發(fā)生數(shù)量與月份存在一定的關(guān)系。

（1）5月和8月地鐵施工事故數(shù)量最多，5月我國(guó)南方城市由于梅雨季節(jié)的陰雨天氣，出現(xiàn)氣溫降低、作業(yè)環(huán)境濕滑、施工現(xiàn)場(chǎng)能見度低的情況，從而增加了事故的發(fā)生可能性；8月的天氣在一年中最為炎熱，且白天作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致室外作業(yè)環(huán)境惡劣，致使事故高發(fā)。

（2）事故發(fā)生次數(shù)較多的是1月、4月、7月、11月份。4月、11月為季節(jié)交際，受季節(jié)變化影響，可能存在為完成計(jì)劃工作量，而搶趕工期的情況；1月和7月事故高發(fā)的原因與寒冷、炎熱等氣候有關(guān)，可見氣候因素對(duì)地鐵施工安全性有很大的影響。此外，1月臨近我國(guó)春節(jié)，是施工安全意識(shí)最為薄弱的時(shí)候，施工單位應(yīng)加強(qiáng)安全教育的力度。

（3）2月地鐵事故的發(fā)生數(shù)量最少，因每年2月為我國(guó)春節(jié)期間，工地人員減少，部分作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)處于停工狀態(tài)，因此事故數(shù)量較其他月份有明顯降低。

從收集的239起案例分析，選取1日內(nèi)按時(shí)間統(tǒng)計(jì)的事故總數(shù)、死亡人數(shù)、死亡率分析結(jié)果如圖3所示，圖3分析如下。

圖2 事故發(fā)生按月份統(tǒng)計(jì)

（1）事故發(fā)生次數(shù)最多的時(shí)間段是8 :00—9 :59和15 :00—16 :59，該時(shí)間段已距離開工有一段時(shí)間，且在一天中的氣溫變化較大，身心處于疲憊期，安全意識(shí)降低造成操作失誤，導(dǎo)致事故爆發(fā)。

（2）夜間的事故總數(shù)明顯低于白天，白天中12 :00— 12 :59期間的次數(shù)最少，該時(shí)間段大部分工地處于午餐或休息時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)僅有少量看守人員，主要設(shè)備已停止運(yùn)行，故事故發(fā)生最少。

2.3 按事故地理因素統(tǒng)計(jì)

依據(jù)各省的事故數(shù)量、死亡人數(shù)和死亡率（死亡人數(shù)/年份事故數(shù)量）對(duì)統(tǒng)計(jì)的239起地鐵事故案例按照省份進(jìn)行分析，由此獲得事故發(fā)生與省份之間的相關(guān)性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖4所示。由于不同省市的地鐵修建里程數(shù)不同，施工經(jīng)驗(yàn)也不同，地理位置也大不相同，故引入城市地鐵運(yùn)營(yíng)里程數(shù)這一數(shù)據(jù)作對(duì)比參考。結(jié)合對(duì)各個(gè)城市的地鐵運(yùn)營(yíng)里程數(shù)統(tǒng)計(jì)，選取各個(gè)城市的里程數(shù)、死亡率等2項(xiàng)指標(biāo)（死亡人數(shù)/km）按城市對(duì)239起案例進(jìn)行分析，由此獲得事故發(fā)生與城市之間的相關(guān)性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。

圖3 事故發(fā)生按按時(shí)間點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

圖4 事故發(fā)生按省份統(tǒng)計(jì)

圖5 事故發(fā)生結(jié)合城市里程數(shù)統(tǒng)計(jì)

（1）從圖5可知，事故數(shù)量最多的城市為上海、北京、廣州、南京、重慶等5座城市，這5座城市的事故總數(shù)占全國(guó)事故總數(shù)的52.7%，事故死亡人數(shù)占全國(guó)事故死亡人數(shù)的41.5%。雖然這5座城市有著很高的事故占比和死亡人數(shù)占比，但這并不代表這5座城市的施工安全是全國(guó)最低的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合各城市的里程數(shù)綜合分析。

（2）從圖5可以發(fā)現(xiàn)，有些城市（如佛山）雖然施工事故總量低，但是死亡率極高，而北京、廣州、深圳、南京、上海的死亡率均較低?？梢钥闯?，由于地質(zhì)勘探不完善、施工經(jīng)驗(yàn)不足等原因，大多數(shù)新修地鐵的城市施工初期死亡人數(shù)占比較高，而里程數(shù)較大城市由于經(jīng)驗(yàn)豐富，其死亡率相對(duì)較低。

3 地鐵施工事故魚骨圖分析

魚骨圖分析法是一種系統(tǒng)分析方法，用于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、查找原因，并找到相應(yīng)對(duì)策，它也可稱之為因果圖。

通過(guò)上文的分析可知，在地鐵施工階段，坍塌、高處墜落和物體打擊等事故的數(shù)量占比最高。因此，本文采用魚骨圖分析法，從人、管理、物、環(huán)境這4個(gè)方面對(duì)坍塌、高處墜落和物體打擊等主要事故類型進(jìn)行分析，找出其致因因素。

3.1 坍塌事故

坍塌事故是指在重力或外力作用下，物體超過(guò)自身強(qiáng)度極限，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性破壞，主要有土石方坍塌、腳手架坍塌、堆置物倒塌、模版支撐失穩(wěn)等，本文利用魚骨圖分析法分析坍塌事故原因，如圖6所示。

3.2 高處墜落

高處墜落是指當(dāng)工人作業(yè)面在2 m及以上時(shí)，發(fā)生墜落造成沖擊傷害的危險(xiǎn)。在地鐵車站施工過(guò)程中，最容易發(fā)生高處墜落事故的主要有腳手架作業(yè)時(shí)墜落、臨邊洞口墜落2種情況。腳手架作業(yè)時(shí)墜落的主要原因有工人在腳手架上走動(dòng)時(shí)容易踩空、滑倒，工人由于安全意識(shí)匱乏而坐在欄桿或腳手架上休息、打鬧等；臨邊洞口墜落的主要原因有臨邊洞口作業(yè)時(shí)易踩空導(dǎo)致身體失去平衡而墜落，洞口未安裝防護(hù)設(shè)施等。本文利用魚骨圖分析法分析高處墜落事故原因，如圖7所示。

3.3 物體打擊

物體打擊是指在重力或外力作用下引發(fā)物體運(yùn)動(dòng)，打擊人體造成傷害。在地鐵施工過(guò)程中，造成物體打擊事故發(fā)生的原因主要有施工現(xiàn)場(chǎng)管理混亂、安全管理不到位、機(jī)械設(shè)備不安全、安全意識(shí)匱乏等。本文利用魚骨圖分析法分析物體打擊事故原因，如圖8所示。

圖6 深坍塌事故致因因素魚骨圖

圖7 高處墜落事故致因因素魚骨圖

4 事故致險(xiǎn)因素指向分析

地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)存在于整個(gè)施工過(guò)程的各個(gè)階段，包括勘察、設(shè)計(jì)、施工階段等，而勘察、設(shè)計(jì)階段的隱含風(fēng)險(xiǎn)通常在施工階段才能表現(xiàn)出來(lái)，故研究統(tǒng)計(jì)事故的致險(xiǎn)因素、分析其指向至關(guān)重要。但由于客觀條件所限，統(tǒng)計(jì)部分地鐵施工事故（共計(jì)105起）的事故原因缺失，故對(duì)其進(jìn)行剔除后，得到134起地鐵事故的致險(xiǎn)因素指向，如表2所示。

由表2可知，造成地鐵施工事故發(fā)生的主要原因可以分為地鐵自身原因和自然因素，其中，地鐵自身原因主要包括管理不足、工人違章作業(yè)、安全意識(shí)匱乏、勘查不足、設(shè)備不達(dá)標(biāo)、設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量不合格、監(jiān)理不到位和使用無(wú)資質(zhì)人員等；自然因素主要包括水文地質(zhì)、降雨因素、地下管線、地質(zhì)原因等。統(tǒng)計(jì)事故原因中，含有地鐵自身原因的有114起，占原因可調(diào)查事故總數(shù)的85.07%；含有自然因素的有20起，占原因可調(diào)查事故總數(shù)的46.27%；而由兩者綜合導(dǎo)致的事故有42起，占原因可調(diào)查事故總數(shù)的31.34%；由地鐵自身原因單獨(dú)造成的事故有72起，占原因可調(diào)查事故總數(shù)的53.73%；由自然因素原因單獨(dú)造成的事故僅有20起，占原因可調(diào)查事故總數(shù)的14.93%，如圖9所示?？梢钥闯觯^大多數(shù)的地鐵事故是地鐵自身因素或者兩者共同造成的，而僅僅由于自然因素造成的事故數(shù)量相對(duì)較少。

從致險(xiǎn)因素的指向分析可見，占比最多的是管理不足、安全意識(shí)匱乏、工人違章作業(yè)、地質(zhì)原因，分別占42.54%、27.61%、32.09%、25.37%。此處的比例是事故包含此致險(xiǎn)因素的比例，造成一起事故的原因可能是一個(gè)或多個(gè)致險(xiǎn)因素。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)2001年—2019年發(fā)生的239起地鐵事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探明事故發(fā)生的內(nèi)在規(guī)律和原因，識(shí)別出地鐵施工致險(xiǎn)因素，并研究其在安全事故中出現(xiàn)的頻率，以此探尋出致險(xiǎn)因素的內(nèi)在關(guān)系?？梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論：

圖8 物體打擊事故致因因素魚骨圖

表2 事故致險(xiǎn)因素統(tǒng)計(jì)表

圖9 事故原因比例示意圖

（1）在239起地鐵施工事故中，最主要事故類型為坍塌、高處墜落、物體打擊，其中，坍塌事故占事故總數(shù)的39.75%，高處墜落事故占16.32%，物體打擊事故占10.46%。

（2）本文從坍塌、高處墜落和物體打擊等事故的成因出發(fā)，利用魚骨圖分析法，可識(shí)別出坍塌、高處墜落和物體打擊等事故的致險(xiǎn)因素。

（3）通過(guò)對(duì)事故的致險(xiǎn)因素指向分析可知，在事故中致險(xiǎn)因素占比最多為管理不足、安全意識(shí)匱乏、工人違章作業(yè)、地質(zhì)原因，分別占42.54%、27.61%、32.09%、25.37%。

由以上結(jié)論可知一起安全事故往往是在多個(gè)潛在的致險(xiǎn)因素共同作用下發(fā)生的。因此，要提高安全保障，一是需減少致險(xiǎn)因素，二是避免各個(gè)致險(xiǎn)因素之間的交叉，從而減少安全事故發(fā)生的概率。