章蓓蓓,曾寬寬
(1.安徽建筑大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,安徽 合肥 230601;2.安徽省BIM工程中心,安徽 合肥 230601)
裝配式建筑作為一種新型建筑模式,不僅有施工進(jìn)度快、施工質(zhì)量高、回收利用好的優(yōu)勢,還起到可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保作用。但由于裝配式建筑在我國起步較晚,在專業(yè)理念和相關(guān)技術(shù)上仍不成熟,近些年裝配式建筑發(fā)生許多安全事故,因此,研究全過程各個階段存在的安全風(fēng)險(xiǎn)具有實(shí)際意義。
近年來國內(nèi)學(xué)者對裝配式建筑質(zhì)量、成本和工期的研究較多,但對裝配式建筑安全方面研究較少。國內(nèi)部分學(xué)者對裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了相關(guān)研究,比如申玲等人構(gòu)建基于云貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(C1oud-BN)的安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型,系統(tǒng)地評價(jià)構(gòu)件吊裝作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn);李文龍等人基于可信性測度理論-結(jié)構(gòu)熵權(quán)構(gòu)建了裝配式建筑吊裝施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估模型,提供了裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)研究的新思路;段永輝、荀志遠(yuǎn)等人運(yùn)用DEMATEL法得出裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)并應(yīng)用博弈論理論和云模型對裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià);楊斯玲等人采用修正證據(jù)理論進(jìn)行裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)識別和評價(jià);吳溪等人運(yùn)用馬爾科夫鏈和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法構(gòu)建裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)模型,設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法,并運(yùn)用R語言編程求解得出風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性的優(yōu)化模型;李慧民等人采用結(jié)構(gòu)熵權(quán)法以及未確知測度理論構(gòu)建裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)模型,為安全風(fēng)險(xiǎn)評估提供了新的思路;李皓燃等人采用結(jié)構(gòu)方程模型得出裝配式建筑在生產(chǎn)階段到安裝階段的風(fēng)險(xiǎn)可能性排序。由于裝配式建筑施工在我國推廣較慢,管理經(jīng)驗(yàn)以及運(yùn)營機(jī)制不成熟,導(dǎo)致裝配式建筑在運(yùn)營過程中仍存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),因此,有必要對裝配式建筑全過程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識別。
與傳統(tǒng)建筑相比,工廠預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、大型機(jī)械的運(yùn)輸以及現(xiàn)場大型構(gòu)件的組裝使得裝配式建筑設(shè)計(jì)階段更為復(fù)雜,研究設(shè)計(jì)階段的主要安全風(fēng)險(xiǎn)在一定程度上能降低全壽命期的安全隱患。裝配式建筑增加了工廠預(yù)制的環(huán)節(jié),在一定程度上降低了氣候等原因?qū)е碌陌踩L(fēng)險(xiǎn),但現(xiàn)階段大多中小型企業(yè)構(gòu)件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化生產(chǎn),缺乏正確的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn),因此,生產(chǎn)階段仍存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。裝配式建筑運(yùn)輸?shù)念A(yù)制構(gòu)件較大且裝卸過程難度較高,運(yùn)輸階段安全風(fēng)險(xiǎn)識別和評價(jià)同樣重要。由于我國裝配式建筑起步較晚,在現(xiàn)階段吊運(yùn)、安裝過程不能進(jìn)行高效率、高技術(shù)組裝,導(dǎo)致國內(nèi)很多企業(yè)在進(jìn)行裝配式建筑施工時頻繁發(fā)生安全事故,因此研究吊運(yùn)安裝階段的主要風(fēng)險(xiǎn)源是企業(yè)避免重大事故的重要舉措之一。在國內(nèi)的裝配式建筑發(fā)展過程中,社會關(guān)注度相對最高的是設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-運(yùn)輸-吊運(yùn)安裝階段,而對運(yùn)營階段研究的較少。從全過程建設(shè)周期的角度分析,運(yùn)營階段也存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),忽略運(yùn)營階段的安全風(fēng)險(xiǎn)必然會降低項(xiàng)目的整體效益。
通過查閱63篇近五年關(guān)于裝配式建筑安全的文獻(xiàn),科學(xué)有效地確定了影響裝配式安全風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)體系,通過計(jì)算影響因素在文獻(xiàn)出現(xiàn)次數(shù),匯總計(jì)算占比,結(jié)果如表1所示。其中各階段風(fēng)險(xiǎn)代碼取英文首寫字母大寫代替,風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)順序按數(shù)字依次排列(例:D1表示設(shè)計(jì)與生產(chǎn)-運(yùn)輸-安裝-運(yùn)營各環(huán)節(jié)協(xié)同管理)。
表1 影響裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)因素統(tǒng)計(jì)
結(jié)果顯示設(shè)計(jì)人員的安全意識、設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平、管理人員的生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)、安全生產(chǎn)管理制度的完善情況、運(yùn)輸車輛的運(yùn)行狀態(tài)、吊運(yùn)安裝人員的操作水平、施工現(xiàn)場工作環(huán)境、施工管理人員工作經(jīng)驗(yàn)和吊運(yùn)安裝施工安全管理制度完善情況占比小于30%,說明學(xué)者對于這些影響因素研究較少;設(shè)計(jì)的合理性、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)-運(yùn)輸-安裝-運(yùn)營各環(huán)節(jié)協(xié)同管理、生產(chǎn)工人的安全意識及態(tài)度、生產(chǎn)安全員質(zhì)檢員的配備情況、生產(chǎn)材料設(shè)備合格率、生產(chǎn)人員的操作水平、駕駛?cè)藛T的工作狀態(tài)及駕駛證件配備情況、裝卸人員操作不規(guī)范、運(yùn)輸管理過程構(gòu)件保護(hù)措施、大型預(yù)制構(gòu)件堆放合理性、吊運(yùn)安裝人員防護(hù)用具使用情況、吊運(yùn)安裝安全員質(zhì)檢員配備情況、構(gòu)件吊運(yùn)安裝不規(guī)范、吊運(yùn)安裝人員安全培訓(xùn)與教育、裝修人員對建筑重要結(jié)構(gòu)改變和結(jié)構(gòu)的抗震安全占比30%以上,表明近幾年學(xué)者比較關(guān)注這些影響因素。將上述的影響因素按照全壽命期五個階段進(jìn)行劃分,結(jié)果如表2所示。
表2 裝配式建筑全過程各階段安全風(fēng)險(xiǎn)識別因素
根據(jù)上述識別的指標(biāo)體系設(shè)計(jì)本文的問卷,按照全過程各個階段風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)順序依次進(jìn)行重要度打分設(shè)計(jì),分值采用利克特五分制,分值越大表示該環(huán)節(jié)安全風(fēng)險(xiǎn)防控越有必要。問卷中邀請裝配式建筑風(fēng)險(xiǎn)評估專家以及了解裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)、從事裝配式建筑的相關(guān)人員和建筑類學(xué)校的部分專家及學(xué)生對各個階段關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重要度打分,其中裝配式建筑風(fēng)險(xiǎn)評估專家占10%,了解裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)、從事裝配式建筑的相關(guān)人員占50%,建筑類學(xué)校的部分專家及學(xué)生占40%,問卷方式通過網(wǎng)上發(fā)放電子問卷,歷時一個月共發(fā)放278份電子問卷,回收問卷258份,回收率92.8%,電子問卷去除明顯作答無效和明顯不認(rèn)真回答問卷共15份,真實(shí)有效問卷243份,真實(shí)率高達(dá)94.2%。
信度指標(biāo)選用系數(shù)并采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行問卷信度檢驗(yàn),結(jié)果顯示系數(shù)為0.896,表明該問卷數(shù)據(jù)的信度可以接受。判斷數(shù)據(jù)是否適應(yīng)進(jìn)行因子分析,一般使用KMO測度與巴特萊特球體檢驗(yàn)。本文采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行KMO和巴特萊特球體檢驗(yàn),分析結(jié)果KMO值為0.902>0.7,同時巴特萊特球體檢驗(yàn)值在P=0.000上顯著,以上2個指標(biāo)均說明問卷數(shù)據(jù)之間具有很高的相關(guān)性,適合進(jìn)行驗(yàn)證性因子分析,表明該問卷滿足信度、效度要求。
結(jié)構(gòu)方程模型由結(jié)構(gòu)模型和測量模型組成。結(jié)構(gòu)方程模型是一種融合了路徑分析和因素分析的多元統(tǒng)計(jì)技術(shù),是基于變量的協(xié)方差矩陣來分析變量之間的關(guān)系,具有同時處理多個因變量、同時估計(jì)因子結(jié)構(gòu)和因子關(guān)系、容許自變量和因變量含測量誤差、容許更大彈性的測量模型以及估計(jì)整個模型的擬合程度的優(yōu)點(diǎn)。
3.1.1 測量模型
測量模型對應(yīng)于測量模型的方程,表明測量指標(biāo)與潛變量之間的關(guān)系。方程的表達(dá)式為:方程說明:X和Y分別為外生顯變量、內(nèi)生顯變量,ΛX和Λy分別為為外生指標(biāo)和外生潛變量之間的關(guān)系,內(nèi)生指標(biāo)和內(nèi)生潛變量之間的關(guān)系,ξ和η分別為外生潛變量和內(nèi)生潛變量。
3.1.2 結(jié)構(gòu)模型
結(jié)構(gòu)模型對應(yīng)于結(jié)構(gòu)模型的方程,表明潛變量之間的關(guān)系。方程的表達(dá)式為:
方程說明:η為內(nèi)生潛變量;B為內(nèi)生潛變量間的關(guān)系;Г為外生潛變量對內(nèi)生潛變量的影響;ξ為外生潛變量ζ為殘差項(xiàng)。
通過AMOS21.0進(jìn)行結(jié)構(gòu)方程建模,如圖1所示。得到一階驗(yàn)證性因子分析標(biāo)準(zhǔn)化模型,觀測變量和潛在變量之間的因子荷載均在0.6以上且各項(xiàng)指標(biāo)適配度良好,另外(卡方自由度比)為2.377在1~3之間表明模型適配良好;GFI(適配度指數(shù))為0.915>0.9說明模型路徑圖與實(shí)際數(shù)據(jù)有良好的適配度;RMSEA(近似誤差均方根)為0.068<0.08說明該模型有良好的適配;CFI(相對擬合指標(biāo))為0.915>0.9表明模型擬合相對較好;AGFI(調(diào)整后適配度指數(shù))為0.877>0.8表明模型的適配度較佳;IFI(增值適配度指數(shù))為0.945>0.9表明模型路徑圖與實(shí)際數(shù)據(jù)有良好的適配度,總體說明模型擬合較好。全過程安全風(fēng)險(xiǎn)五個階段作為潛變量,兩兩之間的系數(shù)基本都在0.6以上,說明五個潛變量之間可能存在著更高一級的關(guān)系,因此繼續(xù)進(jìn)行二階結(jié)構(gòu)模型驗(yàn)證。
圖1 一階驗(yàn)證性因子分析標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)方程模型
表3 一階模型擬合指標(biāo)評價(jià)結(jié)果
由一階結(jié)構(gòu)模型分析可得:全過程五個潛在變量之間存在中高關(guān)聯(lián)性,因此可以假設(shè)存在更高階的共同潛在因素-裝配式建筑全過程安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)以上假設(shè)繪制二階結(jié)構(gòu)模型,結(jié)果如圖2所示。
圖2 二階驗(yàn)證性因子分析標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)方程模型
由二階結(jié)構(gòu)模型擬合結(jié)果得,卡方/自由度=2.901<3.000,GFI=0.876>0.8,AGFI=0.830>0.8,CFI=0.901>0.9,RMSEA=0.078<0.08,IFI=0.901>0.9。根據(jù)前者研究GFI大于0.8可接受,表明指標(biāo)適配度和擬合度良好。五個潛變量參數(shù)、指標(biāo)都滿足p<0.001的顯著性檢驗(yàn),表明上述假設(shè)成立。通過圖1和圖2的模型結(jié)果進(jìn)行分析如下:
(1)設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-運(yùn)輸-吊運(yùn)安裝-運(yùn)營五個階段對裝配式建筑全過程安全風(fēng)險(xiǎn)的影響程度分別為0.90、0.74、0.49、0.94和0.87,都在0.50以上,表明各階段對裝配式建筑全過程安全風(fēng)險(xiǎn)的影響較顯著。其中設(shè)計(jì)階段、吊運(yùn)安裝階段超過0.85,說明設(shè)計(jì)階段、吊運(yùn)安裝階段和運(yùn)營階段已成為當(dāng)下安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵階段。運(yùn)輸階段的影響程度為0.49,說明該階段安全風(fēng)險(xiǎn)并不突出。
(2)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)-運(yùn)輸-安裝-運(yùn)營各環(huán)節(jié)協(xié)同管理和設(shè)計(jì)的合理性的因子荷載分別為0.73和0.71,均大于0.6,說明適配度良好,進(jìn)一步能得出兩個因素對設(shè)計(jì)階段的影響程度大致相等。
(3)生產(chǎn)階段工人的安全意識及態(tài)度、生產(chǎn)安全員、質(zhì)檢員的配備情況、生產(chǎn)材料設(shè)備合格率和安全生產(chǎn)管理制度的完善情況因子荷載分別為0.89、0.83、0.83和0.69,說明生產(chǎn)工人的安全意識及態(tài)度是生產(chǎn)階段安全風(fēng)險(xiǎn)的重要防控環(huán)節(jié)。
(4)運(yùn)輸階段的駕駛?cè)藛T的工作狀態(tài)及駕駛證件配備情況、裝卸人員操作不規(guī)范、運(yùn)輸管理過程構(gòu)件保護(hù)措施和大型預(yù)制構(gòu)件堆放合理性因子荷載分別為0.60、0.71、0.80和0.76。其中荷載最大的是0.80,說明運(yùn)輸管理過程構(gòu)件保護(hù)措施是運(yùn)輸階段降低安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵步驟。
(5)吊運(yùn)安裝階段的吊運(yùn)安裝人員安全培訓(xùn)與教育、吊運(yùn)安裝人員防護(hù)用具使用情況、吊運(yùn)安裝安全員、質(zhì)檢員配備情況和構(gòu)件吊運(yùn)安裝不規(guī)范因子荷載分別為0.79、0.69、0.64和0.68。均大于0.6,說明適配度較良好。其中因子荷載最大的是0.79,說明吊運(yùn)安裝階段人員安全培訓(xùn)和教育是吊運(yùn)安裝階段的重點(diǎn),其余三個因素重要程度基本接近。
(6)模型中運(yùn)營階段結(jié)構(gòu)的抗震安全和裝修人員對建筑重要結(jié)構(gòu)改變因子荷載分別為0.80和0.66。說明在運(yùn)營階段結(jié)構(gòu)的抗震安全是產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)的重要源頭。
全過程安全風(fēng)險(xiǎn)識別是目前要重視的,也是當(dāng)前比較難攻克的話題,通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型得出安全意識薄弱、培訓(xùn)教育不及時以及保護(hù)工作不到位是安全風(fēng)險(xiǎn)過程容易忽略的問題,生產(chǎn)工人的安全意識及態(tài)度、運(yùn)輸管理過程構(gòu)件保護(hù)措施、吊運(yùn)安裝階段人員安全培訓(xùn)和教育以及結(jié)構(gòu)的抗震安全分別是裝配式建筑生產(chǎn)階段、運(yùn)輸階段、吊運(yùn)安裝階段、運(yùn)營階段的重要環(huán)節(jié)。
對全過程安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)要素識別,將有利于針對性、重點(diǎn)性、突破性地應(yīng)對裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn),對今后學(xué)者們構(gòu)建裝配式建筑全過程安全風(fēng)險(xiǎn)模型有一定的指導(dǎo)意義,對預(yù)防裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生有實(shí)際意義。
(1)加強(qiáng)決策設(shè)計(jì)協(xié)同。從工程造價(jià)的角度考慮,決策設(shè)計(jì)階段占整個工程影響程度的80%。決策設(shè)計(jì)階段各參建方的信息資源不及時共享,導(dǎo)致信息孤島,形成“設(shè)計(jì)不懂施工,施工不懂設(shè)計(jì)”,而且設(shè)計(jì)與各參與方在工作協(xié)同方面存在信息障礙。因此要推動信息共享,實(shí)現(xiàn)協(xié)同合作,積極與各相關(guān)單位取得工作上的協(xié)同、信息上的共享,避免信息孤島的產(chǎn)生,從而達(dá)到降低安全風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。
(2)加強(qiáng)人員安全防范意識。決策設(shè)計(jì)階段要充分考慮設(shè)計(jì)方案安全可行性。施工階段要強(qiáng)化安全意識,加大培訓(xùn)力度,加強(qiáng)生產(chǎn)工人的安全意識和態(tài)度,加大對生產(chǎn)工人崗前培訓(xùn)力度。吊運(yùn)安裝階段每日開工之前要按時、按質(zhì)、全面地進(jìn)行安全培訓(xùn)和教育。優(yōu)化實(shí)施方案,加強(qiáng)政策保障。運(yùn)輸階段要加強(qiáng)大型構(gòu)件和易損壞構(gòu)件的保護(hù)力度,充分考慮主觀和客觀因素,保障構(gòu)件安全到達(dá)指定目的地。運(yùn)營階段要嚴(yán)格控制裝修企業(yè)對關(guān)鍵部位和構(gòu)件進(jìn)行拆分和改動,物業(yè)做好監(jiān)督和反饋工作,同時要嚴(yán)格控制裝修企業(yè)對關(guān)鍵部位和構(gòu)件進(jìn)行拆分和改動,物業(yè)做好監(jiān)督和反饋工作。
(3)注重高端人才培養(yǎng)。裝配式建筑是一種新型建筑業(yè)模式,在新興模式下缺少綜合性管理人才。因此,培養(yǎng)新型的高端人才隊(duì)伍是裝配式行業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。由于裝配式管理方法及施工方式的改變,大中型的施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)制訂人才培養(yǎng)計(jì)劃,通過培養(yǎng)相應(yīng)的技術(shù)人才和管理人才,間接的降低裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)。
(4)鼓勵科技創(chuàng)新。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和BIM的快速發(fā)展,裝配式建筑逐步走向了智能化、數(shù)字化,由傳統(tǒng)的基礎(chǔ)建造走向智慧建造,也是未來裝配式建筑的發(fā)展趨勢。通過引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)高效率、低風(fēng)險(xiǎn)的生產(chǎn)設(shè)備將有助于降低全過程裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)。