摘要： 為提高塔吊安全管理效率，采用物理-事理-人理（WSR）方法論構(gòu)建塔吊坍塌事故安全評價體系。從物理層面基于塔吊的結(jié)構(gòu)組成視角分析塔吊坍塌的主要風(fēng)險致因；從事理層面梳理塔吊坍塌事故發(fā)生的內(nèi)在機理，并建立塔吊坍塌事故樹模型；從人理層面提出塔吊坍塌關(guān)鍵風(fēng)險因素的應(yīng)對措施；通過實例論證安全評價模型的可行性。研究結(jié)果表明：保護裝置失效是塔吊坍塌事故樹模型中最關(guān)鍵的風(fēng)險因素，其關(guān)鍵重要度為51.14%，加強塔吊設(shè)備安全隱患巡查、規(guī)范塔吊作業(yè)人員行為和優(yōu)化塔吊運行安全監(jiān)管能有效降低人不良思想和行為造成的物理風(fēng)險。

關(guān)鍵詞： 物理-事理-人理（WSR）方法論； 塔吊坍塌； 事故樹； 安全評價； 基本事件

中圖分類號： X 947文獻標志碼： A"" 文章編號： 1000-5013（2024）06-0721-09

Safety Evaluation Method for Tower Crane Collapse Accidents Using WSR Methodology

QI Shenjun， WANG Ya， CHEN Jingjing， ZHANG Zichen

（School of Civil Engineering， Huaqiao University， Xiamen 361021， China）

Abstract： In order to improve the efficiency of tower crane safety management， a safety evaluation system for tower crane collapse accidents is constructed based on the Wuli-Shili-Renli （WSR） methodology. From Wuli level， the main risk causes of tower crane collapse are analysed based on the structural composition of the tower crane. From Shili level， the internal mechanism of tower crane collapse is sorted out， and the fault accident tree model of tower crane collapse is established. From Renli level， the countermeasures of key risk factors of tower crane collapse are proposed； and the feasibility of the safety evaluation model is demonstrated by examples. The research results show that the failure of protective devices is the most critical risk factor in the tower crane collapse accident tree model， with a critical importance degree of 51.14%， strengthening the inspection of hidden safety hazards of tower crane equipment， regulating the behaviour of tower crane operators and optimising the safety supervision of tower crane operation can effectively reduce Wuli risks caused by bad person thoughts and behaviours.

Keywords： Wuli-Shili-Renli （WSR） methodology； tower crane collapse； fault accident tree； safety evaluation； basic event

近年來， 塔吊安全事故頻繁發(fā)生， 據(jù)2012-2022年的不完全統(tǒng)計， 我國共發(fā)生335起塔吊事故［1］（其中2019-2022年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)站https：//www.safehoo.com/），造成了340多人的傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。其中，塔吊坍塌事故發(fā)生最為頻繁、破壞性最大［2］。為了保障塔吊安全運行、預(yù)防安全事故發(fā)生、識別關(guān)鍵風(fēng)險致因，對塔吊進行安全評價至關(guān)重要。

在塔吊風(fēng)險因素方面，學(xué)者們從塔吊作業(yè)人員職業(yè)安全與健康［3］、機械故障［4］和塔吊工作原理［5］等視角分析塔吊在裝、使用、維護全過程中的主要風(fēng)險因素，但上述研究沒有從塔吊的物理結(jié)構(gòu)組成及安全事故風(fēng)險發(fā)生機理的角度分析塔吊坍塌事故。塔吊物理結(jié)構(gòu)不安全狀態(tài)是導(dǎo)致塔吊坍塌的風(fēng)險因素［6］，塔吊結(jié)構(gòu)失效往往是因局部結(jié)構(gòu)失效而最終引發(fā)塔吊體系整體的坍塌事故。事故樹分析法可以通過梳理各事故原因間的邏輯關(guān)系，識別引發(fā)事故的關(guān)鍵風(fēng)險因素［7］。在塔吊安全評價方面，Li等［8］結(jié)合熵和累積前景理論，精確、合理地評價塔吊的安全狀況；吳占穩(wěn)等［9］通過采用改進熵權(quán)法和綜合模糊法，建立塔吊安全評價模型，從而減少人的主觀因素對安全評價的影響；Zhou等［10］基于風(fēng)險管理理論，應(yīng)用AcciMap技術(shù)定性分析，建立通用的塔吊安全系統(tǒng)模型。然而，上述安全評價方法的系統(tǒng)性不夠，對相關(guān)影響因素的考慮還不夠全面。塔吊坍塌事故是由兩個或多個基本事件同時作用的系統(tǒng)問題，需要對處于“臨界狀態(tài)”的系統(tǒng)采取措施，從而阻止?jié)撛陲L(fēng)險，避免塔吊安全事故的發(fā)生。物理-事理-人理（WSR）方法論是用于解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的方法和工具［11］，主要應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理［12］、安全生產(chǎn)管理［13］和企業(yè)管理［14］等領(lǐng)域。

因此，本文采用WSR方法論和安全評價，從塔吊的物理結(jié)構(gòu)組成角度，建立塔吊坍塌事故安全評價的WSR理論框架，進一步從物理、事理和人理3個方面構(gòu)建系統(tǒng)化的塔吊事故安全評價體系。

1 基于WSR方法論的塔吊坍塌安全評價機理

WSR方法論是一種能夠處理現(xiàn)實中復(fù)雜社會經(jīng)濟系統(tǒng)問題的方法論，具有普適性，是綜合定性和定量分析方法的東方系統(tǒng)思想［11］。應(yīng)用WSR方法論解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的哲學(xué)思路是整體認識-分層研究-綜合解決。塔吊坍塌事故是跨系統(tǒng)層面的多種因素共同作用的結(jié)果，而不是單獨因素導(dǎo)致的。因此，采用WSR方法論構(gòu)建塔吊坍塌事故安全評價模型，如圖1所示。

物理（W）是指客觀規(guī)律世界的法則和規(guī)則，在塔吊安全評價體系中是指組織所擁有的塔吊設(shè)備及塔吊結(jié)構(gòu)的組成規(guī)則［15］，可通過文獻和事故案例分析塔吊的結(jié)構(gòu)組成和塔吊坍塌的物理風(fēng)險因素。事理（S）是指事物的機理，在塔吊安全評價體系中是指塔吊坍塌事故的內(nèi)在邏輯，通過梳理塔吊坍塌事故的發(fā)生機理并建立塔吊坍塌的事故樹模型，定性分析塔吊安全體系失效的潛在模式，定量識別塔吊坍塌的關(guān)鍵風(fēng)險致因，實現(xiàn)對塔吊坍塌事故的綜合安全評價。人理（R）是指組織協(xié)調(diào)社會關(guān)系，在塔吊安全評價體系中是指分析作業(yè)人員個體思想、行為安全，協(xié)調(diào)人之間的復(fù)雜關(guān)系，可依據(jù)安全評價結(jié)果，從人理維度對關(guān)鍵風(fēng)險致因采取針對性應(yīng)對措施。

通過物理、事理和人理三維度層層深入開展動態(tài)分析，識別塔吊坍塌事故系統(tǒng)中貢獻度較大的關(guān)鍵風(fēng)險因素，從而對關(guān)鍵風(fēng)險因素采取針對性的預(yù)防措施，并在實際安全管理中給出關(guān)鍵性建議，以減少塔吊坍塌安全事故的發(fā)生。

2 塔吊坍塌事故的物理分析

通過收集塔吊事故發(fā)生的客觀數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)塔吊坍塌是塔吊安全事故中最常見的類型。因此，基于塔吊上部結(jié)構(gòu)-塔身-塔基的物理結(jié)構(gòu)組成角度，分析塔吊坍塌事故的物理風(fēng)險致因。

2.1 塔吊坍塌事故統(tǒng)計

通過收集和分析學(xué)者及網(wǎng)站整理2012-2022年我國發(fā)生塔吊安全事故類型的數(shù)據(jù)，得到統(tǒng)計圖如圖2所示。由圖2（a）可知：在塔吊安全事故中，塔吊坍塌事故發(fā)生最頻繁，尤其是2020年和2021年發(fā)生的塔吊坍塌事故劇增。由圖2（b）可知：塔吊坍塌事故發(fā)生最頻繁，概率為60%；其次是構(gòu)件脫落、吊物傷人和高處墜落事故，三者發(fā)生概率占總事故類型的34%；發(fā)生頻率相對較少的塔吊安全事故類型是塔吊碰撞和其他塔吊安全事故，僅占6%。由此可知，塔吊坍塌事故約占總塔吊安全事故的2/3，因此，重點關(guān)注和研究塔吊坍塌安全事故尤為重要。

2.2 塔吊坍塌事故物理風(fēng)險因素

基于所收集到的塔吊安全事故類型統(tǒng)計，從塔吊組成結(jié)構(gòu)角度分析可總結(jié)為以下3種常見的塔吊坍塌事故致因。

1） 塔吊上部結(jié)構(gòu)破壞。塔吊的上部結(jié)構(gòu)主要包括塔帽、起重臂、平衡臂、和回轉(zhuǎn)總成4個部分，結(jié)構(gòu)破壞的主要原因為起重臂、平衡臂架折斷，塔吊塔帽和回轉(zhuǎn)標準節(jié)變形，頂升套架和塔頂標準節(jié)與下支座未連接。當力矩限制器失效、起重限制器失效、制動器設(shè)計缺陷、起升限位器開關(guān)損壞或違章超載使用時，會導(dǎo)致塔吊的起重臂和平衡臂失穩(wěn)而發(fā)生折斷，塔吊力矩失衡。

2） 塔吊塔身結(jié)構(gòu)破壞。塔吊塔身主要是由標準節(jié)拼裝而成，結(jié)構(gòu)破壞的主要原因為

標準節(jié)結(jié)構(gòu)部件連接失效和塔身失穩(wěn)。塔身標準節(jié)連接部位失效，塔身松脫散架，從而無法作為整體構(gòu)件參與受力，導(dǎo)致塔身折斷，引發(fā)塔吊倒塌。當塔身垂直度超標時，未及時校正塔身垂直度，容易導(dǎo)致塔身失穩(wěn)而發(fā)生塔吊坍塌；另外，在大風(fēng)天氣條件下，風(fēng)力會對塔臂施加力的效果，產(chǎn)生不利于塔身的力矩，此時若標椎節(jié)在安裝時未嚴格測量控制使得塔身垂直度超標，就會導(dǎo)致塔體的平衡力矩在逆風(fēng)段處于危險狀態(tài)。

3） 塔吊基礎(chǔ)破壞。塔吊基礎(chǔ)的穩(wěn)固是影響整體穩(wěn)定性的重要因素，塔吊基礎(chǔ)破壞的主要原因為塔吊基礎(chǔ)高強度地腳螺栓連接失效，塔吊基礎(chǔ)混凝土強度不達標，塔吊基礎(chǔ)沉降不均勻。塔基附近土壤出現(xiàn)擾動，塔吊螺栓出現(xiàn)銹蝕發(fā)生斷裂，以及違規(guī)調(diào)整地腳螺栓位置，都會導(dǎo)致塔吊坍塌。雨季雨水長期沖刷塔吊基礎(chǔ)，會導(dǎo)致塔吊基礎(chǔ)不均勻沉降，最終發(fā)生塔吊坍塌事故。塔吊基礎(chǔ)混凝土強度不達標，也會導(dǎo)致塔吊基礎(chǔ)的承載力不足，造成塔吊坍塌事故。

3 塔吊坍塌事故的事理分析

以物理分析為基礎(chǔ)，選擇事故樹分析法，在事理層面上對塔吊坍塌事故進行系統(tǒng)性安全綜合評價，通過評價結(jié)果識別出系統(tǒng)中潛在的失效模式和關(guān)鍵風(fēng)險致因，為塔吊安全管理提供理論依據(jù)。

3.1 塔吊坍塌事故樹的構(gòu)建

通過事故樹分析法對塔吊坍塌事故進行安全分析和評價［16］。一般塔吊在安裝后必須驗收合格才能投入使用，因此，建立塔吊坍塌事故樹模型的前提條件是施工單位不得使用質(zhì)量不合格或受損未檢修合格的塔吊。以塔吊坍塌事故為頂上事件，從塔吊的物理結(jié)構(gòu)部位視角對塔吊坍塌事故進行分析，發(fā)現(xiàn)塔吊坍塌事故主要致因分別為塔吊上部結(jié)構(gòu)破壞、塔身結(jié)構(gòu)破壞和塔吊基礎(chǔ)破壞。結(jié)合事件之間的邏輯關(guān)系推理出可能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件，繪制相應(yīng)的塔吊坍塌事故樹，如圖3所示。圖3中基本事件的含義，如表1所示。

3.2 塔吊坍塌事故定性分析

利用布爾代數(shù)化簡塔吊坍塌事故樹模型，即

T=M1+M2+M3=M4+M5+M6+M7+M8+M9=（M13+M14）+M11+X2X6+X10+M12+X4X5+X6X12X14+X11X13=X1+X2+X10+X2X6+X4X5+X5X7+X3X9+X8X11+X11X13+X6X12X14。

根據(jù)布爾代數(shù)化簡后的事故樹可知，塔吊坍塌事故發(fā)生的最小割集為

K1={X1}，" K2={X2}，" K3={X10}，" K4={X2，X6}，

K5={X4，X5}，" K6={X5，X7}，" K7={X3，X9}，

K8={X8，X11}，" K9={X11，X13}，" K10={X6，X12，X14}。

建立的塔吊坍塌事故樹有10個最小割集，即存在10種潛在的塔吊坍塌失效機制。例如，最小割集{X2，X6}表示當違章超載、材料選用不合理這兩個基本事件同時發(fā)生時，可能會使塔吊上部結(jié)構(gòu)失效，造成塔吊上部結(jié)構(gòu)破壞，最終導(dǎo)致塔吊坍塌事故。

3.3 塔吊坍塌事故的定量分析

3.3.1 專家意見權(quán)重 調(diào)查邀請了15位來自施工總承包單位和塔吊租賃單位的專家對塔吊坍塌事故的致因進行評價，采用權(quán)重賦值法，盡量確保塔吊坍塌基本事件發(fā)生概率的準確性。專家均對塔吊較熟悉，學(xué)歷均在本科及以上；工齡在7 a及以上的專家有10人，且30歲及以上的專家有12人。

在確定專家權(quán)重時分別選取塔吊熟悉度、工齡、年齡、學(xué)歷4項因素，并將各因素細分為3～4個等級，采用強制比較法計算各專家權(quán)重［13］，計算公式為

Ali，j=∑4j=1Wi，jBi，l，（1）

rl=∑4i=1Ali，jWi，（2）

Rl=rl/∑15l=1rl。（3）

式（1）～（3）中：Ali，j為專家l在第i項指標第j級上的得分；Wi，j為項目劃分后的級別權(quán)重；Wi為項目權(quán)重；Bi，l為指示函數(shù)，Bi，l=1表示第l位專家在第i項中屬于第j級，Bi，l=0則表示第l位專家在第i項中不屬于第j級；rl為專家得分；Rl為分值歸一化后得到的專家權(quán)重。

各指標權(quán)值賦予結(jié)果，如表2所示。利用強制比較法所得的專家權(quán)重，如表3所示。

3.3.2 基本事件發(fā)生概率 塔吊坍塌事故的基本事件發(fā)生概率的估算步驟如下。

1） 量化問卷。參照文獻［17］將基本事件發(fā)生的可能性及嚴重程度的對應(yīng)關(guān)系用概率值劃分為6個等級，分別得到15位專家對各基本事件發(fā)生概率的評價結(jié)果。

2） 賦權(quán)專家評價。對15位專家的評價意見進行權(quán)重賦值，將步驟1）中獲得的基本事件發(fā)生概率乘以專家權(quán)重后，得到賦權(quán)后的各基本事件的發(fā)生概率。經(jīng)過專家權(quán)重賦值篩選后的數(shù)據(jù)更有參考價值。各基本事件的發(fā)生概率，如表4所示。

3.3.3 頂上事件概率 在研究大量實際工程資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)15位具有豐富工程經(jīng)驗專家的評分計算基本事件的發(fā)生概率，從而計算頂上事件的發(fā)生概率，即

P（T）=1-∏ni=1（1-qi）。（4）

式（4）中：P（T）為頂上事件T的概率值；qi為第i個基本事件的發(fā)生概率。

將所得基本事件的發(fā)生概率代入式（4），可得該塔吊坍塌事故發(fā)生的概率P（T）=0.967 6，即當所有基本事件同時發(fā)生時，塔吊坍塌事故樹模型中頂上事件的發(fā)生概率為0.967 6。這說明在各基本事件排列組合發(fā)生時，頂上事件發(fā)生是一個極大必然事件，因此，需高度重視安全管理以降低基本事件的發(fā)生概率，從而減少塔吊坍塌事故的發(fā)生。

3.3.4 概率重要度和關(guān)鍵重要度 在求得頂上事件的發(fā)生概率后，依據(jù)基本事件的概率重要度Ig（i）和關(guān)鍵重要度Ic（i），分析得到危險性最大的基本事件，其計算式為

Ig（i）=P（T）qi，（5）

Ic（i）=P（T）qi qiP（T）。（6）

根據(jù)式（5），（6）計算出基本事件的概率重要度和關(guān)鍵重要度，結(jié)果如表5所示。由表5可知：

概率重要度排序結(jié)果為Ig（1）=Ig（10）gt;Ig（5）gt;Ig（2）gt;Ig（4）=Ig（7）gt;Ig（11）gt;Ig（3）gt;Ig（9）gt;Ig（6）gt;Ig（8）=Ig（13）gt;Ig（12）=Ig（14）；關(guān)鍵重要度排序結(jié)果為Ic（5）gt;Ic（1）gt;Ic（10）gt;Ic（2）gt;Ig（7）gt;Ic（4）gt;Ic（6）gt;Ic（11）=Ic（13）gt;Ic（9）=Ic（3）gt;Ic（8）gt;Ic（12）gt;Ic（14）。

根據(jù)概率重要度的性質(zhì)［18］，由上述排序結(jié)果可知：采取措施降低突然卸載、吊件滑脫沖擊和強風(fēng)等基本事件的發(fā)生，能有效降低塔吊坍塌事故的發(fā)生概率。然而，基本事件的概率重要度并未考慮基本事件自身的發(fā)生概率是否容易改變，因此，采用關(guān)鍵重要度從基本事件發(fā)生概率和敏感度兩個方面共同反映基本事件的重要程度。

由概率重要度和關(guān)鍵重要度的排序結(jié)果可知，基本事件的概率重要度和關(guān)鍵重要度的排序基本一致，但基本事件中的突然卸載（X3）、銷軸安裝不當（X7）、地基不平整（X11）的重要性下降了。這說明雖然突然卸載（X3）、銷軸安裝不當（X7）、地基不平整（X11）這3個基本事件可以有效降低塔吊坍塌事故的發(fā)生概率，但要從實際上采取措施降低這3個基本事件自身的發(fā)生概率比較困難。而基本事件連接不牢固（X5）、材料選用不合理（X6）、基礎(chǔ)沉降不均勻（X13）的重要性上升了，說明在塔吊坍塌的事故樹體系中連接不牢固（X5）、材料選用不合理（X6）、基礎(chǔ)沉降不均勻（X13）是敏感度較高且比較容易采取措施實現(xiàn)降低塔吊坍塌事故發(fā)生的風(fēng)險因素。由上述分析可知，相比于概率重要度，關(guān)鍵重要度更能反映事故樹的本質(zhì)，更有實際意義。因此，主要采用關(guān)鍵重要度來分析基本事件的重要程度。除此之外，考慮概率重要度和關(guān)鍵重要度均比較大的基本事件也十分必要。

因此，根據(jù)關(guān)鍵重要度排序結(jié)果及概率重要度和關(guān)鍵重要度排名前6基本事件的交叉事件可知：保護裝置失效（X1）、違章超載（X2）、螺栓型號選用不當（X4）、連接不牢固（X5）、銷軸安裝不當（X7）、強風(fēng)（X10）是塔吊坍塌事故樹中的關(guān)鍵基本事件。其中，基本事件中的保護裝置失效（X1）既極易引發(fā)塔吊坍塌事故發(fā)生，又容易通過采取措施減小其發(fā)生概率，其關(guān)鍵重要度為51.14%，因此，應(yīng)重點預(yù)防保護裝置失效（X1）的發(fā)生。

4 塔吊坍塌事故的人理分析

物的不安全狀態(tài)最終可歸結(jié)為人的不足，人理分析主要通過組織或人協(xié)調(diào)人與社會、人與人之間的關(guān)系，避免因人或社會因素干擾引發(fā)安全事故［19］。由上述塔吊坍塌事故樹模型安全評價結(jié)果分析可知：保護裝置失效（X1）、違章超載（X2）、螺栓型號選用不當（X4）、連接不牢固（X5）、銷軸安裝不當（X7）、強風(fēng)（X10）這6個風(fēng)險因素是塔吊坍塌事故的主要致因，研究結(jié)果與趙挺生等［20］、Raviv等［21］、李凱等［22］的部分研究結(jié)論一致，但在研究視角和方法上存在一定的差異。從塔吊結(jié)構(gòu)組成視角識別影響其物理安全狀態(tài)的風(fēng)險因素，進而從物理的不安全狀態(tài)中分析出人的管理或行為上的不足。趙挺生等［20］從環(huán)境與設(shè)備、人員、管理、塔吊參與單位、監(jiān)管機構(gòu)等5個層面定性研究，得出塔吊管理人員安全隱患巡查不到位、塔吊維修保養(yǎng)責(zé)任人未按要求保養(yǎng)設(shè)備，以及塔吊的安裝和拆卸相關(guān)人員的資質(zhì)不合格導(dǎo)致了保護裝置失效（X1）、螺栓型號選用不當（X4）、連接不牢固（X5）、銷軸安裝不當（X7）；Raviv等［21］從人為因素和環(huán)境因素的視角研究，得出塔吊操作人員在進行塔吊生產(chǎn)作業(yè)時存在違章超載（X2）操作，容易引發(fā)塔吊坍塌事故；李凱等［22］基于案例推理，得出在大風(fēng)環(huán)境下相關(guān)管理人員安全監(jiān)管疏忽，未能及時制止塔吊作業(yè)人員在強風(fēng)（X10）條件下進行塔吊吊裝作業(yè)等因素會造成塔吊坍塌事故。由上述分析可知，塔吊的安全運行與塔吊管理人員、塔吊維修保養(yǎng)責(zé)任人、塔吊安裝拆卸人員和塔吊操作人員的行為均存在一定關(guān)聯(lián)。因此，從塔吊相關(guān)人員的視角提出3個塔吊坍塌預(yù)防措施：1） 加強塔吊設(shè)備安全隱患巡查（X1，X4，X5，X7）；2） 規(guī)范塔吊作業(yè)人員的行為（X2）；3） 優(yōu)化塔吊運行安全管控（X10）。

4.1 加強塔吊設(shè)備安全隱患巡查

塔吊由于其本身的危險性質(zhì)，對其進行日常的運行檢查和安全檢查風(fēng)險大，若要將各個連接件部位細致地檢查一遍，需要檢查人員冒很大的安全風(fēng)險，且人工的檢測效率很低。這樣很容易忽略難以被檢查到的連接件部位，從而埋下極大的安全隱患。

建筑施工企業(yè)可以考慮運用感應(yīng)系統(tǒng)對塔吊的保護裝置進行實時監(jiān)測，以便作業(yè)人員在作業(yè)前了解塔吊保護裝置系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，實現(xiàn)高效管理塔吊的保護裝置。對于連接件部位，需要認真地檢查各種連接螺栓，實時更新各關(guān)鍵連接節(jié)點的安全狀態(tài)，并及時向上級匯報塔吊運行過程中存在的隱患，從而采取有效措施解決問題。除此之外，維修保養(yǎng)責(zé)任人還可以采用無人機巡查系統(tǒng)對連接螺栓的各連接件部位進行巡查，可視化管理巡查結(jié)果，預(yù)警潛在問題，這樣不僅大大提高了巡查效率，還保障了巡查安全。

4.2 規(guī)范塔吊作業(yè)人員的行為

由于大部分塔吊事故與人的不安全行為相關(guān)［23］，因此，從改變?nèi)说乃枷牒托袨榉矫?，針對性地采取塔吊坍塌事故預(yù)防措施，能避免人的過失所導(dǎo)致的塔吊坍塌事故，進而有效減少塔吊坍塌事故的發(fā)生。

在安全意識和個人素質(zhì)方面，加強操作員的思想教育，積極開展崗位安全知識教育、崗位操作規(guī)程教育和安全技術(shù)規(guī)程教育等，在思想上引導(dǎo)塔吊操作人員重視塔吊的安全生產(chǎn)，從而做到安全地進行塔吊相關(guān)的生產(chǎn)活動。在工作行為方面，嚴格管控，加強對塔吊相關(guān)工作人員的考核與檢查工作，時刻關(guān)注工作人員工作時的情緒反應(yīng)，及時糾正不安全行為操作和違規(guī)的不良習(xí)慣。嚴格執(zhí)行各項規(guī)范制度，要求特種工持證上崗。

4.3 優(yōu)化塔吊運行安全管控

建筑施工的特點是人員多、工作環(huán)境復(fù)雜，塔吊一旦發(fā)生坍塌事故，極易造成人群體傷亡。塔吊安全管理與塔吊的安全生產(chǎn)作業(yè)密切相關(guān)，因此，進一步加強安全管理措施，可以有效地降低塔吊坍塌事故發(fā)生的風(fēng)險。

塔吊的安全評價結(jié)果表明，應(yīng)加強對強風(fēng)天氣下塔吊運行狀態(tài)的安全監(jiān)管。強風(fēng)天氣條件下，施工條件更加嚴苛，安全管理人員應(yīng)考慮運用信息采集系統(tǒng)實時監(jiān)控風(fēng)速，通過APP終端顯示器，設(shè)定有助于塔吊安全作業(yè)的相關(guān)參數(shù)，實時查看塔吊運行狀態(tài)。當塔吊作業(yè)環(huán)境的風(fēng)速值超出設(shè)定的參數(shù)值時，感應(yīng)系統(tǒng)會自動報警并發(fā)出指令使塔吊停止運行，從源頭上避免塔吊安全事故的發(fā)生。

5 實例分析

5.1 工程概述

2019年1月23日，某建設(shè)工程項目10號樓塔式起重機在進行拆卸作業(yè)時發(fā)生一起坍塌事故，事故造成5人死亡，造成經(jīng)濟損失580余萬元［24］。專家團隊判定事故的結(jié)果是塔吊在拆除作業(yè)時頂升過程中未使用頂升防脫裝置、橫梁銷栓未可靠落入踏步圓槽、未配平塔臂就移動小車變幅等直接原因造成了塔吊坍塌。

5.2 塔吊坍塌事故安全評價結(jié)果

基于專家團隊的事故原因判定結(jié)果，物理分析得出該案例中塔吊坍塌事的物理風(fēng)險致因包括未使用頂升防脫裝置（X1）、橫梁銷栓未可靠落入踏步圓槽（X5，X7）。結(jié)合圖1的塔吊坍塌事故樹模型，事理分析得到案例中塔吊坍塌事故的發(fā)生機制，如圖4所示。

利用塔吊坍塌事故樹模型分析本案例可知：最小割集{X1}和{X5，X7}是塔吊坍塌事故致因的兩種基本組合方式。若僅最小割集{X1}發(fā)生，求得P（T）=0.49；當僅最小割集{X5，X7}發(fā)生，求得P（T）=0.55；當最小割集{X1}和{X5，X7}同時發(fā)生，可求得P（T）=0.77。計算本案例中基本事件的概率重要度和關(guān)鍵重要度，結(jié)果如表6所示，得到概率重要度和關(guān)鍵重要度的排序結(jié)果分別為Ig（1）=Ig（5）gt;Ig（7），Ic（5）gt;Ic（7）gt;Ic（1）。

由上述分析可知，該塔吊坍塌事故案例的發(fā)生機理與建立的塔吊事故樹模型發(fā)生機理基本吻合，證明了所建立的塔吊事故樹模型的可靠性和科學(xué)性。

根據(jù)事理分析評價結(jié)果可知，保護裝置失效（X1）、連接不牢固（X5）、銷軸安裝不當（X7）是導(dǎo)致本案例塔吊發(fā)生坍塌事故的主要物理風(fēng)險致因，且當這3個基本事件同時發(fā)生時，塔吊坍塌事故的發(fā)生概率達到0.77，其中，連接不牢固（X5）是最關(guān)鍵的風(fēng)險致因，關(guān)鍵重要度達到64.60%。

根據(jù)人理分析可知，案例中的塔吊坍塌事故是由安全管理不當、安全檢查不到位和人的操作失誤共同造成的。調(diào)查報告中指出，施工和監(jiān)理單位安全生產(chǎn)監(jiān)管不到位、無特種作業(yè)證人員進行塔吊拆卸作業(yè)，以及衛(wèi)隊塔吊拆卸人員進行安全教育和技術(shù)交底等原因引發(fā)了塔吊坍塌事故，與文中得到的安全評價結(jié)果基本一致。為避免此類塔吊坍塌事故再次發(fā)生，管理人員應(yīng)加強安全管理，重點檢查塔吊連接部位的連接情況，避免施工現(xiàn)場的安全管理失控行為；提高施工人員的安全生產(chǎn)意識，杜絕無證上崗行為。

6 結(jié)論

基于WSR方法論提出塔吊坍塌事故安全評價體系，建立塔吊坍塌事故風(fēng)險評價模型，從塔吊結(jié)構(gòu)組成視角綜合定性和定量方法，系統(tǒng)、全面地識別塔吊坍塌事故的關(guān)鍵風(fēng)險因素，并提出針對性的應(yīng)對措施。由上述分析得出以下4個主要結(jié)論。

1） 塔吊坍塌安全風(fēng)險評價模型中存在10種導(dǎo)致塔吊坍塌事故發(fā)生的潛在失效機制。

2） 塔吊的保護裝置失效（X1）、違章超載（X2）、螺栓型號選用不當（X4）、連接不牢固（X5）、銷軸安裝不當（X7）、強風(fēng)（X10）是導(dǎo)致塔吊坍塌的關(guān)鍵風(fēng)險因素，其中，保護裝置失效（X1）是塔吊坍塌事故體系中貢獻度最大的風(fēng)險致因。

3） 通過塔吊坍塌風(fēng)險評價模型對某建設(shè)項目塔吊坍塌事故進行安全評估，研究結(jié)果顯示，塔吊的保護裝置失效（X1）、連接不牢固（X5）、銷軸安裝不當（X7）是導(dǎo)致該案例塔吊坍塌事故發(fā)生的關(guān)鍵風(fēng)險因素，其中，連接不牢固（X5）是最關(guān)鍵的風(fēng)險因素，關(guān)鍵重要度達到64.60%。

4） 加強塔吊設(shè)備安全隱患巡查、規(guī)范塔吊作業(yè)人員的行為和優(yōu)化塔吊運行安全管控等風(fēng)險應(yīng)對措施是有效的。

文中研究僅確定了塔吊坍塌事故的關(guān)鍵影響因素，對于次要因素的分析有待在后續(xù)研究中進一步開展，并結(jié)合工程實際案例更加系統(tǒng)全面地提出更有針對性的塔吊坍塌預(yù)防措施。

參考文獻：

［1］ 況宇琦.基于數(shù)據(jù)挖掘的塔吊事故案例分析研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2021.

［2］ 唐凱，陳陸，張洲境，等.我國建筑施工行業(yè)生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計分析及對策［J］.建筑安全，2020，35（9）：40-43.DOI：10.3969/j.issn.1004-552X.2020.09.014.

［3］ BALAN E D A，HASMORI M F B.A study of tower crane accidents and its mitigation measures from tower crane operator perspectives［J］.Recent Trends in Civil Engineering and Built Environment，2022，1（3）：1484-1891.

［4］ RADLOV K，IVANOV G.Analysis of accidents with tower cranes on construction sites and recommendations for their prevention［J］.IOP Conference Series：Materials Science and Engineering，2020，951（1）：12-25.DOI：10.1088/1757-899X/951/1/012025.

［5］ 王金輝，郝偉，陶澤，等.基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的塔吊作業(yè)安全風(fēng)險評估［J］.安全與環(huán)境工程，2021，28（4）：15-20.DOI：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20200828.

［6］ 孔留全，李海濤，紀健強，等.塔式起重機事故案例分析及預(yù)防措施［J］.建筑安全，2020，35（12）：32-34.DOI：10.3969/j.issn.1004-552X.2020.12.010.

［7］ 趙挺生，周煒，徐凱，等.建筑工程塔吊安全影響因素分析［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2019，45（2）：17-22.DOI：10.3969/j.issn.1001-425X.2019.02.005.

［8］ LI Aihua，ZHAO Zhangyan.Crane safety assessment method based on entropy and cumulative prospect theory［J］.Entropy，2017，19（1）：44-45.DOI：10.3390/e19010044.

［9］ 吳占穩(wěn)，張文.改進熵權(quán)法及其在起重機安全評價中的應(yīng)用［J］.機械設(shè)計與研究，2022，38（1）：207-210.DOI：10.13952/j.cnki.jofmdr.2022.0071.

［10］ ZHOU Wei，ZHAO Tingsheng，LIU Wen，et al.Tower crane safety on construction sites： A complex sociotechnical system perspective［J］.Safety Science，2018，109：95-108.DOI：10.1016/j.ssci.2018.05.001.

［11］ 寇曉東，顧基發(fā).物理-事理-人理系統(tǒng)方法論25周年回顧： 溯源、釋義、比較與前瞻［J］.管理評論，2021，33（5）：3-14.DOI：10.14120/j.cnki.cn11-5057/f.20201231.004.

［12］ 劉家國，孔玉丹，周歡，等.供應(yīng)鏈風(fēng)險管理的物理-事理-人理方法研究［J］.系統(tǒng)工程學(xué)報，2018，33（3）：298-307.DOI：10.13383/j.cnki.jse.2018.03.002.

［13］ 劉春登.水利工程安全評價及安全管理系統(tǒng)分析［J］.治淮，2022（11）：63-64.DOI：10.3969/j.issn.1001-9243.2022.11.032.

［14］ 柳長森，郭建華，金浩，等.基于WSR方法論的企業(yè)安全風(fēng)險管控模式研究： “11·22”中石化管道泄漏爆炸事故案例分析［J］.管理評論，2017，29（1）：265-272.DOI：10.14120/j.cnki.cn11-5057/f.2017.01.026.

［15］ 陳濤，趙金先，蔣克潔.基于WSR與C-OWA的地鐵盾構(gòu)施工安全管理模糊評價研究［J］.工程管理學(xué)報，2019，33（5）：68-73.DOI：10.13991/j.cnki.jem.2019.05.013.

［16］ 劉家亮，郭翠靜，汪奐伶.基于火災(zāi)事故樹模型的儲能鋰離子電池安全性檢測方法與驗證［J］.儲能科學(xué)與技術(shù)，2023，12（5）：1-10.DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0039.

［17］ 胡平.多標段建筑群施工塔吊的選型和平面布置要點［J］.建筑安全，2022，37（6）：46-49.DOI：10.3969/j.issn.1004-552X.2022.06.013.

［18］ 何立華，魏琪，李奕睿.基于故障樹和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的建筑施工火災(zāi)風(fēng)險評價［J］.工程管理學(xué)報，2017，31（5）：107-111.DOI：10.13991/j.cnki.jem.2017.05.020.

［19］ 周歡，劉家國.港口?；肺锪黠L(fēng)險管理的WSR模型研究［J］.管理評論，2021，33（5）：142-151.DOI：10.14120/j.cnki.cn11-5057/f.20201231.008.

［20］ 趙挺生，周煒，徐凱，等.復(fù)雜社會技術(shù)系統(tǒng)下的塔吊安全思考［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2018，28（6）：153-159.DOI：10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.06.026.

［21］ RAVIV G，F(xiàn)ISHBAIN B，SHAPIRA A.Analyzing risk factors in crane-related near-miss and accident reports［J］.Safety Science，2017，91：192-205.DOI ：10.1016/j.ssci.2016.08.022.

［22］ 李凱，談秉峰.大風(fēng)環(huán)境下主塔安全防范措施［J］.筑路機械與施工機械化，2018，35（5）：94-97.DOI：10.3969/j.issn.1000-033X.2018.05.016.

［23］ 況宇琦，趙挺生，蔣靈，等.塔式起重機事故案例關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘與分析［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2021，31（7）：137-142.DOI：10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.07.019.

［24］ 岳陽市市應(yīng)急管理局.華容縣華容明珠三期工程項目“1·23”較大塔式起重機坍塌事故調(diào)查報告［EB/OL］.（2019-07-23）［2023-09-25］.https：∥www.yueyang.gov.cn/ztxx/62333/62439/62442/content_1583121.html.

（責(zé)任編輯： "黃曉楠" 英文審校： 方德平）

通信作者： 祁神軍（1982-），男，副教授，博士，主要從事建筑安全的研究。E-mail：qisj972@163.com。

基金項目： 國家自然科學(xué)基金青年基金資助項目（71303082）； 福建省創(chuàng)新戰(zhàn)略研究項目（2020R0055）https：//hdxb.hqu.edu.cn/