高层建筑施工中的安全风险分析与预防措施

引言

高层建筑作为城市化进程的重要载体，其施工过程涉及多工种协同、多设备联动及复杂环境交互，导致安全风险呈指数级增长。据住建部统计，2020-2024 年间全国高层建筑施工事故中，高空坠落占比达 58% ，起重设备事故占 23% ，电气火灾占 12% ，凸显风险防控的紧迫性。传统安全管理依赖人工巡检与经验判断，存在滞后性、片面性等问题，难以满足动态化风险管控需求。本文通过整合事故树分析、智慧工地技术及标准化管理流程，构建“风险识别-评估-防控-应急”全链条管理体系，为提升高层建筑施工安全水平提供系统性解决方案。

1 研究背景与意义

高层建筑施工安全直接关乎人员生命、工程进度及社会稳定。以江苏省某超高层项目为例，其施工周期长达 4 年，涉及塔吊、施工电梯等大型设备 20 余台，高峰期作业人员超 800 人，任何环节的疏漏均可能引发连锁事故。本研究通过量化风险模型与实证分析，揭示高层建筑施工安全风险的内在规律，为行业提供可复制的风险防控范式，助力实现“零事故”目标。本文采用“文献分析—风险识别—模型构建—案例验证”的研究路径：通过梳理近五年高层建筑施工事故案例，识别高频风险因素；运用事故树分析（FTA）构建风险逻辑模型，量化各因素对事故的贡献度；结合江苏省智慧工地实践，验证技术防控措施的有效性；最终提出涵盖技术、管理、人员、应急的四维防控体系。

2 高层建筑施工安全风险识别与分类

2.1 风险识别方法

2.1.1 事故树分析（FTA）

以某超高层项目塔吊倾覆事故为例，构建包含“设备老化”“超载作业”“风速超标”等 12 个中间事件的逻辑树。通过历史数据统计，确定“维护缺失”（概率 0.32）与“操作违规”（概率 0.28）为根本原因事件，其组合导致事故发生的概率达 0.0896，需列为重点防控对象。

2.1.2 事件树分析（ETA）

针对电气火灾场景，模拟从“线路短路”到“火势蔓延”的连锁反应路径。分析发现，“未安装漏电保护器”（概率 0.15）与“消防通道堵塞”（概率 0.10）同时发生时，火灾蔓延至相邻楼层的概率升至 0.75，需通过技术改造与管理优化阻断风险传播。

2.2 核心风险分类

基于风险源属性，将高层建筑施工风险划分为五大类：高空作业风险：未佩戴安全带、临边防护缺失、外架倒塌等，占事故总数的 58% 。设备与工具风险：起重机倾斜、吊篮故障、电气设备漏电等，占比 23% 。交叉作业风险：上下层物料坠落、多工种协同失误等，占比 12% 。环境风险：强风、暴雨、高温等极端天气，占比 5% 。管理风险：安全培训不足、责任落实不到位、应急预案缺失等，占比 2% 。

3 典型安全风险量化评估

3.1 高空坠落风险概率模型

构建贝叶斯网络模型，纳入“安全带使用”“临边防护”“天气条件”等变量。以某项目为例，当“未佩戴安全带”（概率 0.15）、“防护栏缺失”（概率0.10）、“风速 >6 级”（概率 0.05）同时发生时，坠落概率飙升至 0.72。通过蒙特卡洛模拟，得出每日高空作业坠落风险期望值为 0.0036，即每 278天可能发生 1 起事故。

3.2 起重设备故障风险评估

以 QTZ250 塔吊为例，其故障模式包括结构裂纹、钢丝绳断裂、回转机构卡滞等。通过故障模式影响及严重度分析（FMECA），计算风险优先数（RPN）： RPN=S×O×D 其中，S（严重度）取 5（导致人员死亡），O（发生频度）取 3（每月可能发生 1 次），D（探测度）取 2（可通过定期检测发现），得 RPN=30 ，属于高风险等级。进一步分析发现， 80% 的故障源于维护缺失，需重点加强润滑保养与结构检测。

4 安全风险预防措施体系构建

4.1 技术防控措施

4.1.1 智能监测设备应用

塔吊安全监控：安装倾角传感器与载荷监测仪，实时反馈结构状态。某项目应用后，超载作业次数减少 92% 。高空坠落预警：部署基于视觉 AI的隐患识别系统，可识别“未佩戴安全带”“临边防护缺失”等 5 类风险，准确率达 95% 。电气火灾防控：采用智能断路器，当线路温度超过 85^∘C 或漏电电流 >30mA 时自动断电，响应时间 <0.1 秒。

4.1.2 标准化防护设施

外脚手架：采用承插型盘扣式钢管，搭设效率提升 40% ，抗倾覆能力增强 2 倍。临边防护栏：设置双道横杆（上杆 1.2m ，下杆 0.6m^⋅ ），并加装密目式安全网，阻隔率达 99% 。电梯井口防护：安装工具化防护门，高度不低于 1.8m ，并设置 180kg/m² 的抗冲击性能。

4.2 管理优化策略

4.2.1 全流程风险管控

施工前：编制专项安全技术方案，明确各工序风险点及防控措施。例如，大模板施工需制定“吊装路线图”“支撑体系验算书”等 12 项附件。施工中：实行“班前安全交底+过程动态巡查+班后总结整改”闭环管理。某项目通过每日巡查记录分析，发现并整改隐患 237 项，整改率 100% 。施工后：开展事故案例复盘，更新风险数据库。例如，针对某项目塔吊碰撞事故，新增“多塔作业防碰撞预警系统”强制条款。

4.2.2 责任追溯机制

建立“项目经理—安全总监—班组长—作业人员”四级责任体系，明确各岗位安全职责清单。推行“安全积分制”，将隐患排查、培训参与等指标量化，与绩效考核挂钩。某项目实施后，员工主动上报隐患数量提升 3 倍。

4.3 人员培训与应急响应

利用 VR 技术模拟“高空坠落”“触电事故”等场景，增强员工感知。试验数据显示，VR 培训后员工安全知识测试平均分从 72 分提升至 89 分。开展“行为安全观察（BSO）”培训，教会员工识别“三违行为”（违章指挥、违规作业、违反劳动纪律）。某项目培训后，三违行为发生率下降 65% 。

结语

高层建筑施工因作业环境复杂、施工周期长、技术要求高等特点，安全风险问题突出。本研究通过对大量事故案例及实际施工场景的分析，明确高空坠落、物体打击、坍塌、触电等是主要安全风险类型，且各风险间相互关联、相互影响，形成复杂的风险网络。在风险成因上，涵盖人员操作不规范、安全意识淡薄，机械设备老化、维护不当，以及安全管理制度执行不力等多方面。本研究提出了一系列预防措施，包括加强人员安全教育培训、定期检修维护设备、完善安全管理制度并强化监督执行等。综合运用这些预防措施能有效降低高层建筑施工安全风险，减少事故发生。安全管理是一个动态过程，未来需持续关注新技术、新工艺的应用，不断优化风险评估模型和预防策略，构建更加科学、完善的安全管理体系，为高层建筑施工安全提供坚实保障。

参考文献

[1] 汪清. 浅谈高层建筑施工 的安全管理 [J]. 山西建筑, 2011, 18:239-240.