高层建筑施工安全风险识别与动态防控策略研究

高层建筑施工往往伴随着高空作业、结构复杂、环境不确定性强等特点，导致安全事故发生率居高不下。近年来，尽管施工单位不断完善管理制度，事故仍频频发生，暴露出风险识别滞后、防控手段静态、响应机制不灵等问题。传统的安全管理模式已难以适应现代高层建筑施工的动态需求，亟需建立一套科学、系统、实时的风险识别与防控体系，以实现对施工安全的全过程动态管控。

一、高层建筑施工安全风险识别

（一）高层建筑施工的特点与安全挑战

高层建筑施工普遍存在作业高度大、结构体系复杂、施工周期长、工序交叉密集等特征。高空作业通常超过50 米，塔吊、脚手架、施工电梯等垂直运输设备频繁运转，对设备稳定性和操作规范提出了极高要求 [1]。施工阶段常用滑模、爬模等技术，在风载、温差、湿度剧变的环境下易发生失稳或安全防护失效。此外，狭小施工场地限制了设备布置和应急通道规划，施工人员频繁穿插作业也增加了事故风险，对现场管控能力、技术标准执行和信息反馈时效提出了严峻考验。

（二）主要安全风险类型

高层建筑施工的安全风险主要包括以下几类：一是高处坠落风险，由于作业面暴露、高处平台无有效栏杆或安全绳布设不规范，极易导致作业人员坠落。二是物体打击风险，在塔吊吊装、楼层材料临边堆放、作业区域交叉中，工具、构件坠落伤人事件频发，尤其在防护棚布设不全或楼层卸料平台无围挡时风险更高。三是脚手架坍塌风险，主要源于搭设标准不统一、支撑系统不牢靠或混凝土早期加载等不当行为。四是电气火灾风险，常由电缆老化、回路超负荷、焊接作业未隔离可燃材料等因素引发。五是机械伤害风险，塔吊、施工升降机、混凝土泵车等大型设备存在盲区、操作不规范、维护不到位等问题，极易发生碾压、挤压等伤害事件。

（三）风险识别方法

风险识别是高层施工安全管理的基础。传统专家评估法如Delphi 法、故障树分析（FTA）常用于施工前期风险分级和诱因路径梳理，能系统构建风险因果链，提升事故预判精度 [2]。在实际应用中，结合工作分解结构（WBS）将施工流程细化到具体工序与责任单位，通过风险清单法建立动态更新的风险数据库，可全面覆盖易发、突发、隐性三类风险点。近年来，信息化辅助技术已广泛用于现场识别，BIM 模型可实现施工场景模拟、碰撞检测与高空结构关系分析；视频监控配合 AI 图像识别，可实时监测人员是否佩戴安全带、安全帽，构成行为级风险识别手段，有效提升响应速度与防控效率。

（四）动态识别系统构建要素

构建动态识别系统需从三个方面入手：首先是现场数据采集与传感器布设，包括安装位移传感器、倾斜仪、风速风向仪、红外识别模块、图像抓拍系统等，实现对结构、环境、人员状态的全方位监测；其次是数据的分析与预警，利用边缘计算模块对传感器数据进行初步过滤、异常检测，结合云端 AI 模型对趋势变化作进一步判断，设定如结构位移超过 15mm 、风速超过 12m/s 等报警阈值；最后是响应机制与联动控制，建立以“绿色—黄色—橙色—红色”四级风险响应体系为核心的管控机制，确保监测数据可在 30 秒内自动触发广播、短信和APP 推送，实现即时通知与快速处理。

二、高层建筑施工安全风险动态防控策略

（一）动态风险监测机制

高层建筑施工应建立覆盖全过程、全天候的动态风险监测体系，以BIM 平台为信息集成核心，融合进度计划、空间布局与施工任务，实现可视化管控。关键机械如塔吊、升降机的运行参数（如吊重、回转角度、振动频率）可通过传感器实时接入平台，实现故障预测和维护调度。作业人员佩戴带 RFID 芯片的安全帽，通过定位基站实现区域分布实时掌握，可在高危区域超员、违规进入等情况自动触发警报。此类监测机制构成了从设备、人员到环境的立体风险感知网，有效降低突发事件发生概率。

（二）防控策略体系建设

基于风险等级实施差异化防控。高危作业区采用钢结构双层防护栏、全封闭安全通道和电子围栏系统，控制人员误入。施工计划应根据风险波动进行动态调整，例如在风力较大时暂停高空钢结构吊装作业，利用 BIM 与进度软件集成的仿真分析功能动态调整施工顺序与时间窗口。在材料堆放、卸料平台等区域，应铺设金属防滑网、安装限位器与缓冲装置，提升物体防护等级。同时建立应急资源储备区与响应团队，保证高等级风险出现时的快速干预与资源调度能力。

（三）人员与管理要素动态防控

人员管理方面，应实施作业资质与任务匹配制度，利用人脸识别系统记录上岗人员信息并绑定作业权限，防止无资质作业。每日作业前进行风险交底，通过 AR 眼镜或移动终端呈现作业区域的风险点位图与操作规范，增强现场作业人员的风险认知。管理层应设立动态绩效考核机制，将每位作业人员的安全行为记录与违章次数纳入考评系统，形成闭环反馈。每周开展风险复盘会议，及时调整管控重点，推动施工安全管理由事后惩治向事前干预转变。

（四）信息技术融合路径

信息技术的深度融合是动态防控的关键保障。BIM 与 GIS 的集成可将三维施工模型与实际地理信息融合，评估塔吊旋转半径是否与城市高压线路、临街交通冲突，提升外部风险识别能力 [3]。大数据平台收集历史安全数据，通过机器学习算法提取事故发生的关键特征，生成热力图用于指导重点区域管控。数字孪生技术能实现施工现场虚拟映射，利用实时数据驱动虚拟模型演算，预测结构受力、设备故障与人员行为演变路径，为安全决策提供量化支持。

三、案例分析与策略应用实证

（一）典型项目案例分析

以某写字楼建设项目为例，该建筑为地上 50 层、地下 3 层，总建筑高度约 230 米，施工周期为 26 个月。结构采用核心筒 + 框架钢结构体系，施工高峰期作业人员超过 300 人。在地下结构施工阶段，因雨水集中、基坑土体湿陷性增强，监测系统发现塔吊基础沉降达到 14.7mm ，接近预警阈值 15mm 。通过系统报警提示，项目部快速组织二次注浆与调荷调整等应急措施，成功防止了倾斜扩大与设备损毁风险。

（二）动态防控策略实施效果

该项目引入动态预警平台后，BIM 模型配合视频分析成功识别安全隐患区域 18 处，并同步生成风险等级分类图用于现场调度管理。基于 AI 识别系统，累计捕捉未佩戴安全带行为 21 次，系统均实现即时语音警告并自动上传至管理平台留存记录并执行处罚。吊装作业前风速实时监测实现吊装暂停 3 次，有效避免大型钢构摆动误入非作业区引发事故风险。通过精准预警与高效响应，项目施工期间实现零重大事故记录，轻伤率较同期其他项目下降 52% ，整体施工安全水平显著提升。

总结：高层建筑施工面临多源异构、时变性的安全风险，传统静态识别与控制方式已难以应对复杂场景。通过构建动态风险识别系统，结合 BIM、大数据、物联网等信息技术，可实现对关键风险的实时监测与分级响应，有效提升安全管理效率与事故预防能力。未来应推动标准化技术体系建设，深化数字化手段在风险管理中的全流程应用，实现高层建筑施工安全的系统化、智能化转型。

参考文献

[1] 刘文杰 . 高层建筑工程施工安全风险评价研究 [D]. 山东建筑大学 ,2023.000540.

[2] 邓兴刚 . 高层建筑工程施工风险和安全管理策略 [J]. 居业 ,2023,(10):158-160.

[3] 郭瑞华 . 基于 BIM 平台的高层建筑施工阶段风险管理应用研究 [D]. 长安大学 ,2023.002358.