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建筑施工现场安全风险识别与动态管控策略研究

作者

卢士元 封金利 赵帅 欧阳文龙

华润置地中西部大区武汉公司 湖北省武汉市 430000

建筑行业作为国民经济的重要支柱之一,始终面临着高风险、高强度、复杂性的施工环境。尤其在现代大型建筑工程项目中,施工周期长、参与单位众多、技术工艺复杂,导致施工现场安全形势愈加严峻高空作业、基坑作业、塔吊操作、临时用电等环节,均存在较大的潜在风险。尽管各级主管部门不断加强监管,施工单位也普遍配备了安全管理人员和制度,但由于风险识别不及时、隐患排查不彻底、现场管控措施缺乏动态调整,仍频繁发生各类安全事故,给人员生命财产安全带来严重威胁。因此,如何准确识别施工现场各类安全风险,构建科学有效的动态管控机制,已成为提升建筑行业本质安全水平、保障工程顺利实施的重要课题。

一、建筑施工现场安全风险识别

(一)建筑施工现场安全风险概述

建筑施工现场的安全风险,指在建筑施工各环节中,因人员、设备、环境、管理等因素的综合影响,可能导致人员伤亡、财产损失或环境破坏的各种潜在危险因素。施工过程中常见的风险类型包括高处坠落、物体打击、机械伤害、基坑坍塌、临时用电事故、火灾与爆炸等。其中,高处坠落是最主要的致死性风险,常发生在脚手架、模板支撑系统、塔吊操作平台等位置,主要因防护不到位、作业人员违章操作所致 [1]。物体打击事故通常发生在吊装作业、材料搬运、堆放不规范的情况下,工具、构件从高处坠落对现场作业人员构成直接威胁。机械伤害涉及塔吊、施工升降机、混凝土泵车、挖掘机等大型设备,设备故障或操作不当均可导致严重后果。基坑工程中,因支护系统失效、土质不良、地下水渗透等原因,基坑坍塌事故频发。临时用电环节常见违规接线、漏电、短路、过载,严重时引发触电或火灾事故。大型工程中若安全防护不到位,存在火灾、爆炸等次生灾害风险,威胁范围广,破坏性强,需引起高度重视。

(二)安全风险成因分析

从实际分析来看,施工现场的安全风险主要源自人为、管理、技术设备和环境四个方面。人为因素方面,部分作业人员安全意识薄弱、缺乏系统培训,尤其是农民工群体中存在擅自违章操作、忽视安全防护的现象[2]。例如,有工人在未设置安全护栏的作业面作业,未系安全带,极易导致高空坠落事故。管理因素则表现为安全管理体系不健全、责任划分不清晰,未严格执行行业规定,隐患排查、监督检查流于形式,事故风险难以及时消除。技术与设备因素主要包括施工设备老旧、维护不到位,或使用不符合标准的材料与构件,例如部分小型项目中违规使用劣质钢管、扣件搭设脚手架,导致整体结构承载力不足、稳定性差,存在坍塌风险。环境因素不可忽视,复杂地质条件、恶劣天气影响施工安全,强降雨、地下水渗透可软化基坑边坡,诱发坍塌;大风天气下,塔吊、脚手架结构稳定性下降,提升了事故发生概率。

(三)安全风险识别方法

施工现场安全风险的有效识别,是保障施工安全的前提。传统的风险识别方式多依靠人工巡检和管理人员经验判断,主观性强、系统性差,易出现遗漏。为提高识别的全面性与科学性,需结合现代技术手段,采用多元化方法。首先,基于风险清单法(Risk Checklist),通过总结历史事故案例与现行标准,建立系统化、细化的安全风险清单。例如,高处作业风险清单中,详细列出作业平台结构检查、人员防护装备佩戴、临边防护设施等项目,便于现场逐项核查。其次,应用 HAZOP(危害与可操作性分析)方法,针对复杂工程与新技术应用,结合施工工艺流程,系统辨识各工序的偏差源与安全隐患,广泛应用于大型工业厂房、市政工程等高复杂度项目。再次,通过事故树分析(FTA)构建顶端事故模型,反向推导导致事故的基本事件,清晰梳理事故发生路径,便于重点管控。信息技术辅助识别方面,BIM(建筑信息模型)技术可实现施工场景三维可视化,提前识别空间冲突及高危位置;物联网传感设备实时监测风速、结构变形、基坑位移、地下水位等参数,动态获取现场风险数据;大数据平台整合事故统计、作业环境、人员行为等信息,基于机器学习算法预测风险走势,为管理决策提供科学支撑。

二、建筑施工现场安全风险动态管控策略

(一)动态管控的基本内涵与重要性

动态管控,是指依托多源实时数据监测、智能化分析与信息高度集成技术,针对施工现场存在的各类安全风险,实施全过程、全方位、实时动态跟踪与调整管理措施,确保施工活动始终处于安全、稳定、受控的状态。与传统依靠定期检查、事后隐患整改的静态管理模式相比,动态管控具备反应速度快、风险响应前置、管理手段灵活等优势。通过数据的实时感知与智能预判,能够在事故隐患萌芽阶段就及时发现风险信号,快速采取干预措施,避免安全事故的发生。尤其在大型、结构复杂、环境条件不确定性强的建筑工程中,施工阶段存在多工种交叉、工序转换频繁、外部环境变化剧烈等特点,传统静态管理模式难以及时应对突发安全风险,动态管控的应用显得尤为重要,对于保障施工人员生命安全、维护项目稳步推进、实现本质安全管理具有重要现实意义。

(二)施工现场安全动态监控体系建设

高效、可靠的动态监控体系,是实现施工现场安全风险动态管控的基础保障,该体系需从组织管理、技术支撑与应急响应三方面协同推进,形成闭环式、实时性的安全管理链条。首先,在组织管理层面,明确项目各参与单位、各级管理人员的安全生产责任,严格落实“属地管理、分级负责、全面覆盖”的管理机制,设立专职安全信息员岗位,负责现场风险信息的实时收集、整理与上报,确保信息传递渠道畅通无阻。其次,在技术支撑层面,现场需配置先进的智能监测设备,如布设 GNSS 高精度位移监测仪,监测误差控制在 ±0.5mm 以内,实时掌握基坑、结构等关键部位变形状况;高空作业平台倾角传感器、塔吊运行状态实时监测系统,实时感知高空作业区及大型机械设备运行状态,所有监测数据通过无线网络传输至中央安全管理平台,形成全面、连续、系统的风险数据链。最后,在应急响应层面,构建完善的多层级、分级响应预警机制,结合实时监测数据变化,将风险划分为Ⅰ级一般风险、Ⅱ级较大风险与Ⅲ级重大风险,系统根据风险等级自动推送预警信息,必要时自动联动相应的应急处置预案。对于重大风险或紧急情况,智能系统可自动下达区域停工指令,组织现场人员有序撤离,确保安全隐患在第一时间得到有效处置,最大限度降低事故发生概率。

(三)动态管控的关键技术与措施

动态管控体系的高效运行,离不开成熟的技术手段与具体管理措施的支撑。首先,通过高清视频监控系统结合 AI 智能图像识别技术,自动捕捉并分析现场人员未佩戴安全帽、未系安全带、违规操作等行为,系统可在违章行为发生的第一时间推送报警信息至管理终端,确保安全问题即时发现、即时整改 [3]。人员定位系统广泛应用 UWB 超宽带技术,定位精度控制在 30cm 以内,能够对施工人员实时位置进行精准监控,有效防止人员误入高危区域,保障作业安全。其次,依托数据集成平台,整合各类传感器数据、高清视频监控信息、BIM(建筑信息模型)三维模型信息,实时动态更新施工现场的安全风险地图,系统可根据施工环境变化、工序转换、设备状态变化,智能调整风险等级与对应的防控措施,提高管理的针对性与实时性。通过 BIM 与 GIS(地理信息系统)技术的融合,建立施工现场“数字孪生”系统,完整还原施工现场真实空间布局与结构信息,结合环境监测数据与实时参数,全面实现施工全过程、全区域、全空间的可视化与智能化安全管理。管理平台基于云计算架构设计,具备强大的数据处理能力与多端协同功能,管理人员可通过移动终端、平板电脑等便捷设备,随时随地查看风险信息、调取现场数据、下达管理指令,极大提升了现场安全管理的效率与覆盖范围。人因干预措施方面,广泛应用VR 虚拟仿真技术,针对高空坠落、基坑坍塌、火灾爆炸等高危作业环节,组织作业人员进行沉浸式仿真训练,增强其风险辨识能力与应急反应水平。与此同时,推行“安全积分制”管理模式,结合隐患排查、违规行为纠正与正向激励机制,鼓励一线作业人员主动发现、主动上报现场安全隐患,逐步形成“人人讲安全、人人抓安全”的良好安全文化氛围,推动项目安全管理水平的整体提升。

三、典型案例分析与实证研究

(一)案例背景介绍

以某市大型城市综合体项目为典型案例,该工程总建筑面积约 28万平方米,地上由两栋超高层塔楼与大型商业裙房组成,地下结构共三层,基坑深度为17.5 米,项目地处城区核心区域,周边道路交通密集,地下管线复杂,环境条件对施工安全提出了极高要求。项目工期紧、施工工序多,涉及深基坑施工、塔吊群作业、钢结构吊装、高空交叉作业等多重高风险工艺,安全管理难度大,传统管理模式下安全保障措施难以及时动态调整,存在一定安全隐患。因此,项目管理团队在施工前期即引入动态风险管控理念,结合信息技术手段,全面提升现场安全管理水平。

(二)安全风险识别与动态管控实践

针对项目安全风险,管理团队组织了系统性的风险识别工作,首先通过 BIM(建筑信息模型)技术构建了施工区域的三维可视化模型,结合工程设计图纸与施工方案,提前分析基坑支护、深基坑降水、塔吊布置、临边防护等关键节点,系统梳理出 16 个重点高风险区域。现场重点监控基坑周边沉降、支护结构变形、地下水位变化、大型机械设备运行状态等数据,针对性部署了 47 套智能监测设备,其中包括高精度GNSS 位移监测仪、基坑自动沉降监测系统、环境气象监测站及塔吊状态感知终端 [4]。项目安全管理平台与各类监测设备实现数据实时对接,系统根据现场数据变化,动态调整风险等级,并同步推送至管理人员移动端,实现安全信息的即时共享。高空作业平台、大型机械作业区同步安装 AI 视频监控系统,具备自动识别未佩戴安全防护用品、违章作业行为等功能,违章信息可在 3 秒内推送至现场管理人员,确保问题第一时间整改。此外,项目推行安全积分制度,鼓励作业人员主动上报隐患与安全建议,定期组织 VR 仿真实操培训,提升工人风险辨识与自我保护能力。

(三)管理效果与经验总结

通过动态风险识别与智能管控手段的综合应用,该项目有效解决了高风险、复杂环境下的安全管理难题。基坑施工期间,累计监测数据超过15 万条,基坑最大变形控制在±11.2mm 以内,远低于规定的25mm安全限值,未发生任何基坑安全事故。塔吊运行状态实时受控,未出现机械设备倾覆、超载等安全风险。高空作业、临边防护等重点区域内,智能系统累计识别出 41 次违规操作,均在短时间内完成整改,杜绝了高空坠落、物体打击等严重事故发生。管理经验表明,结合 BIM 技术、物联网感知设备、AI 智能识别与信息集成平台,能够实现施工现场安全风险的可视化、数据化、实时化管理,动态调整管控策略,有效提升了项目安全管理水平与响应效率 [5]。尤其是在深基坑、大体量、高风险项目中,动态风险管控模式可大幅降低安全隐患发生概率,保障工程进度与人员安全,具有较强的推广应用价值。

总结:

建筑施工现场安全管理面临环境复杂、风险多变的现实挑战,传统静态、被动的管理模式难以满足高标准安全管控需求。本文通过对施工现场常见安全风险的系统识别与深入分析,结合现代信息技术,提出了动态风险管控体系的具体路径与技术措施。实践表明,依托 BIM、物联网、大数据与智能监测平台,能够实现施工现场安全风险的实时感知、动态预警与精准干预,有效降低事故发生概率,保障施工安全与工程质量。尤其在大型、复杂项目中,动态管控模式为施工安全管理提供了可操作、可推广的技术支撑。未来,应进一步加强信息技术融合创新,推动动态风险管控在更广泛的工程领域应用,持续提升建筑行业整体安全管理水平。

参考文献

[1] 王世坤 . 建筑施工现场安全管理优化策略研究 [J]. 水上安全 ,2024,(21):148- 150.

[2] 张国兴 , 杨雅茹 , 许彬 , 等 . 建筑工程施工安全风险影响因素研究 [J]. 河南科技 ,2024,51(01):154- 158.

[3] 郭义海 . 建筑施工现场安全风险分析及管理对策 [J]. 河南城建学院学报 ,2024,33(02):129- 132.

[4] 赵铁成 . 高层建筑施工现场的安全控制难点及对策探讨 [J]. 房地产世界 ,2024,(08):101- 103.

[5] 崔验军 . 建筑施工现场临时用电安全风险评价方法 [J]. 工程机械与维修 ,2024,(10):95- 97.