中国土木工程建设安全现状与风险监控对策

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  • 更新时间2018-08-05
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  我国作为新兴的发展中大国,建筑业保持持续快速发展势头,产业规模不断扩大。据国家统计局统计,2008~2012年期间,建筑业总产值年均增长22%;到2012年,建筑业总产值已超过135000亿元,占国内生产总值6.8%。随着建筑业的快速发展,我国未来相当长时期内仍将面临大规模的土木工程建设任务。但我国土木工程建设既面临复杂的地质和环境条件考验,更存在安全文化、安全意识和安全监管落后的叠加效应,工程建设与安全风险的矛盾十分突出。近年来,尽管政府部门和有关单位采取了一系列措施加强土木工程安全生产工作,安全生产形势总体趋于稳定,但是土木工程建设安全事故仍然没有得到有效控制,安全事故的发生起数和死亡人数没有明显下降,安全生产形势依然严峻。


  当前,安全风险监控作为遏制安全事故的有效手段,其重要性和必要性已为业界所共识,安全风险监控技术已开始应用于公路铁路隧道工程、城市地下轨道交通工程、道路桥梁工程等土木工程建设领域。深入分析我国土木工程建设面临的安全形势和安全风险监控现状,提出安全风险监控对策建议,减少安全事故和人员伤亡的发生,真正实现“风险管理化解工程建设之痛”,对重塑我国土木工程建设安全形象,建设和谐社会具有重大的现实意义。


  1中国土木工程建设面临的安全形势


  1.1中国土木工程建设的安全现状


  土木工程建设是多工种、多环节的联合作业,具有生产的流动性、产品的单件性、类型的多样性以及过程的复杂性等特点,致使土木工程建设具有比一般生产活动更大的不确定性和不安全性,因而容易发生安全生产事故,是世界公认的高风险行业之一[1~3]。历年来,在各行业中,我国土木工程领域事故伤亡人数仅低于道路交通事故和煤矿事故,居第三位。根据国家安全生产监督管理总局的统计,近年来我国土木工程建设领域因安全事故导致的死亡人数均在2000人以上,重特大安全事故时有发生,甚至造成重大人员伤亡。2001~2012年期间,我国土木工程建设领域安全事故的发生起数和死亡人数等具体数据见表1[4]。表2是根据国家安全生产监督管理总局事故查询系统,汇总的近年来土木工程建设领域发生的典型重特大安全事故。


  从表1可以看出,2001~2003年间,我国土木工程建设安全事故的发生起数和死亡人数节节攀升,安全生产形势严重恶化。为降低安全事故的发生率,国家先后出台了很多法律法规来规范建筑施工的安全生产活动。2004年《建设工程安全生产条例》执行以来,在各级政府部门的大力推行和强制要求下,土木工程建设安全整体呈现好转态势。特别是在房屋建筑及市政工程领域,随着法律执行力度加大,安全管理与监控的加强,安全生产形势明显好转,安全事故的发生起数与死亡人数持续大幅度下降,如图1[5,6]所示。


  但对整个土木工程建设行业而言,从表1和表2所列的安全事故的发生起数和死亡人数来看,土木工程建设安全生产状况不容乐观。安全事故发生起数和死亡人数虽有下降趋势,但绝对数仍然较大,2012年安全事故造成的死亡人数仍在2400人以上。安全事故下降趋势表现出一定的波动性、反复性和不稳定性,2001年至2012年,事故死亡人数呈现出“增加—下降—增加—下降”的反复变化趋势。重特大安全事故仍然没有得到有效遏制,2001~2012年间土木工程建设领域共发生重特大事故42起(其中特大事故5起、重大事故37起),年平均3.5起。可见,我国土木工程建设面临的安全形势仍然非常严峻。


  1.2中国土木工程建设安全事故原因分析


  通过对中国工程院重大咨询项目“中国土木工程建设安全风险管理体系的战略与对策”项目组收集到的64起房建工程事故案例、50起桥梁工程事故案例、55起矿山法隧道事故案例、40起盾构/TBM隧道事故案例、68起浅埋暗挖法隧道事故案例、102起明挖法安全事故案例的事故原因进行分析可以发现,造成安全事故的客观原因主要是环境和气象,特别是在地下工程建设领域,工程地质环境、水文地质环境复杂是第一主因。所有主观原因可以归为责任事故和人为因素,通过工程事故的直接主观原因,可以分析出如下几个深层次主观原因:


  (1)建筑业快速发展和用工制度造成人员技术水平低。当前我国建筑业快速发展,土木工程建设持续扩张,需要大量的一线熟练操作人员和优秀施工技术与管理人员、监理人员、安全管理人员等各类人才,但在实际工程建设中,上述各类人才资源严重不足。特别是我国土木工程建设用工制度中,一线操作人员很多是以农民工为主的流动人员,缺乏技术和安全培训,安全意识普遍较低,甚至出现野蛮施工现象,进而导致安全事故发生。


  (2)赶工期。在我国土木工程建设中,赶工期的问题非常突出,尤其是一些重大工程,政府、业主为了献礼或追求政绩,不尊重科学规律和相关法规,任意规定工期,或者不合理地缩短工期,造成设计方勘察资料不全,设计方案不完善,边设计边施工;造成施工方忽视安全,甚至任意删减施工方案中的安全步骤和措施,酿成重大责任事故。


  (3)恶性竞争导致安全投入缺乏。从上世纪末开始,我国部分省市和地区的土木工程建设采用“最低价中标法”,这一国际上通行的评标方式在实际工程中容易走向另一极端,一些投标单位为了谋取项目中标,将投标报价压到最低极限。一旦中标,为了完成项目,而又不要亏本,安全往往就成为了第一牺牲目标,造成安全投入缺乏,安全防护措施不足。


  (4)层层转包、以包代管是造成安全事故的重大诱因之一。业主方在工程招投标过程中存在违规现象,违规发包,层层转包,将工程发包给不符合相应资质条件的单位,且分包商为从中谋取利益不得不偷工减料或采用非法手段,给工程留下重大的安全隐患。另一方面,层层转包后导致安全管理上的严重缺失,形成以包代管、以罚代管的现象。


  2中国土木工程建设安全风险监控的现状


  2.1土木工程建设安全风险监控相关方面的理论研究工作


  20世纪90年代,为解决土木工程建设领域安全事故高发问题,国内学者开始将风险管理理论引入土木工程界,开展了诸多有价值的安全风险监控方面的研究工作。丁士昭教授对我国广州地铁首期工程、上海地铁1号线等地铁建设过程中的安全风险和保险模式进行了研究。白峰青[7]将可靠性因子分析方法应用于隧道稳定性的风险决策模型中,完成了隧道工程风险设计和风险决策。孙钧[8]主持了“城市地下工程施工安全的智能控制预测与控制及其三维仿真模拟系统研究”。李元海和朱合华[9]开发的“岩土工程施工监测信息系统”。许铎[10]分析了桥梁工程施工过程中的事故环境的风险特征,给出了各类因素的施工风险水平排序。蒋晓静[11]对工程项目风险管理与风险监控进行了研究。巩春领[12]对大跨度斜拉桥施工期间的风险进行了风险分析和对策研究,采用定性和定量相结合的层次分析法对桥梁施工风险进行了识别和评价。2005~2006年,黄宏伟等[13,14]在地下工程安全风险研究方面开展了大量的工作。在这些工作基础上,2005年中国土木工程学会召开了中国第一次全国范围的地下工程安全风险分析研讨会,推动了地下工程安全风险研究的全面开展。近年来,土木工程风险管理研究的重心逐步向全局管理和动态管理方面过渡,黄宏伟、陈龙等出版了专著[15],系统探讨了隧道及地下工程建设和营运的全寿命风险管理的基本理念、基本原理和特点规律,阐述了隧道及地下工程风险决策与控制的方法手段。


  2.2中国政府相继制定并颁发了相应的一些法规和标准


  2003年,原建设部等九部委联合印发了《关于进一步加强地铁安全管理工作的意见》,对做好地铁规划、设计、施工、运营的安全工作提出了具体要求。2007年,原建设部编发了《地铁与地下工程建设技术风险控制导则》、《地铁及地下工程建设风险管理指南》,对指导中国地铁及地下工程安全风险管理的标准化、程序化和规范化具有促进作用。2007年,原铁道部发布了《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》,规范了铁路隧道风险管理与评估工作,明确铁路隧道建设须循序渐进地建立风险评估与管理体系。2008年,交通运输部将“建立桥隧工程设计和施工安全风险评估制度”纳入该年的工作计划中,为此专门组织有关设计、施工、科研单位开展风险评估管理办法、评估指南、规范等的研究和编制。2009年,交通运输部发布了《公路隧道建设安全风险评估指南》(试用本),并于2009年2月在山西省太古高速西山隧道、北京市六环路卧龙岗隧道开始了公路隧道风险评估的试点工作。2010年,交通运输部发布了《关于在初步设计阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度的通知》,并配套有《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评价指南》,对安全风险应对与管理、初步设计与施工图设计阶段安全风险评估等内容均作了详细规定。2011年,交通运输部专门颁布了《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》,明确规定了公路桥梁、隧道工程施工安全风险评估的方法和程序,建立了风险评估指标体系,列出了重大风险控制措施建议。2011年,住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局联合发布了《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》,突出了全过程风险管理理念,明确了规划阶段、可行性阶段、勘察与设计阶段、招投标与合同签订阶段、施工阶段风险等各阶段风险管理办法。


  为加强土木工程建设风险监控与防范,各地政府相继研究和出台了一系列有关土木工程重大危险源管理办法或安全监控技术规程,如:2005年,香港特区政府发布的《土木风险管理指导方针》;2006年,河南省建设厅颁布了《河南省建设工程重大危险源安全监控管理暂行办法》;2006年,湖南省建设厅颁布了《湖南省建设工程项目施工安全重大危险源识别和控制管理暂行办法》;2007年,福建省建设厅颁布了《福建省建设工程施工重大危险源辨识与监控技术规程》,并获得了原建设部备案批复。


  2.3土木工程建设安全风险监控的实质性应用


  在地铁及地下工程建设领域,北京、上海、南京、深圳、武汉等新建地铁项目大都进行了风险评估与监控。北京市轨道交通建设管理有限公司等单位联合开发了“北京地铁工程建设安全风险控制及信息化管理平台”,建立了一整套包含环境评估、风险分级与设计及施工风险监控预警等地铁工程风险管控关键技术和标准,已在北京11条地铁线路中应用,并在南昌等国内多个地铁建设城市得到推广。上海同是工程科技有限公司依托同济大学开发的“安程地铁工程远程监控管理系统”,基于网络传输、无线通讯、网络数据库、数据分析以及自动预测预警等技术,综合了施工、监理、监测、管理以及多媒体等多种信息,已在上海地铁工程中得到应用。2007年以来,解放军理工大学与意大利Geodata公司合作,借鉴意大利先进的风险管理经验和风险管理信息系统,开展了南京地铁建设的安全风险管理与监控的实际工作。深圳地铁5号线在施工过程中通过全面引入远程监控管理系统,动态采集各项监测数据并进行分析处理,建立完整的超前风险评估体系,构建有效的风险预警和监控指挥系统。武汉地铁运用虚拟器、无线网络及远程监控技术等,实时采集监测数据,构建适用于武汉地铁建设环境安全监测及预警系统。


  在其它土木工程建设领域也有一些典型应用。在大型隧道建设,如上海沪祟长江隧道[20]、钱塘江隧道等项目中也进行了风险分析与评估研究,并取得了实际成果。以同济大学为主进行的沪崇长江隧道的风险评估项目共提交了17个专题报告,涉及工程建设的各个方面,包括前期选线、施工风险管理、环境保护、运营事故控制以及财务分析等,可以说是国内风险分析与监控技术应用在隧道工程上的第一个大型项目。在大型公共建筑建设,如南京国际展览中心、佳木斯铁路分局篮排球馆、国家体育场“鸟巢”、奥运会羽毛球馆等项目中,采用机、电、光等相结合的监测技术手段对施工过程中的风险因素进行了监控,确保了施工安全。在大型桥梁工程建设,如武汉市二七长江大桥[16]、苏通大桥[17]等工程中对项目总体安全风险进行评价,并制定了相应的安全风险应对措施,最后对评价得出的重大安全风险因素制定监控措施。


  3中国土木工程建设安全风险监控存在的问题


  总体而言,中国土木工程建设安全风险监控的研究与应用取得初步成果,但目前国内许多单位对于风险监控在认识上仍存在许多误区,在实施中仍有许多不完善、不规范的地方。通过对收集到的安全事故案例进行分析,可以发现我国土木工程建设安全风险监控主要存在以下六个方面的问题。


  3.1安全风险监控基础研究与应用缺乏系统性


  目前,我国土木工程建设安全风险监控基础理论研究尚属于起步阶段,主要是通过引进、消化吸收国外和金融、保险等其他领域的安全风险理论和研究成果,处于相对分散和自发状态,缺乏统筹协调和系统整合。尽管安全风险监控是安全风险管理关键和最后目标,但有关安全风险管理研究和应用更多地偏重于风险辨识、风险分析和风险评价,而风险监控的研究相对较弱。对土木工程建设安全风险监控的基本内涵、基本理论和基本框架等尚在探索过程中,没有形成普遍共识,总体上呈现专业化程度不高、规范性不强的状态。


  实际应用中开发的大部分安全风险监控系统,对安全风险的预警和控制关键参数缺乏系统的科学论证,重“监”轻“控”,仅实现监测功能,而对安全风险“如何控”研究不够,尤其对安全风险控制的前置条件和参数阈值研究较少,因而还难以回答和解决安全风险监控“如何控”的核心诉求。


  3.2尚未建立科学高效的安全风险监控体系


  通过事故案例分析发现,发生工程事故的现场管理普遍不重视安全风险监测,监测工作处于失效状态,除盾构地下工程外,施工管理与技术人员监管不力和不善引起事故的直接原因比例均在20%以上,尤其房建工程中的比例接近40%。


  土木工程建设安全风险监控实践大多停留在“人工作业”状态,对安全风险控制的认识不够,而且注重“事后控制”。如:针对土木工程建设中实行了强制性工程保险,许多业主、承包人和施工方就片面认为买了保险就安全了。而事实上,购买保险只是转嫁安全风险的一种方式,无法从根本上抑制风险事故的发生,只是提供了经济损失上的补偿手段,并不是安全风险控制的技术措施。土木工程安全风险采用保险合同进行安全风险转移也并不一定是最佳选择,而应该通过科学的安全风险监控,采取合理的安全风险应对策略。又如,例行的安全检查或突发的“事故处理”往往成为工程建设安全风险控制的重心,这种被动的安全风险控制模式无法应对现代大型土木工程建设的安全风险监控要求,缺乏安全风险的事前、事中的过程监控,安全监测结果不能实时反应工程项目的安全风险态势,没有建立有效的安全风险预警、报警机制。


  3.3安全风险监控信息化能力建设不足


  没有建立统一、规范和权威的土木工程重大危险源数据库及安全风险监控信息系统。对重大安全风险缺乏有效的信息化监控技术与手段,安全风险的度量、监控标准、预警参数等风险监控的关键指标尚待科学论证和优化完善,有关土木工程领域重大危险源的申报、登记、评价、分级等基本上处于分散和自发状态,有关数据标准、接口不一,而且采用传统的“金字塔式”信息传递、交换模式,层次多、效率低。可以说,针对土木工程重大安全风险尚未建立系统有效的信息化监控技术与手段,信息化监控能力建设有待加强。


  针对具体工程项目开发的诸多安全风险监控应用系统,大多侧重对监控数据本身的存储、分析和对比,没有建立基于现代信息化技术的全过程、实时的安全风险动态识别、分析、评估、预警、监控、反馈一体化的安全风险监控体系。


  3.4安全风险监控相关的法规、技术规范与标准滞后


  国家和地方制订、颁发的施工规范、标准是开展土木工程安全风险识别、评估和监控的基本依据。虽然,国内已经发布了一些指导性文件,但是目前国家对土木工程建设安全风险监控还没有合适的操作性较强的、具有一定强制意义的法规体系,因而安全风险监控在项目建设中的地位没有明确。同时,目前相关的技术控制规范不够全面、具体,一些规范落后于时代发展,对实际工程建设已经失去或部分失去指导意义。例如:按照现有规范要求地下工程施工地面沉降控制标准不大于30mm,实践中,某些风险等级高的工程,该取值偏松,但对有些工程来说,该取值偏严[18]。因此,针对土木工程的不同工法,编制相应的技术规范,应研制适应不同地区工程地质、水文地质和环境条件的风险阈值数据库系统。又如,各省市近年来颁发实施的“建设工程重大危险源管理办法”比较笼统,原则性强,缺乏可操作性,实际推行过程中往往流于形式,效果有限。福建省2007年颁发全国首个《建设工程施工重大危险源辨识与监控技术规程》地方性技术规范,仍处在执行的探索阶段,并未形成最佳做法。


  3.5安全风险监控责任主体过于集中在施工企业


  虽然《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国建筑法》、《建设工程安全生产管理条例》、《建筑施工企业安全生产许可证管理规定》、《生产安全事故报告和调查处理条例》等对有关土木工程项目的各级安全生产职责做出了原则规定,但在实际执行过程中,施工单位几乎承担了全部的安全责任。常常出现“把规划风险压成勘察风险—把勘察风险压成设计风险—把设计风险转嫁为施工风险”的现象,最终造成建设工程安全事故集中在施工阶段爆发,并主要由施工企业承担的局面。实际上,任何土木工程项目的不同建设阶段,政府主管部门、建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位等都应负有各自的安全风险监控责任,施工方作为工程安全唯一责任主体无法根本避免事故的发生。


  因此,在土木工程建设过程中必须在理论和实践中重构风险安全监控责任体系,进一步科学区分安全风险监控的责任主体,增加各方对安全问题的重视程度。


  3.6安全风险监控队伍不规范,专业水平参差不齐


  安全风险监控作为安全风险管理的重要手段,是预防安全事故的重要屏障。在工程建设中加强安全风险监测,进行必要的安全风险评估咨询工作是规避工程风险的重要手段。如果在工程建设中加强工程监测及安全风险评估咨询工作,可以最大程度的保证施工安全。


  但目前,国内对于监测单位资质、监测人员技术素质没有相应的管理和评价体系,使得监测队伍不够规范;土木工程建设项目开发速度、规模日益加大,专业规范的监测队伍紧缺,使得国内工程监测市场鱼龙混杂。当前国内很多地方对实行“第三方监测”进行了探索和实践,实践表明,实施“第三方监测”是保证施工安全和工程质量十分重要的举措,有效地避免了施工过程中可能发生的事故。对收集到的房建工程、桥梁工程、地下工程事故案例的原因分析发现,几乎所有发生安全事故的工程都没有实行“第三方监测”制度。但目前针对“第三方监测”既没有国家性的法规进行明确规范和管理,也无监测内容、责任主体、监测指标和数据标准要求,作为安全监控重要举措的“第三方监测”,实际上处于无序工作状态。


  4中国土木工程建设安全风险监控对策


  4.1系统开展土木工程建设安全风险监控基础理论研究,建立健全相关法律法规和技术规范


  当前迫切需要在安全风险辨识、安全风险分析和安全风险评价相关研究基础上,开展土木工程建设安全风险监控的基本理论、基本内涵、基本框架和指标体系研究,在安全风险监控基础理论方面形成共识,解决安全风险“如何控”的理论与技术问题。


  土木工程建设安全风险监控需要政府部门以及行业强有力的法规作指导和规范。国内在这方面的法规还很不健全,亟待加强。应梳理完善现有的《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律法规关于安全风险监控等方面的条款内容,在法律法规方面重视和完善安全风险监控,明确项目参建各方安全风险监控责任。同时,针对土木工程建设不同类型、不同工法,编制相应的安全风险监控技术规范,研制适应不同地区工程地质、水文地质和环境条件的风险阈值数据库系统[19]。


  4.2转变土木工程建设安全风险监控理念,构建安全风险监控工作体系


  从国内外土木工程安全风险监控的理论与实践分析来看,土木工程建设安全风险均显示出可控性的特点,即绝大部分工程事故是可以通过技术和管理手段来避免的。同时,业内已普遍认识到,必须转变安全风险监控理念,创新发展安全风险监控工作体系。


  在安全风险监控理念方面,应变被动控制为主动控制,事后控制为预防控制和过程控制。在安全风险监控工作体系方面,应构建包含安全风险监控法、安全风险动态管理机制、安全风险持续改进机制、安全风险系统评价机制等方面的土木工程建设安全风险监控工作体系。各级安监、质检等部门应对本地区土木工程建设安全生产的运行状况包括安全风险监控工作体系推行等情况进行持续评价与督查。


  4.3构建科学高效的土木工程安全风险监控信息系统,提高安全风险监控信息化能力


  随着现代信息技术、计算机技术、通信和网络传感技术等的进步,开发建立基于WEB、GPS和GIS等的安全风险监控信息系统已成为提高土木工程安全风险监控能力与水平的基本方向。安全风险监控信息系统对土木工程重大安全风险源应具有自动识别、分析评估、动态监控(自动巡检和实时监控)、反馈闭合、空间分布管理等主要功能,自动分析事故临界状态转化的各种参数的变化趋势,及时发现事故征兆,发出预警信息或应急控制指令,实现土木工程安全风险监控的信息化跨越。


  4.4推行土木工程建设安全风险监控制度,规范安全风险监控专业队伍管理和评价体系


  应大力推行土木工程建设安全风险“第三方监控”制度,赋予“第三方监控”相应的责权主体,改变目前工程监测“走过场”局面,切实有效避免施工过程中可能发生的事故。推行与“注册结构工程师”、“注册岩土工程师”、“注册建造工程师”、“注册安全工程师”等类似的“注册风险监控师”执业资格考试制度,培养安全风险监控专业人才。推行安全风险监控诚信制度,对于篡改监测数据等行为实行一票否决,切实提高监测数据的准确性。建立包含“注册风险监控师”数量、安全风险监控设备与软件、监控业绩与用户评价等指标体系在内的监控单位资质考评制度和管理制度,提高安全风险监控专业队伍水平。


  5结语


  从统计数据来看,目前我国土木工程建设面临的安全形势仍然十分严峻,安全事故的频发既有环境和气象条件复杂等客观原因,也存在用工制度、赶工期、恶性竞争、层层分包、以包代管等深层次主观原因。安全风险监控技术已普遍应用于我国土木工程建设领域,研究与应用也取得初步成果,但在实践过程中仍然存在安全风险监控基础研究与应用缺乏系统性、安全风险监控信息化能力建设不足等六个方面问题。


  安全风险监控作为遏制安全事故的有效手段,其重要性和必要性已为业界所共识,针对我国土木工程安全风险监控实践中的问题,为进一步提高中国土木工程建设安全风险监控水平,应系统开展安全风险监控基础理论研究,建立健全相关法律法规和技术规范;转变安全风险监控理念,构建安全风险监控工作体系;构建科学高效的安全风险监控信息系统,提高安全风险监控信息化能力;推行安全风险监控制度,规范安全风险监控专业队伍管理和评价体系。