脚手架坠落事故树分析.docx
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脚手架坠落事故树分析
脚手架坠落事故树计算
四川成都江光平制作
某施工单位近3年在水库大坝工程施工期间，由于违章作业、安全检查不够，共发生高处坠落事故和事件20多起，其中从脚手架或操作平台上坠落占高处坠落事故总数的60%以上，这些事故造成财产损失、人员伤亡，对安全生产构成负面影响。
为了探索这种坠落事故发生的原因及其规律，及时排除安全隐患，确定使用事故树分析方法寻找事故致因因素，采用有针对性的对策措施，提高安全生产管理效能。
经事故分析和危险辨识，选择以作业人员从脚手架（或操作平台）上坠落作为事故树顶上事件，编制了以下事故树图。
1.计算事故树最小割集
（1）使用行列方法进行事故树定性分析，计算该事故树的最小割集。
A1
A2
A3
X1
X2
X3
B1
X4
B2
X2
X1
X2
X3
X5
X4
X6
X7
X2
X8
X1
X2
X3
X5
X4
X3
X6
X4
X7
X2
X8
X2
（2）使用布尔代数式计算最小割集
T=A1+A2+A3
=X1X2+X3B1X4+B2X2
=X1X2+X3X4（X5+X6）+（X7+X8）X2
=X1X2+X3X4X5+X3X4X6+X7X2+X8X2
得到该事故树的最小割集5个：
K1={X1，X2}；K2={X3，X4，X5}；
K3={X3，X4，X6}；K4={X7，X2}；
K5={X8，X2}
（3）绘制用最小割集表示的事故树等效图
2.计算事故树最小径集
（1）将事故树转为成功树
（2）计算成功树的最小割集（事故树最小径集）
T′=A1′A2′A3′
=（X1′+X2′）（X3′+B1′+X4′）（B2′+X2′）
=（X1′+X2′）（X3′+X5′+X6′+X4′）（X7′X8′+X2′）
=（X1′X7′X8′+X1′X2′+X2′X7′X8′+X2′）（X3′+X5′+X6′+X4′）
=（X1′X7′X8′+X2′+X2′X7′X8′）（X3′+X5′+X6′+X4′）
=（X1′X3′X7′X8′+X2′X3′+X2′X3′X7′X8′）+（X1′X5′X7′X8′+X5′X2′
+X2′X5′X7′X8′）+（X1′X6′X7′X8′+X2′X6′+X2′X6′X7′X8′）
+（X1′X4′X7′X8′+X2′X4′+X2′X4′X7′X8′）
=X1′X3′X7′X8′+X2′X3′+X1′X5′X7′X8′+X2′X5′
+X1′X6′X7′X8′+X2′X6′+X1′X4′X7′X8′+X2′X4′
得到8个最小径集：
P1={X1,X3,X7,X8}；P2={X2,X3}；P3={X1,X5,X7,X8}；
P4={X2,X5}；P5={X1,X6,X7,X8}；P6={X2,X6}；
P7={X1,X4,X7,X8}；P8={X2,X4}
3.计算基本事件发生概率和顶上事件发生概率
（1）确定基本事件发生概率
根据该施工单位近3年来的事故统计数据，参考《安全评价》教材P491表20-2、20-3，P493表20-4、20-5、20-6的取值范围，我们令该事故树各基本事件的发生概率为：
X1=q1=0.27X2=q2=0.17X3=q3=0.3X4=q4=0.2
X5=q5=0.13X6=q6=0.33X7=q7=0.2X8=q8=0.1
（2）计算顶上事件发生概率
因最小割集数少于最小径集数，所以选择最小割集首项近似法进行顶上事件发生概率的计算。
即下列公式
解：
（每个割集基本事件概率积的累积相加）
（每个割集之间的乘积的累积相加）
P（T）=F1–F2
得：
=q1q2+q3q4q5+q3q4q6+q2q7+q2q8
=0.27×0.17+0.3×0.2×0.13+0.3×0.2×0.33
+0.17×0.2+0.17×0.1=0.1255
=12.55×10-2
=q1q2q3q4q5+q1q2q3q4q6+q1q2q7+q1q2q8
+q3q4q5q6+q3q4q5q2q7+q3q4q5q2q8+q3q4q6q2q7
+q3q4q6q2q8+q2q7q8=0.0224
=2.24×10-2
P（T）=F1–F2=12.55×10-2–2.24×10-2=10.31×10-2
该事故树顶上事件的发生概率为0.1031。
4．基本事件重要度分析
（1）基本事件结构重要度分析
①采用最小割集判断法判断结果：
根据事故树的5个最小割集：
K1={X1，X2}；K2={X3，X4，X5}；K3={X3，X4，X6}；K4={X7，X2}；K5={X8，X2}。
a.X2在三个低阶割集中出现三次，其结构重要度最大；
b.X1，X7，X8在低阶割集中分别出现一次，其结构重要度相等，但低于X2；
c.X3,X4在高阶割集中分别出现2次，结构重要度相等，但比只出现一次的X5，X6结构重要度大；
d.X5，X6结构重要度相等。
由此得到最小割集判断法的基本事件结构重要度排序为：
IΦ
（2）＞IΦ
（1）=IΦ（7）=IΦ（8）＞IΦ（3）=IΦ（4）＞IΦ（5）=IΦ（6）
②采用割集近似判别公式计算结果：
（基本事件在割集中出现次数为指数减1的倒数的累积相加）
IΦ
（1）=
；IΦ
（2）=
;
IΦ（3）=
;IΦ（4）=
；
IΦ（5）=
；IΦ（6）=
;
IΦ（7）=
；IΦ（8）=
割集近似判别公式计算的基本事件结构重要度排序为：
IΦ
（2）＞IΦ
（1）=IΦ（7）=IΦ（8）=IΦ（3）=IΦ（4）＞IΦ（5）=IΦ（6）
③采用基本事件的割集重要系数进行近似判断：
根据公式（i=1，2，…，n）
解：
已知该事故树的5个割集是：
K1={X1，X2}；K2={X3，X4，X5}；K3={X3，X4，X6}；K4={X7，X2}；K5={X8，X2}。
则m1=2,
m2=3,m3=3,m4=2,m5=2.（基本事件在割集中的数量的倒数与割集倒数的乘积）
得：
Ik
（1）=（1/m2）1/k=3/30（k=5）
同理:
Ik
（2）=（1/m2+1/m2+1/m2）1/k=9/30
Ik（3）=（1/m3+1/m3）1/k=4/30
Ik（4）=（1/m3+1/m3）1/k=4/30
Ik（5）=（1/m3）1/k=2/30
Ik（6）=（1/m3）1/k=2/30
Ik（7）=（1/m2）1/k=3/30
Ik（8）=（1/m2）1/k=3/30
得到基本事件的割集重要系数排序为：
IΦ
（2）＞IΦ
（1）=IΦ（7）=IΦ（8）＞IΦ（3）=IΦ（4）＞IΦ（5）=IΦ（6）
（2）基本事件概率重要度分析
根据基本事件概率重要度计算公式
得：
=q2–q2q3q4q5–q2q3q4q6–q2q7–q2q8–q3q4q5q6+q2q3q4q5q6q7q8=0.1117
=q1+q7+q8–q1q3q4q5–q1q3q4q6–q1q7–q1q8–q3q4q5q6–q3q4q5q7–q3q4q6q7–q3q4q6q8–q7q8+q1q3q4q5q6q7q8=0.4515
=q4q5+q4q6–q1q2q4q5–q1q2q4q6–q1q2q7–q1q2q8–q4q5q6–q2q4q5q7–q2q4q5q8–q2q4q6q7–q2q4q6q8–q2q7q8+q1q2q4q5q6q7q8=0.0561
=q3q5+q3q6–q1q2q3q5–q1q2q3q6–q1q2q7–q1q2q8–q3q5q6–q2q3q5q7–q2q3q5q8–q2q3q6q7–q2q3q6q8–q2q7q8+q1q2q3q5q6q7q8=0.0946
=q3q4–q1q2q3q4–q1q2q7–q1q2q8–q3q4q6–q2q3q4q7–q2q3q4q8–q2q7q8+q1q2q3q4q6q7q8=0.0172
=q3q4–q1q2q3q4–q1q2q7–q1q2q8–q3q4q5–q3q4q2q7–q3q4q2q8–q2q7q8+q1q2q3q4q5q7q8=0.0292
=q2–q1q2–q3q4q5q6–q3q4q5q2–q3q4q6q2–q2q8+q1q2q3q4q5q6q8=0.1106
=q2–q1q2–q2q7–q3q4q5q6–q3q4q6q2+q1q2q3q4q5q6q7=0.0974
得到该事故树基本事件概率重要度系数的排序为：
Ig
（2）＞Ig
（1）＞Ig（7）＞Ig（8）＞Ig（4）＞Ig（3）＞Ig（6）＞Ig（5）
（3）基本事件敏感度系数分析
根据偏导数变换公式
得：
=0.27/0.1031×0.1117≈0.293
=0.17/0.1031×0.4515≈0.744
=0.3/0.1031×0.0561≈0.163
=0.2/0.1031×0.0946≈0.184
=0.13/0.1031×0.0172≈0.022
=0.33/0.1031×0.0292≈0.094
=0.2/0.1031×0.1106≈0.215
=0.1/0.1031×0.0974≈0.095
得到按临界重要系数大小的排序：
CIg
（2）＞CIg
（1）＞CIg（7）＞CIg（4）＞CIg（3）＞CIg（8）＞CIg（6）＞CIg（5）
分析演示：
1.本事故树最小割集共5个，分别是：
K1={X1，X2}；K2={X3，X4，X5}；
K3={X3，X4，X6}；K4={X7，X2}；
K5={X8，X2}
2.本事故树基本事件结构重要度分析结果：
IΦ
（2）＞IΦ
（1）=IΦ（7）=IΦ（8）=IΦ（3）=IΦ（4）＞IΦ（5）=IΦ（6）
3.本事故树基本事件概率重要度分析结果：
Ig
（2）＞Ig
（1）＞Ig（7）＞Ig（8）＞Ig（4）＞Ig（3）＞Ig（6）＞Ig（5）
4.本事故树基本事件临界重要系数分析结果
CIg
（2）＞CIg
（1）＞CIg（7）＞CIg（4）＞CIg（3）＞CIg（8）＞CIg（6）＞CIg（5）
5.本事故树顶上事件的发生概率为0.1031。
根据以上事故树分析结果，可以得出以下安全管理要素：
（1）所有基本事件中，X2[无安全防护网保护]是最重要、最关键的因素，如果没有悬挂安全网，或安全网悬挂不可靠，一旦发生坠落事故，将难以挽救；这实际上是提出了安全技术设施的要求，即在高处作业场所，尽可能地布置安全防护网、是从物的本质安全状态角度保障劳动安全的基础环节。
（2）X1[高处作业时作业人员脚踏空坠落]是仅次于防护网的基本事件因素，这涉及到人的安全状态保障系数：
首先，凡是进入高处作业场所的人员，必须是心理、身理等个体基本素质符合该项作业的人员，比如患恐高症的人是显然不行的；同时进入高处作业的人员必须是经过安全教育培训，取得上岗资格证的人员，不得因为作业人员在脚手架上不知危害因素特点、不知如何安全防范而造成坠落。
（3）X7[作业人员安全带脱钩]是造成坠落伤害的第三个重要原因，如果发生这种事故，就可以看出企业劳动保护用品管理缺陷（采购质量控制失控），安全检查制度缺陷（班前检查和巡视检查走过场），安全教育培训缺陷（作业人员操作不熟练），安全操作规程执行缺陷（作业人员三违问题等）。
其它的基本事件均可以逐一进行分析，通过分析我们能够发现防范高处坠落伤害事故的安全管理关键环节，从而采取有针对性地安全对策措施。
分析过后，进行演绎和归纳，形成比较系统的安全管理制度和安全操作规程，以及执行安全管理的关键途径和方式。
如形成以下的安全管理思路：
（1）高处作业的安全技术措施必须列入工程的施工组织设计，并逐级进行安全技术教育和交底。
遇恶劣天气不得进行露天攀登与悬空高处作业。
从事高处作业的人员必须经专门的培训考核合格后方可上岗，要求身体健康，没有不适于高处作业的疾病，并应定期进行体格检查。
（2）严格按规定挂设安全网，安全网必须合格有效，对安全网要定期进行检查清理。
高处作业人员必须按规定系好合格的安全带，安全带要定期检查。
（3）用于高处作业的防护设施，不得擅自拆除，确因作业需要临时拆除时，必须经施工负责人同意，并采取相应的辅助措施，作业后应立即恢复。
高空走道要按要求设置防护围栏，围栏的高度要合适。
各种脚手架要按规定架设牢固，并有防滑措施。
作业人员应从规定的通道上下，不得在作业面之间的非规定的地方攀登，也不得随意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。
（4）支模应按规定的作业程序进行，模板未固定前不得进行下一道工序。
严禁攀登连接件和支撑件，严禁在上下同一垂直面安装、拆卸模板。
拆模高处作业，应配置登高用具或搭设支架。
（5）拆除的钢模作平台底模时，应分批拆除顶撑，然后按顺序拆下隔栅、底模，以免发生钢模在自重荷载作用下一次性大面积脱落。
支模间歇过程中，应将支撑搭头、柱头板钉牢。
拆模间歇过程中，应将已拆卸的模板、牵杠、支撑等运走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而坠落。
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