千余起建筑起重机械事故统计分析

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  摘要:在建筑施工行业,近年来发生的事故中除高处坠落事故占比一直处于领先位置外,排行第二的应是与建筑起重机械有关的事故,笔者通过对一家建筑施工企业十年来发生的事故进行统计,发现50%以上事故与建筑起重机械有关。所以如果能彻底遏制与建筑起重机械有关的事故发生,将大大降低建筑行业的事故率。而要防范建筑起重机械事故,需找出其根本原因,并采取相应的措施才行。为此,笔者收集了十年来一千多起与建筑起重机械有关的事故,并进行統计分析,得出一些问题或结论。并针对这些问题,制定出行之有效的措施,使同类事故不再重复发生。
  关键词:建筑;起重机械;事故;统计分析;防范措施
  作业建筑施工行业,建筑起重机械是必不可少的设备,尤其是塔吊、人货梯、吊车三大件90%以上的工地都需使用,而建筑施工事故,大部分与建筑起重机械有关,且较易发生较大及以上事故。为了深入了解建筑起重机械事故情况,笔者对2010年来国内发生的建筑起重机械事故进行了大量的收集工作,并进行统计分析,希望从中找出一些规律性的东西,以防范其事故的重复发生。
  一、十年来一千多起建筑起重机械事故收集情况
  中国是个建筑大国,但对于事故统计工作较长时间未被世界上所认可,原因是:一方面人们普遍有一种“家丑不可外扬”的思想约束,另一方面是按照现有法律,单位或个人发生责任事故后不但要承担一切后果,还需进行追责处罚,所以行业网站中通报的事故数据只能是其中的一部分,并不是全部,要收集全全部完整的事故,不是件容易的事。但随着手机、网络的发展,这类事故也较容易通过网络被新闻工作者或其它组织及个人所披露,通过一年多的努力,总共收集了2010年到2019年这十年中发生的约1100起建筑起重机械事故。
  虽然收集的资料还存在一些不足,但由于十年的基数较大,在统计中再采取一些技术处理,对分析并不会造成太大的影响,其结果还是具有相当说服力的。从统计结果看,十年来万亿元建筑业产值建机可比事故率没有呈现太大的变化,甚至有上升的趋势,这不得不引起我们足够的重视。
  二、统计结果分析
  1、事故发生的月份统计情况
  如图所示:
  2月份事故最少,主要原因是受春节放假的影响;
  3、4、5月份成递增态势,这与上半年产值的递增及人们的安全防范意识及管理没及时跟上有关;
  6月份有所降低,与说明这十年来的安全月活动起到一定的作用;
  7月份后呈下降趋势,6-11月份是台风影响期,建筑起重机械事故非但没增反降,说明事故发生的数量与管理及人们的防范意识有关,防台风管理起到了一定作用。
  10月份有所增加,这与国庆放假有关,国庆放假一般是7天,管理层放假了,但工地均不会放假,从而导致事故增加。
  3、各类事故设备占比情况
  对一千多起建筑起重机械事故进行事故设备统计,如图所示,发现与塔吊有关的事故最多,占79%;其次是吊车事故占11%,升降机事故占7%,其它起重机械事故(指龙门吊、架桥机、卷扬机、葫芦等)占3%。可见塔吊相关事故最值得我们重视。吊车事故往往被人们所忽视,但根据统计结果,并不比升降机事故少,故至少应与升降机同等对待,尤其是在安拆塔吊过程中,因吊车引发的事故占吊车事故的30%左右。
  一直以来,人们对于人货梯与塔吊同等看待为建筑施工行业重大危险源,但统计结果是“人货梯”事故率较低,原因有如下几个方面:
  (1)人们的思想意识更重视。因为升降机事故一但发生,一般为重大事故,故早已被人们所重视。
  (2)技术革新见成效。这几年推广采用的齿轮齿条式人货梯,大大降低了发生事故的可能性,操作工识别系统的采用,有效地防止了无证人员擅自操作问题。
  (3)限人措施有效在降低了事故风险。现在到工地,一般人货梯内都有规定载人“8+1”的要求,这实际上也是一种不失为降低风险的好办法。
  4、各类建筑起重机械事故伤亡率情况
  各类建筑起重机械事故伤亡率统计结果如右图所示:
  从统计结果看,事故率高的设备-塔吊,事故造成的伤亡率较低,事故率低的设备-其它起重机械事故(指龙门吊、架桥机、卷扬机、葫芦等),事故造成的伤亡率反而更大,这就要求我们对于建筑起重机械每种设备,都需一视同仁,认真对待,对于事故率高的塔吊,要想办法降低事故率,对于事故率虽低但风险较大的,要想办法降低风险。
  5、塔吊事故统计情况
  前面提到塔吊事故占建筑起重机械事故的79%,量如此之大,到底是什么情况,有必要更深入的研究。
  ①、塔吊事故发生时段及伤亡情况统计
  笔者对十年来有比较详细资料的577次塔吊事故进行时段及伤亡情况统计,时段上分成作业时、非作业时、安拆维护时,如图所示:发现安装、拆除、调试、维修、作业、休息等时段均有发生过事故,且作业时发生的事故最多,占64%以上,但安拆及维修时发生事故虽然只是作业时的一半左右,但事故造成的伤亡人数与作业时相差不多,安拆过程较易发生较大以上事故。另外非作业时段发生的事故占5%左右,也会造成伤亡,所以塔吊安装在工地,放假及休息时段也需加强管理,不能认为不作业就不会发生事故,这是与其它设备管理不同之处。
  ②作业时发生的事故类型或部位情况
  为进一步分析作业时发生塔吊相关事故情况,按类型及部位分成倒塌折臂、物体打击、人员坠落、干涉事故、操作间事故及其它事故五种,其占比如图所示:发生概率最大的是倒塌折臂事故,占63%,其次是物体打击事故占22%,第三是人员坠落事故占6%,干涉事故占4%,操作间事故各占3%。可风要防范作业时塔吊事故,主要是防塔吊倒塌拆臂及物体打击事故。
  人员坠落事故:第一种情况是作业人员上、下爬塔吊过程中不慎坠落,占65%,且主要是塔吊司机;第二种情况是塔吊回转或提升时把高处作业人员碰(吓)坠落,占15%;第三种情况是塔吊起升时,不慎把人员一起挂起至高处后坠落,占10%;还有一种情况是在塔吊上作业时违规未佩挂好安全带引发的高处坠落事故,占10%。   干涉事故:是指塔吊作业时与另一台塔吊或起升钢丝绳子相碰,起升钢丝绳或吊物与高压线路相碰,起重臂与周边建筑物相碰等,这三类事故均等发生。主要原因是对存在的隐患未采取有效的措施,对于在塔吊覆盖范围内存在高压线路的项目,应对高压线路进行防护或改线;对于与建筑物存在碰撞的塔吊,安装时应考虑缩短大臂长度;对于二台塔吊之间应考虑采取不同安装高度(间隔2米以上)等措施,认真编审《群塔作业防碰撞方案》,并按审批的方案落实。
  操作间事故:主要有二类,一类是操作间电气火灾事故,另一类是操作工因气候或身体健康存在问题,在作业时发生晕倒等。
  ③作业时塔吊倒塌折臂事故原因
  为什么会发生如此之多的塔吊倒塌或折臂事故呢?从披露的资料中可归纳原因如下:
  A、超载。大多是在起吊成捆钢筋、钢管、布料机、混凝土、模板过程中发生,最重时起吊约3吨,明显超载。
  B、塔吊本身质量问题:如焊缝锈蚀裂纹;连接螺栓断裂;销轴脱出;附着失效或不按规定附着。
  C、塔吊与基础之间增设的钢结构问题:长期重复使用后出现的焊缝锈蚀裂纹;
  D、冲击力:如起吊重物过程中绳断,突发的不平衡力矩冲击;起吊物挂住外架未及时停机,滑脱后产生的惯性力冲击;水泥罐车侧翻冲撞;被另一台塔吊打击等。
  E、在吊重过程中变幅小车绳断,引发小车失控往大臂尾端滑移,使起重力矩大幅增加;
  F、附着塔吊的结构因其它原因引起坍塌;
  g、基础问题:基础泡水松软;基础太小不符合说明书要求。
  h、突遇大风;
  i、配重掉落,引发失衡;
  综上所述,关健因素是起吊重物后塔吊产生的力矩大于塔吊及大臂所能承受的极限力矩时,塔吊才会出现倒塌或折臂,要发生这种情况,塔吊力矩限制器要么失效,要么塔吊本身强度存在问题时力矩限制器未调小(降级使用)。作业时倒塌折臂事故,平均每起伤亡人数约2人,大部分死亡的是塔吊司机,但最多时也发生死亡7人的较大事故,如2017年珠海“7.22”事故。
  ④塔吊作业时物体打击事故直接原因统计情况
  物体打击事故,主要原因有:断绳(包括主绳、吊绳及吊点)、滑脱(包括脱绳、脱钩、脱扣)、失控下滑、吊物与它物碰撞及其它(指吊物倾斜、摘钩时吊物倒塌、操作失误压人、塔吊上物件掉落等)五大类,各类原因占比如图所示。其中断绳占40%、滑脱占37%,为主要原因,而这二类与司索工关系较大,可见司索工在防范塔吊引发的物体打击事故中的作用有多么重要,而失控下滑及吊物碰撞引發的物体打击事故占14%,这说明塔吊司机在防范物体打击事故中也是不可忽视的对象。塔吊作业时发生的物体打击事故,平均每起事故伤亡人数将近2人,但最多时也有发生死亡9人的较大事故,如2010年深圳“3.15”事故。
  ⑤安装、维护、拆除时发生的事故类型或部位情况
  塔吊在安装、升节、维护、降节、拆除过程中,发生事故的类型或部位统计情况如图所示:发生事故最多的是上部结构的垮塌,占50%,其次是倒塌事故,占25%,第三是高外坠落事故,占11%,第4是断臂折臂事故,占7%,机械伤害事故、物体打击及其它事故各占4%,如图所示。
  上部结构垮塌事故:上部结构是指除标准节以外的套架以上部分。此类事故有发生在安装、顶升时,也有发生在降节、拆除过程中,但前者占比更大,达60%以上。而且此类事故的发生,往往都是较大事故,因完成塔吊升节或降节任务,安装人员必须在塔吊上完成,且人数都是3人以上。最多时一次死亡人数达7人之多,如2012年北京“2.22“事故。
  倒塌事故:有发生在安装及拆除过程中,也有发生在调试或维修过程中,但前者占绝大部分。
  高处坠落事故:这里是指上塔安装、维修、拆除人员除塔吊倒塌、垮塌以外的坠落事故,包括因套架坠落、栏杆滑落、吊臂或平衡臂坠落引发的高处坠落事故。主要原因是作业前未挂设好安全带,
  断臂折臂事故:在安装、维修、拆除及升节噔塔时均有发生的案例,这里提到的升节时“噔塔”,是指在升节过程中,液压顶升一定高度后,突然失压,引发几十吨重的上部结构突然下噔,从而产生巨大的冲击力,引发起重臂或平衡臂折断,有时还会引发塔吊失衡倒塌事故。
  其它事故:包括维护时机械伤害(被电缆、钢丝绳、移动小车、配件迸裂等伤害)、安拆维修及升塔时物体打击(绳断)、拆除基础时塌方、拆除时乙炔瓶起火等。
  ⑥安装、维护、拆除时上部结构垮塌原因
  塔吊上部结构垮塌事故几乎都是在塔吊升节或降节过程中发生的,主要原因是因这在此过程中,上部结构与标准节之间需要断开连接,完全靠调整塔吊上部结构自身的平衡和套架来支承少量的不平衡力矩,当上部结构的不平衡力拒超过限值时,便会发生上部结构垮塌下来,从而引发事故,如出现噔塔、大臂回转(包括人为及风力作用)、过渡顶升、顶升时干涉、配重块未按说明书要求配置等均会引起上部结构失衡从而引发垮塌;此外还有在平衡臂及起重臂安装时也有发生,主要原因是在升节或降节完后,塔身标准节与上部结构连接时存在安装工人认识不足,没有把所有固定螺栓及销轴固定上,而只做了部分联接,如8根螺栓只固定4根,当平衡臂及配重吊上后螺栓承受不了而翻下。
  ⑦安装、维护、拆除时断裂倒塌原因
  从披露的倒塌事故原因中可规纳如下几个方面:
  A、塔吊本身质量问题:如禁用塔吊、焊缝锈蚀开裂;
  B、基础问题:如基础太小与所安装的塔吊不匹配;
  C、基础螺栓问题:如采用的螺栓与螺母不匹配,用M39螺栓配M40螺母;
  D、作业问题:没有可靠措施下用气割割除锈死的连接螺栓、拆除时汽车吊未做好准备前过早松开塔吊连接螺栓;
  E、气候问题:安拆时突遇强风。   三、统计后思考
  建筑起重机械主要就三种设备(塔吊、人货梯、吊车),对于设备专业人仕而言,就是“小KS”,但为何会发生如此之多的事故?笔者认为与建筑施工行业在建筑起重机械方面专业人仕不足很大关系,这十年来建筑市场增速虽然比上个十年有所减缓,但建筑行业大多用的还是农村富余劳动力,包括建筑起重机械行业,而建筑起重机械专业人员在建筑市场上一直较为缺乏(包括监管部门),塔吊倒塌如此之多,而死的大部分是司机和安拆工人,集中体现了“无知者无畏”。所以专业设备交给专业单位去统一管理就显得相当必要,而专业公司必须自己管理并培养包括操作工、安拆工、司索工、维修工等特种作业人员,才能逐渐改变现状。
  在当今建筑起重机械专业人员不足的背景下,监督管理部门的管理就显得尤为重要。首先是对设备本身的质量、技术改进方面的管理,对于存在隐患的老旧设备,到期了应集中整台回收,强行报废,并且要全国一盘棋,不然有的地方管理严时,往往会把旧设备、差设备、甚至过期的设备转运到管理比较松的地方进行使用,从而出现地区不平衡的现象。对于塔吊应有改进措施,升降机方面这几年采用齿轮齿条式人货梯,安全性得到了较大的提高,故其出事率也得到有效控制。对于事故管理,应着重公示事故直接原因,才能使全行业人员从中吸取教训,不让事故重复发生。
  对于建筑施工企业,主要需从事故案例中吸取教训,并采取切实可行的措施加以解决,才能避免事故的重复发生。
  對于人货梯,要求采用齿轮齿条式提高安全性能,采用人脸识别系统确保专人操作,采用“8+1”限载措施,降低安全风险,定期检查连接螺栓,杜绝吊笼坠落,梯顶挂设“梯笼上行,缩头安全”等警告,防范检查人员事故。
  对于塔吊,需着重关注。由于台风的原因,安全系数“宁大勿小”,现市场上普遍采用的是QTZ80,甚至更小的,如采用QTZ100虽成本加大了一些,但更安全,至少说吊1吨以内的重物是不太可能发生倒塌事故的。对于塔吊虽和人货梯一样,在工地使用频率较强,但对于司机及司索工的要求应更高。作为管理层,还应在平面布局上做文章,减少多塔碰撞的可能。由于塔吊的回转覆盖范围较大,工地不可能保证在大臂下无人作业,但可以做到在吊物下无人,如规定每台的吊物路线,而在规定路线内,地面上进行围住使作业人员无法进入;另外,特别需加强对塔吊提升系统、变幅系统、安装强度进行定期检查。对于安拆及升降过程,由于其风险较大,安全控制也应作为重点:一方面,做到专业的事交由专业人员去做,且做专业事者必须专业;另一方面,应有专业人员现场监督,除做好地面警界外,还需确保其整个过程严格按审批的方案进行。
  世上无难事,只怕有心人。只有大家对建筑起重机械事故能引起足够的重视,并认真对待,采取行为有效的措施,不断改进,对新的情况不断总结提高,就一定可以大大减少甚至遏制此类事故的重复发生。
  参考文献
  [1]塔吊事故统计分析(华中科技大学工程管理研究所 余群舟, 孙博文, 骆汉宾, 周 荣, 李亚巍)
  [2]中国统计年鉴 (国家统计局)
  作者简介:陈瑞毅(1962年8月生),男, 1983年7月毕业于安徽理工大学,福建联美建设集团有限公司,高级工程师.
  (福建联美建设集团有限公司 福建 福州 350001)
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