施工现场火灾的事故树分析法

随着我国现代化城市建设的快速发展，建筑施工工地成为当前城市中最常见的作业场所。建筑工地是一个多工种，立体交叉作业的施工场地。施工现场存在火灾隐患多、出入人员杂乱人为潜在火险因素多的特点。极易发生建筑工地火灾，给国家财产和人民生产安全造成巨大损失。2004年3月16日库尔勒市唐明房产综合楼施工工地发生特大火灾，过火面积1799m，直接财产损失400余万元。因此，认真研究火灾发生机理，最大限度地减小伤亡事故，是每位消防工作者和安全工作者面临的课题。事故树分析方法是安全系统工程中进行系统安全分析的核心，是安全评价的基础。它应用数理逻辑方法，从一个可能的事故开始，一层一层逐步寻找引起事故发生的触发事件、直接原因和间接原因，并分析种种事故原因之间的相互逻辑关系，是一种演绎分析方法。其目的是识别导致事故的基本事件与人为失误的组合，为人们提供避免或减少导致事故基本原因的线索，从而降低事故发生的可能性，对导致事故灾害事故的各种因素间的逻辑关系作出全面、简洁和形象的描述，便于逻辑运算，进行定性、定量分析和系统评价。其优点是以系统、综合的观点，运用系统安全工程的方法对各类事故进行系统安全的分析，着眼于事故的整个过程来找出事故的本质原因。本文用事故树分析法来分析当前建筑施工现场火灾事故。通过分析对施工现场火灾事故的各种因素及逻辑关系做出全面阐述，并根据施工现场火灾事故的发生，发展过程，找出行之有效的防治措施，防止该类事故的发生。为施工现场的消防管理和监督提供理论依据，并且为该类事故的安全评价提供科学、可靠的参考依据。


1建筑施工现场火灾危险源的识别


根据经典的着火三角形原理，燃烧的发生必需具备可燃物，助燃物，和点火源三要素，在施工现场火灾中助燃物即为空气可以不考虑。由此可以看出，施工现场火灾事故的发生必须具备可燃物和点火源两个条件。同时燃烧的产生并不意味着一定发生火灾，只有在燃烧失去控制的情况下，火灾才发生。因此火势的蔓延也是施工现场火灾事故所考虑的一个重要方面。（1）引发起火的易燃、易爆，可燃物。建筑工地存放着大量的屋面墙面保温材料、建筑装修材料、油毡纸、草垫子、油漆等可燃材料及汽油、柴油、油漆等易燃、可燃液体。同时建筑工地中的作业棚、仓库、宿舍、办公室，厨房等设施，绝大多数都是用可燃材料搭设而成的临时建筑，耐火等级低。另外，施工时遗留的废刨花、锯末、油毡纸头也都是易燃、可燃物。（2）触发起火的点火源。施工现场明火作业特别多，在工程施工高峰期间，电焊、气焊、熬制沥青、喷灯、煤炉，以及在冬季施工中，水、砂子、河石等均要用火加热，还有工人宿舍、休息室内的取暖、食堂的用火用电等。施工现场临时电气线路多，缺乏系统正规的设计，电气线路纵横交错。同时由于管理不力，电气线路老化现象较多，容易发生漏电短路，超负荷用电等火灾隐患。施工现场人为起火因素多。由于建筑施工的工艺特点，各工序之间都相互交叉、流水作业，建筑工人常处于分散、流动状态，乱动机械，乱扔烟头现象时有发生。（3）火势蔓延因素。建筑工地内低耐火等级的临时建筑多，而且往往相互连接，缺乏应有的防火距离，所以一旦起火，尤其遇到风天，蔓延非常迅速。一般工地往往只有临时消防水源，在某些重要临时设施附近放置几个手提式灭火器，不可能设置比较完善的施工现场消防设施，并且施工人员的消防常识大多比较匮乏，所以很难及时地将发生的火灾遏制在初起阶段。


2建筑施工现场火灾事故树的建立与分析


2.1事故树的建立从火灾事故的机理来看，起火和火势蔓延是建筑施工现场火灾造成损失和伤亡的主要影响因素。而起火和火势蔓延又是由多个因素综合影响制约的结果。根据上述事故树分析的原理，结合施工现场的实际情况，充分考虑施工现场火灾发生的各项因素，可以作出施工现场火灾事故树（图略）由事故树可知，造成促使该事件发生的初始原因有16个，分别用X1,X2,，来表示，这些原因即为事故隐患。在众多情况下，并不是所有的初始原因都同时发生。只有当部分的初始原因发生时，就可以使顶上事件发生，这些集合称为割集，即导致顶上事件发生的集合。如果割集中任意去掉一个基本事件后就不是割集，那么这样的割集就是最小割集。最小割集是顶上事件发生的充分必要条件。应用布尔代数简化，共得到81组最小割集，整理结果列于表1中。在事故树中，某些基本事件不发生，顶上事件就不会发生，这些不发生的基本事件的集合称为径集。在同一事故树中，不包含其他径集的径集称为最小径集。即如果径集中任意去掉一个基本事件后就不再是径集，那么该径集就是最小径集。所以，最小径集是保证顶上事件不发生的充分必要条件。同样利用布尔代数法，得到该事故树的最小径集列于表1中。共得3组。结构重要度分析，是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率的情况下，分析各基本事件对顶上事件发生所产生的影响程度。基本事件结构重度可以由下式得到：公式略式中：k为事故树包含的最小割集合数目；m为包含第i个基本事件的最小割集合数目；R为包含第i个基本事件的第j个最小割集合中基本事件的数目。各基本事件的结构重要度计算结果见表1。（1）在逻辑门结构中，或门表示至少一个输入事件发生时，输出事件就发生，或门相当于一个通道不能起到控制作用；而与门表示仅当所有输入事件都发生时，输出事件才发生，因此它能起到控制作用。可见事故树中或门越多，危险性也就越大。从施工现场的事故树图来看，事故树中或门较多，而与门较少。所以从与门与或门的数量比例来看，可知该系统的危险性是比较大的。这与施工现场火灾事故的多发，频发特征是相吻合的。（2）任一割集就是造成系统分流短路的分支集合。事故树中有几个最小割集，顶上事件发生就有几种可能；最小割集越多，系统就越危险，最小割集反映了系统的危险性。最小割集中基本事件数越多，事故就越难发生；反之，基本事件数越少，事故发生就较容易。从分析计算可以看出，由于该实例的最小割集有81组，表明导致事故发生共有81种途径。事故树分析中,最小割集有如下两种用途：①在进行施工现场火灾事故的分析时，人们可以从k1开始，依据k1提示的{X1,X14,X6}三个基本事件逐一检查、核实和分析，就可以确定事故是不是由k1所造成的，这样就可以检查出基本原因。②可以利用最小割集来制定预防事故发生的措施。由最小割集定义可知，当每一割集中的全部基本事件同时发生时，则顶上事件就发生。因此若对第ki个割集中的基本事件发生条件破坏一个，则该割集失去了造成事故的危险。所以可以通过对以上事故树的分析，为施工现场的火灾事故调查和事故的预防提供理论依据。（3）从最小径集来看，它是使顶上事件不发生的各基本事件不发生的基本组合。在事故树中，如果最小割集比较多而最小径集比较少，则用最小径集来分析更方便。在本事故树中，其中最小割集81个,最小径集3个，因而用最小径集来分析则比较方便。只要采取3个径集方案中的任何一个，施工现场火灾事故即可避免。由该事故树的3个最小径集可以看出，第一个方案并不容易实现，因为施工现场的可燃源大多都是施工中的必要材料；第二方案虽然基本因素较多但是应用于施工实际中最可能实现，只要注意施工过程中的用火，电气焊作业，加强线路和个人行为的管理，加强可燃存储的管理，即可以有效的预防；第三方案表明只要是阻止了火势的蔓延，即使是起火，也能有效地防止施工现场的火灾，但由于施工布局的必要性和局限性，这种控制火势的方法并不可取。所以通过对比分析笔者认为第二种方案为最佳方案。（4）基本事件结构重要度越大，它对顶上事件的影响就越大，反之亦然。从上表结构重要度一栏中，可以看到不同的基本事件在系统中结构重要度是不同的。在该事故树中，基本事件X14，X15，X16结构重要度最大。表明控制火势的扩展在施工现场火灾事故的控制中也是相当重要的。


3施工现场火灾事故防治策略


通过对上图事故树的定性分析，为理论上防止施工现场的火灾提供了依据。但是由于施工现场的诱发火灾事故因素的复杂性，单一的采用某个方案控制火灾的发生并不现实，只有通过对各基本因素的综合考虑，多方控制才能有效地减少和防止火灾事故的发生。结合施工现场的具体实际情况。可以从以下几个方面着手，建立防治措施。


4（1）加强施工现场易燃、易爆、可燃材料的管理，及时清理作业遗留的可燃废渣，并远离火源，电源。在含有易燃物品作业场地严禁吸烟和动用明火。（2）加强对明火作业、电气焊割等过程的管理。（3）加强对电气线路和电气设备的规范安装和日常检查管理。（4）配备完善的消防设施和消防器材。（5）加强对施工队伍管理和消防安全培训，提高员工的消防安全意识和消防技能。（1）本文在充分认识施工现场火灾特点的前提下，根据着火和火灾发生的基本原理，从可燃物、点火源、火势蔓延三个方面分析了作为事故树基本事件的施工现场火灾危险源。（2）编制出了施工现场火灾事故树，并从最小割集，最小径集，结构重要度三个方面分析了施工现场火灾事故。对各种因素及逻辑关系做出全面的描述，对事故的发生进行全面的、系统的分析。为确定施工现场火灾的预防措施提供了依据。（3）通过对事故树的分析，从理论和现实的角度综合考虑，提出了施工现场火灾事故防治的策略。为施工现场火灾事故的防治提出了切实可行的措施。


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