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。

T 脚手架坠 落伤亡事故 ＋ A1安全防护设施不严密 A2脚手架垮塌 A3安全带未起作用 · · B1负荷过大 · B2未使用 安全带 X1脚踏空坠落 X2无防护网保护 X3搭建质量差 X4无检查制度 X2无防护网保护 ＋ ＋ X5堆放物超重 X6支撑物折断 X7安全带脱钩 X8走动取下安全带

1.计算事故树最小割集 （1）使用行列方法进行事故树定性计算该事故树的最小割集。

A1 A2 A3

X1 X2

X1 X2

X1 X2

分析，

X3 B1 X4 B2 X2

X3 X5 X4

X6

X3 X5 X4 X3 X6 X4 X7 X2 X8 X2

X7 X2 X8

（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

T ＋ K1 K2 K3 K4 K5 · X1 X2 X3 · X4 X5 X3 · X4 X6 X7 · X2 X8 · X2

2.计算事故树最小径集 （1）将事故树转为成功树

T′ · A′1 A′2 A′3 ＋ X′1 X′2 X′3 ＋ B′1 X′4 ＋ B′2 X′2 · X′5 X′6 X′7 · X′8

（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=0.27 X2=q2=0.17 X3=q3=0.3 X4=q4=0.2 X5=q5=0.13 X6=q6=0.33 X7=q7=0.2 X8=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

P(T)???q1?r?1Xi?Erk1?r?s?kXi?Er??qi???(?1)k?1r?1Xi?Er?qki

k解： （每个割集基本事件概率积的累积相加） ??qi?F1r?1Xi?Erqi（每个割集之间的乘积的累积相加）

P（T）= F1 – F2

51?r?s?kXi?Er?Es???F2q得： F 1 ? =q1q82 + q3q4q5 + q3q4q6 + q2q7 + q2q8

r?1Xi?kr?? =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

F 2 ? q 8 =q1q2q3q4q5 + q1q2q3q4q6 + q1q2q7 + q1q2q8

1?r?s?kXi?kr?ks?? +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；

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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