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浅析影响中国地铁建设安全管理的因素
摘要
随着中国城市化的快速发展,地铁建设项目的数量迅速增加、规模快速扩大。与此同时,地铁建设中频发的事故使其成为一个社会关注的令人不安的焦点。为了改善地铁施工的安全管理, 我们开展了一项关于参与者眼中中国地铁建设安全因素的调查,旨在确定其关键安全因素。主要参与者包括客户、咨询师、设计师、承包商和监理工程师,且他们眼中的安全因素排序一致。因素分析的结果表明,有五个关键因素影响地铁施工的安全,包括安全态度、施工现场安全、政府监管、市场约束和任务的不可预测性。此外,方差分析和斯皮尔曼等级相关系数也对方法评级和安全因素排名的一致性进行检测。结果表明,主要参与者对超过一半的安全因素的重要性有重大分歧。本文对提高中国地铁施工安全管理的可行性对策提出了建议。
关键词:地铁建设、定量分析、安全因素、问卷调查
1.引言
中国在“十二五”规划(2011 - 2015) 时期的主要目标和任务之一是使城市化水平从目前的47.5%提高到51.5%。为了应对城市化压力,例如土地规整、交通拥堵和环境污染,中国大城市的地铁建设、运营的速度和规模远超世界上其他任何地区。例如,随着中部地区经济的快速发展, 湖北武汉的地铁网络规划已经从两条城市线扩大到九条城市线,总长540公里,共309站。然而,城市地铁建设是一项高风险的任务,有着复杂的特性,例如投资大、项目时间长、子项目多、地质环境和水文条件复杂等。此外,大型、密集的地铁建设穿过密集的城市区,这急剧增加了天然气管道、供水系统和附近的排水系统等重要结构、设施的安全风险。同时,中国城市地铁建设的历史很短,许多城市是第一次建设地铁线路,没有足够的技术和管理经验。因此, 施工前必须确定、研究和排除关键安全因素,防止产生地铁施工事故。
许多研究人员已对影响施工安全的因素进行了研究。由于不同国家建筑行业环境的差异, 在关于安全因素的研究结果中存在一些差别。基于问卷调查法和因素分析法,从不同的观点来看,安全因素可分为不同的类别。研究总结如下:(1) 从100起事故中识别五类关键因素:工人和工作团队、工作场所、料 、设备、和一线经理和主管。在施工事故中,这五个方面有助于形成一个有层次结构的因果影响关系。且一线经理和主管被认为是事故预防的关键人物,这意味着监控对施工安全是很重要的。(2)心理社会因素对建筑工人的健康和安全影响。(3)25个重大风险被确定为了解中国建设项目风险的关键。同时,一些策略也被提出来管理这些风险。此外,客户、设计师和政府机构必须承担责任来控制他们的相关风险,且从可行性分析阶段到整个项目过程都协同工作。只有这样全面承担责任与合作才有助于避免潜在的风险。同时,承包商和分包商应利用其坚实的建设和管理经验来使风险最小化,并完成安全、高效和高质量的活动。(4) 通过使用一个两阶段因素来分别分析印度的建设项目,从55个属性中确定了影响进度绩效的两个成功属性和一个失败属性。(5)人们对历史、经济、心理、技术、程序、组织和环境问题的影响与工地安全水平的紧密联系进行了探讨,与工地安全相关的五大重要因素被确定为:管理人员对安全的强调、提供安全小册子、准备安全设备、提供一个安全环境和任命一个长期的现场安全代表。
由于中国建筑行业的独特性和安全管理的重要性, 应对建筑工地的高危活动进行检查。把建设项目视为一个整体,便可确定25个影响施工现场安全的主要因素,并归纳出事故的五个原因:高层管理人员安全意识淡薄、工人缺乏培训、项目管理人员安全意识淡薄、不愿增加安全管理资金和不计后果的操作。此外,来自承包商和分包商的安全风险因素也要考虑,如:缺乏紧急响应计划, 包括详细的响应过程、工人对设备的危险性操作和不安全的作业行为和承包商由于项目进度的时间压力而对安全的忽视 (Yu et al .,2008)。同时,34隧道风险因素已确定并可分成七类:(1)经济、政治和法律,(2)不可抗力(3)真实的建筑工地, (4)项目人员,(5)施工操作和技术, (6)设计和(7)施工合同。
总之,我们对整个建筑行业事故的类别和成因有了一个很好的理解。然而, 对地铁施工安全因素的具体调查十分有限,涉及地铁建设的不同参与者看待这些因素的视角也很有限。在此背景下,本研究试图找出中国地铁施工安全的关键因素, 让项目参与者对这些因素的重要性进行排名。同时,也对参与者与因素排名之间的一致性进行评估。
2.中国地铁建设的安全事故
据不完全统计,从2008年到现在, 在中国地铁建设中造成人员伤亡的事故已超过20起。中国主要城市地铁建设的平均保险金率超过预算的60%,这表明地铁施工事故给中国造成了巨大的经济损失。
在城市地铁建造中,造成的人员伤亡和经济损失安全事故越来越多。举个例子,2003年7月1日, 在上海地铁4号线建设项目中,两个盾构隧道之间开挖隧道的横通道连接时发生流沙灾难。由于意外断电,冻结土壤逐渐融化,导致流沙危害。虽然这个位置的土层是一个有着40 米的限制液压头的细砂层,但在承压含水层形成的流沙和大量的土壤流入隧道,导致长度约210 m隧道倒塌,和隧道上3栋建筑物的倾斜和倒塌。此外,政府不得不使用军队来应对黄浦江路堤的破坏。由于及时地拉响警报,工地上的工人和危险建筑里的人得以安全疏散,留下的直接经济损失仅约1.5亿元。
2008年11月11日, 杭州地铁1号线湘沪站发生的地基塌陷是中国地铁建设历史上最严重的事故。在此项目建设过程中,紧邻冯庆大道的一堵支持17米深基坑防渗墙在没有任何警报的情况下倒塌,导致冯庆大道塌陷7 米。塌陷区占据一个足球场的面积。除了直接经济损失约4900万元以外,该事故还导致了21死4伤。其主要原因是超挖基坑的软粘土,以及延时的底部钢架支持系统建设。除了严重的施工缺陷,由于传感器的晃动,基坑的监测数据是有误的。因此,即将发生的灾难没有预兆。更糟糕的是,虽然防渗墙的已出现变形和裂缝,但没有修复措施,有的只是赶上进度的方法。
城市地铁建设事故的多米诺效应会产生意想不到的城市公共危机。2007年2月5日, 在南京地铁2号线建设项目中发生的EBP盾隧道事故,导致了隧道上方的道路出现一个大深坑和路面沉降。结果,一个直径600毫米的供水管管道破裂,扩大了塌陷区。这立即引起了直径500毫米的天然气管道泄漏,产生一个大爆炸,毁坏了工地以北10米处的金鹏办公楼。最后,生活用水,天然气和电暂停供应了两天,这给5400位居民的日常生活带来了极大的不便。
为了改善地铁施工的安全管理, 我们开展了一项关于被调查者眼中中国地铁建设安全因素的调查,旨在确定其关键安全因素。主要参与者包括客户、咨询师、设计师、承包商和监理工程师。第三章介绍了研究方法,包括问卷的设计与收集,以及数据分析方法。之后,第四章展示所有的结果。第五,第六章对提高中国地铁施工安全管理的可行性对策提出了建议并总结。
3.研究方法
3.1 问卷设计
为了实证地研究参与者的不同视角,我们使用问卷调查方法来收集数据。这种方法使调查更客观,降低了研究成本。首先,在实际分析之前,我们进行了一项试点研究,旨在筛选全面的安全问题清单,以确保问卷调查题目的有效性、可靠性和重要性。然后,我们进行题目分析来检测每一个问题都可以把一位参与者与其他参与者区分开。结果表明,每一个题目都是重要的。所有题目的重要值都低于0.05,零被排除在95%置信区间的差异外。
克伦巴赫的阿尔法是用来测试题目是否一致、可靠。问卷的阿尔法值为0.943,表明其具有较高的内部一致性。
基于上述调查问卷,探索性访谈和初步研究的结果如列表。
我们找出了40项关于地铁施工安全的因素。问卷调查在中国5个正在进行地铁建设项目的城市展开。每个问题都采用李克特量表法,1 =“低效应”、5 =“强有力的效应”。表1总结出了中国地铁建设的安全因素。
3.2问卷收集过程
本研究选取了中国5个正在进行地铁建设项目的不同城市,即沈阳、武汉、郑州、深圳、南宁进行调查。它们坐落在中国的东北、中部和南部。在每个城市,当地的地铁集团有限公司负责整个施工过程中的所有安全管理和协调任务。设计公司、监理公司和承包商负责实际的施工过程,他们的行为与施工安全密切相关。最后, 在当地政府机构和沈阳、武汉、郑州、深圳、南宁城乡建设委员会的支持下,从上述公司中邀请参与38个地铁建设项目的120名工程师参加这项调查。工程师符合以下条件,便有资格参与调查:(1)至少年满18岁,(2)能够阅读和理解中文和(3)具备实践经验并参加了某些地铁建设项目。对工程师的参与不提供经济补偿。招聘从2009年12月到2010年6月之间进行。
训练有素的人员将调查问卷分发给合格的参与者,并告知他们:(1)他们的参与完全是自愿的,他们可以随时退出这项研究;(2) 必须完成所有题目,且必须独立完成,除非在理解题目上有困难;(3) 不允许与同事讨论问卷。所有完成的调查问卷都是保密和匿名的。我们把每个唯一的ID号码分给被调查者,在问卷的顶部作为标志。
3.3 数据分析
我们用社会科学统计软件包(SPSS 16.0) 对收集到的数据进行了分析。使用了如下5个数据分析技术:
(1)因子分析
(2)平均值估算
(3)观察单位排秩
(4)单向方差分析(方差分析)
(5)斯皮尔曼的秩相关检测
这些方法用来确定同一类别的某些题目,以及在不同的地铁建设项目中的不同参与者对这些安全因素的重要性的排序是否在统计上有显著的差异。同时,采用因子分析来确定在地铁施工中影响工地安全的最重要的因素。因此,这些结果可用于帮助业内所有参与者来控制施工安全风险和避免生命财产损失。这一研究的意义水平障碍在统计学意义上的平均水平是0.05,而0.01的水平是非常显著的。
4 结果
4.1 回答和保留率
本研究中使用问卷调查法来收集来自5个城市不同的地铁建设项目的参与者的数据,主要参与者包括客户、咨询师、设计师、承包商和监理工程师。共发放120份问卷,回收104份有效问卷, 回收率达到86.7%。剩下的13.3%表明参与者他们没有足够的时间来完成这项调查或他们不感兴趣。表2显示了有效问卷的分布。
4.2 样本特征
如表2所示,客户和设计师各交回20份问卷(占回收总数的19.2%)。咨询师共交回6份问卷(占回收总数的5.8%),回收率最低。承包商和监理人员交回的问卷最多,分别为31份和27份(各占回收总数的29.8%和26.0%),两个的回收率最高。
目前,随着中国建筑行业的快速发展,越来越多的总经理是刚毕业的年轻人。地铁建设工地上的所有一线工人都来自农村地区。因此,工地上的每个人在地铁建设中的实践经验是有限的。如表2所示,42份可用的问卷调查显示40.4%的工人有1-5年的经验。23份和21份可用的调查问卷分别显示22.1%的工人有5 - 10年的经验、20.2%的工人有10年以上的经验。18份可用问卷显示新工人的比例占总数的17.3%。
事故因果关系理论表明, 大多数事故的根源是管理失误,这意味着提高管理绩效,包括调度、质量、成本、安全、和风险是减少施工事故的最好方法。基于这个原因,本研究更多地关注各级管理者。此外,大多数安全风险发生在建筑工地,所以基层和中层管理人员对安全管理来说无疑是最重要的。建设风险的另一个原因是工人的不安全行为。高级管理层把安全放在首位也同样重要,因为即使他们不直接影响安全,但是他们所做的决策会影响安全。因此,本研究选取不同比例的员工类型进行查,即3.8%的高级管理人员, 23.1%的中层,48.1%的基层管理人员,48.1%的普通工人。
4.3 五个最重要的因素
因子分析是一种把大量的数据减到少量因素的统计工具(在本例中的关键安全因素),从原始变量中检测出有意义的模式的存在,从很多组相关变量中提取表示关系的主要服务因素。
首先我们进行了Kaiser-Mayer-Olkin(KMO)测试和巴特利特球形测试。就值的分布而言,KMO测试测量样本的充分性,完成因子分析。KMO测试可接受的值大于0.5。巴特利特球形的测试决定相关矩阵是否是一个单位矩阵。如果存在一个单位矩阵,因子分析将毫无意义。
用于解释常见因素的系数是以粗体显示。提取方法为主成分分析法。旋转方法为方差正交最大旋转。
根据KMO测量的0.831的抽样充足率的结果,此数据对分析来说是合适的。巴特利特球形测试高达0.002682,这显示了一个低于0.001的概率值。这一结果表明, 一些作答的类别之间确实存在相关性。巴特利特的球形测试和Kaiser-Meyer-Olkin测量抽样充足率已证实本研究使用因子分析。
因子载荷是变量与一个因子的相关性。通过结合那些使用方差极大旋转法进行主要因素成分分析后还具备相对较高的因子载荷的变量,便可得出一个因素的现实意义。变量被极大地加载到只有一个因素,并且最小限度地影响到剩余的因素。这些因素代表什么,这种分析提供了一个清晰的图像解释。由此表3中确定了所产生的关键安全因素维度。
通过因子分析,五个最重要的安全因素确定如下:
因素1
这个因素包括九个变量:工人受到的地铁施工现场安全培训(第3项), 客户关于地铁建设的安全意识(第22项)、安全监管员进行安全检查的表现 (第26项)、安全投资占项目总投资的比率(第33项)、 客户对安全的优先考虑程度(第34项)、 工人在地铁建筑工地受到的安全教育 (第35项)、地铁建筑工地的工人的安全意识 (第36项)、在地铁施工期间提供的安全专业知识(第39项)和地铁施工期间的安全风险识别和分析 (第40项)。在这些项中,第3、34、35和36项反应了现场建筑工人对安全的看法,而第22和26项分别显示客户和监管人员对于安全的观点。第33、39项和第40项研究了所有三种员工类型对专家的影响的看法。因此,因素1是参与者对安全因素的看法。这个因素占总数的32.986%。这个结果表
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