施工建筑场所坍塌事故的预防及应急措施

施工建筑场所坍塌事故的预防及应急措施据住房和城乡建设部2021-2023年全国房屋市政工程生产安全事故情况通报，三年间房屋市政工程领域累计发生坍塌事故372起、死亡632人，事故起数占生产安全事故总起数的18.5%，死亡人数占总死亡人数的27.2%，是仅次于高处坠落的第二大事故类型；其中较大及以上等级事故中，坍塌事故占比达43.3%，单次事故平均死亡人数为3.18人，远高于高处坠落事故平均1.21人的死亡规模，是建筑施工领域群死群伤风险最高的事故类型。施工建筑场所坍塌事故具有突发性强、破坏性大、波及范围广、易引发次生伤亡的特点，其诱因覆盖勘察设计、施工管理、现场作业、应急处置全流程，必须通过全链条风险防控、体系化应急准备、标准化现场处置构建完整的防护网，从根本上降低事故发生率、减少事故伤亡损失。从事故发生场景划分，施工场所坍塌主要分为六类：一是基坑工程坍塌，主要发生在深基坑（开挖深度超过5m，或深度未超过5m但地质条件、周边环境复杂的基坑）施工阶段，据住建部工程质量安全监管司对2018-2022年全国127起房屋市政工程较大坍塌事故的溯源统计，基坑坍塌共36起，占比28.3%，核心诱因包括地质勘察数据失真、支护结构设计不足、开挖作业未遵守“先撑后挖”原则、基坑边坡堆载超标、降排水不到位、监测数据失真或响应不及时；二是模板支撑体系坍塌，主要发生在混凝土浇筑环节，前述127起事故中模板支撑体系坍塌共54起，占比42.5%，是占比最高的坍塌类型，核心诱因包括专项方案照搬模板未结合现场荷载计算、钢管扣件等材料承载力不达标、架体搭设未按方案设置扫地杆与剪刀撑、扣件拧紧扭矩不足、混凝土浇筑顺序错误导致架体单侧受力、提前拆模；三是外脚手架坍塌，共12起，占比9.4%，核心诱因包括连墙件设置不足或违规拆除、架体基础不均匀沉降、作业面施工荷载超标、大风天气下受风荷载作用失稳；四是拆除工程坍塌，共20起，占比15.7%，核心诱因包括拆除单位无相应资质、拆除顺序违规采用底部掏掘方式、楼板堆载拆除弃渣超过承载力、未设置警戒区导致无关人员进入作业范围；五是临建设施坍塌，共5起，占比3.9%，核心诱因包括临建搭设未进行结构验算、选址位于边坡滑移影响范围或洪水淹没区、极端雨雪天气下屋面荷载超标、活动板房拉结措施不足遭遇大风失稳；六是关联结构坍塌，主要是建筑主体施工阶段因结构受力体系未成型、施工荷载超标导致的楼板、梁体坍塌，以及起重机械倾覆压塌临时设施、架体的次生坍塌，占比约0.2%。从致因层次看，92%以上的施工坍塌事故属于责任事故，不存在不可防控的自然因素，其中管理层面的违章指挥、方案失效、检查缺失占比约65%，作业层面的违章操作、隐患排查不到位占比约27%，勘察设计层面的源头风险遗漏占比约8%。全流程坍塌风险预防管控需从源头阶段前置防控，将风险消解在施工启动之前。一是严格勘察作业质量管控。勘察单位必须严格按照《建筑基坑支护技术规程》《建筑工程地质勘探与取样技术规程》要求布设勘察点，对安全等级为一级的深基坑，勘察点间距控制在10-15m，且基坑每侧勘察点数量不少于3个，勘察深度需达到基坑底设计标高以下2-3倍开挖深度，对暗浜、古河道、软弱土层、地下水富集区、地下管线密集区必须加密勘察点，查明土层分布、土体抗剪强度指标、地下水位及渗流参数，严禁编造勘察数据、随意减少勘察点数量。针对基坑周边存在老旧建筑、地铁、市政管线的项目，必须同步勘察周边建（构）筑物的基础形式、埋深、结构完好情况，为后续支护设计提供准确依据。二是强化专项设计的安全冗余。对深基坑、高支模（搭设高度8m及以上、搭设跨度18m及以上、施工总荷载15kN/㎡及以上、集中线荷载20kN/m及以上的模板支撑体系）、拆除工程等涉坍塌风险的分部分项工程，必须由具备相应资质的设计单位出具专项设计文件，严格执行安全系数标准：一级基坑支护结构重要性系数不低于1.1，二级基坑不低于1.0，三级基坑不低于0.9；模板支撑体系的承载力验算需考虑1.3倍的活荷载分项系数、1.2倍的恒荷载分项系数，对南方雨季施工区域需考虑土体受雨水浸泡后抗剪强度下降30%-40%的折减系数，对北方冬期施工区域需考虑土体冻胀、春融期强度下降对支护结构的影响。设计文件需明确施工阶段的允许堆载值、结构变形预警值、关键工序的施工要求，其中一级基坑围护结构顶部位移预警值为30mm或开挖深度的0.2%，地面沉降预警值为开挖深度的0.15%，预警值需结合周边环境敏感性适当提高。三是做细设计交底与图纸会审。勘察设计单位需在项目开工前向施工、监理单位进行专项交底，明确风险点位置、施工注意事项、风险管控要求，对施工单位提出的图纸疑问要及时书面答复，严禁边施工边设计、先施工后补设计。施工准备阶段需构建体系化防控基础，避免因准备不足埋下先天隐患。一是严抓专项施工方案编制与专家论证。施工单位必须针对涉坍塌风险的危大工程编制专项施工方案，方案需包含工程概况、编制依据、施工计划、施工工艺技术、施工安全保证措施、施工管理及作业人员配备和分工、验收要求、应急处置措施、计算书及相关施工图纸9个核心部分，严禁直接套用通用模板，所有荷载计算、立杆间距、支护参数必须结合项目实际取值，确保方案可落地、可执行。对超过一定规模的危大工程，施工单位必须组织5名及以上具备相应专业高级技术职称、与项目无利益关联的专家对专项方案进行论证，专家需对方案的计算准确性、工艺合理性、安全可靠性提出明确的论证意见，对论证提出的修改意见，施工单位必须修改完善后经专家签字确认方可实施，严禁专家论证流于形式、方案与现场施工“两张皮”。据前述127起较大坍塌事故的统计，61.4%的事故存在专项方案照搬照抄、参数取值错误、专家论证把关不严的问题，是事故发生的核心管理诱因。二是抓实人员培训与技术交底。对涉及坍塌风险作业的特种作业人员，包括架子工、基坑支护作业人员、起重信号司索工、电焊工等，必须100%持特种作业操作资格证上岗，进场时要核验证书真实性，严禁无证人员上岗作业。分部分项工程施工前，项目技术负责人必须向施工现场管理人员进行方案交底，施工现场管理人员必须向作业人员进行详细的安全技术交底，交底内容需涵盖作业流程、风险点、管控要求、应急处置方式，交底需由双方和专职安全员共同签字确认，严禁代签、漏签，确保每一名作业人员清楚作业要求和风险。三是严格进场材料验收管控。建立脚手架钢管、扣件、模板、支护材料的进场验收台账，按照规范要求抽样复试：扣件式钢管脚手架采用的钢管应采用φ48.3mm规格，公称壁厚3.6mm，允许偏差±0.36mm，严禁使用壁厚不足2.8mm的锈蚀、弯曲、开裂钢管，据中国建筑业协会2023年对全国120个在建项目的材料抽检，32%的项目使用的劣质钢管实际壁厚仅2.4-2.7mm，实际承载力比规范要求低35%以上，是支撑体系失稳的重要诱因；扣件需采用可锻铸铁制作，严禁使用有裂纹、变形、滑丝的扣件，扣件螺栓拧紧扭矩达到65N·m时不得发生破坏，抗滑承载力设计值不低于8kN；基坑支护采用的土钉、锚杆、钢筋、混凝土材料需按设计要求进场复试，严禁使用瘦身钢筋、强度不达标的混凝土；模板及木方需满足抗弯强度要求，严禁使用腐朽、断裂、变形的木方和模板。对验收不合格的材料必须立即清退出场，严禁在工程中使用。四是提前排查现场基础条件。施工前需查清施工区域内的地下管线、地下空洞、周边建（构）筑物基础情况，提前完成施工区域的地面硬化、临时排水系统布设，基坑顶边需提前设置高度不小于30cm的挡水墙，防止地表水流入基坑；脚手架、模板支撑体系的搭设区域需提前平整夯实，设置排水坡度，严禁在软土、回填土未硬化的区域直接搭设架体。施工过程是坍塌风险防控的核心环节，需落实动态精准管控，针对不同场景严格执行管控标准。一是基坑工程施工管控。严格遵守“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的核心原则，软土区域分层开挖厚度不超过1m，硬质土区域分层开挖厚度不超过2m，开挖一层及时施工一层支护结构，支护结构强度达到设计要求后方可开挖下一层土方，严禁一次开挖到底后再施工支护，前述事故统计显示47%的基坑坍塌事故由超挖、支护滞后直接导致。严格落实降排水措施，基坑开挖前需提前进行降水，将地下水位稳定降至基坑底以下0.5-1m方可开挖，降水过程中同步监测周边地面、建（构）筑物的沉降，防止降水引发周边土体固结沉降；基坑内设置排水沟和集水井，及时抽排坑内积水，严禁基坑底土体长期被水浸泡，试验数据显示，饱和软黏土被水浸泡48小时后，不排水抗剪强度会下降40%-60%，极易引发边坡滑移。严格管控基坑边荷载，基坑顶边2m范围内严禁堆放任何材料、渣土、设备，2m范围外的堆载不得超过设计限值（通常不超过20kPa，约合2t/㎡），严禁重型自卸卡车、混凝土泵车等重型车辆在基坑边无加固措施的区域长时间停靠。严格落实施工监测，一级基坑施工期间每日开展1次监测，当监测数据接近预警值、遭遇暴雨、周边存在施工扰动时，加密至每2小时监测1次，监测内容覆盖围护结构顶部位移、深层水平位移、周边地面沉降、地下水位、支撑轴力、周边管线及建（构）筑物沉降，当出现位移速率连续3天超过2mm/天、位移总量达到预警值80%、支撑轴力突然增大等异常情况时，必须立即停止坑内作业，撤离所有人员，分析原因并采取加固措施，严禁冒险作业，同时要严厉打击监测数据造假、漏测、不报异常数据的行为。二是模板支撑体系与外脚手架管控。架体搭设严格按方案执行，立杆底部必须设置厚度不小于50mm、长度不少于2跨的木垫板或钢垫板，立杆纵横向间距偏差不超过50mm，立杆垂直度偏差不超过架体高度的1/200且不大于100mm；在立杆底部距地面高度不大于200mm处设置纵横向扫地杆，纵横向水平杆步距严格按方案设置（通常不超过1.5m）；高支模架体必须在四周及内部纵横向每6-8m设置由底至顶的连续竖向剪刀撑，在顶层、中间层每隔不超过4m设置连续水平剪刀撑，剪刀撑宽度不小于4跨，斜杆与地面倾角控制在45°-60°之间，每道剪刀撑的扣件固定点数量不少于3个，确保架体形成稳定的空间结构。架体搭设过程中，安排专人对扣件拧紧扭矩进行检查，扣件拧紧扭矩需控制在40-65N·m之间，抽检比例不低于10%，当抽检不合格率超过10%时，需对所有扣件进行逐个拧紧，前述事故统计显示，72%的模板支撑坍塌事故存在剪刀撑缺失或不连续、扣件扭矩不足的问题。架体搭设完成后，必须由施工单位技术负责人、总监理工程师组织专项验收，对架体的立杆间距、水平杆步距、剪刀撑设置、扣件扭矩、基础稳定性进行量化验收，验收不合格严禁进入下一道工序。混凝土浇筑过程中，严格按方案确定的顺序对称浇筑，大跨度梁体需从跨中向两端对称浇筑，严禁从一端向另一端赶浆浇筑导致架体单侧受力失稳；浇筑期间安排专职安全员和专业架子工在架体下方值守，观察架体变形情况，当出现扣件异响、立杆弯曲、架体晃动等异常时，立即停止浇筑，组织作业人员撤离。严格执行拆模审批制度，拆模前需核验同条件养护混凝土试块强度：跨度小于2m的板类构件强度达到设计强度的50%、跨度2-8m的板和梁类构件达到75%、跨度大于8m的构件及所有悬臂构件达到100%时，经项目技术负责人批准后方可拆模，严禁提前拆模，拆模时需设置警戒区，严禁大面积撬落模板导致架体受冲击荷载失稳。外脚手架搭设需严格按方案设置连墙件，连墙件采用刚性构件，按两步三跨或三步三跨的间距设置，单根连墙件抗拉承载力不低于10kN，严禁作业人员随意拆除连墙件，确因施工需要拆除的必须经技术负责人批准并采取临时加固措施；脚手架作业面施工荷载严格控制在规范限值内，结构脚手架不超过3kN/㎡，装修脚手架不超过2kN/㎡，严禁在脚手架上集中堆放钢筋、砖块、模板等重载材料，严禁将模板支撑、缆风绳、泵送混凝土管道固定在脚手架上；六级及以上大风天气停止架体搭设和拆除作业，大风过后对架体连墙件、扣件进行全面检查，确认无变形、松动后方可恢复作业。三是拆除工程与临建设施管控。拆除工程必须由具备相应资质的专业单位施工，施工前全面查清被拆除建筑的结构受力体系、管线分布情况，编制专项方案并经审批后方可施工；拆除作业严格遵守“从上至下、先非承重结构后承重结构”的顺序，严禁采用底部掏掘、整体推倒的危险作业方式，严禁上下立体交叉作业；拆除作业面的建筑垃圾要及时清运，严禁在楼板上大量堆积弃渣，弃渣堆载不得超过楼板设计承载力（一般住宅楼板承载力为2kN/㎡，约合20cm厚的干建筑垃圾重量）；拆除作业区域设置硬质封闭警戒区，安排专人值守，严禁无关人员进入。临建设施搭设前需进行结构验算，采用A级防火彩钢板材，搭设高度不超过2层，基础采用硬化混凝土基础；临建选址避开基坑边2倍开挖深度影响范围、边坡下方、洪水淹没区、高压线路走廊等危险区域；台风、暴雪来临前，对活动板房的拉结、屋面进行加固，六级以上大风、暴雪预警时及时撤离板房内人员，雪后及时清理屋面积雪，需注意的是，一般临建屋面活荷载设计值为0.5kN/㎡，干雪容重约为1kN/m³，5cm厚干雪荷载约为0.05kN/㎡，但湿雪、积冰的容重可达5-10kN/m³，5cm厚的积冰荷载即可达到0.25-0.5kN/㎡，若湿雪厚度达到20cm以上，荷载可超过1kN/㎡，远超临建屋面设计承载力，极易压塌屋盖。四是特殊工况与极端天气管控。六级及以上大风、暴雨、暴雪、大雾等极端天气时，停止所有高处作业、基坑开挖、架体搭拆作业，安排专人对基坑边坡、架体、临建设施进行巡查，发现隐患及时处置；冬期施工时对基坑边坡采取保温覆盖措施，防止土体冻胀导致支护结构变形，春融期加密基坑监测频次，及时排查边坡滑塌风险；交叉作业时，严禁在架体、临建上方设置起重吊装作业半径，确需交叉作业的必须设置硬质防护层，防止重物坠落冲击引发结构坍塌。完善的应急处置体系是降低事故伤亡损失的最后一道防线，需从准备、响应、处置全环节明确标准，避免因处置不当扩大伤亡。一是做实事前应急准备。结合项目实际坍塌风险编制专项应急预案，明确应急组织机构及职责、风险监测预警机制、应急响应流程、人员疏散路线、救援设备配置、与属地消防、医疗、应急部门的联动机制，针对不同等级的险情制定对应的处置措施：当监测数据达到预警值时启动四级响应，加密监测频次，排查隐患原因；当结构出现明显裂缝、变形速率加快时启动三级响应，停止危险区域作业，撤离无关人员；当出现支护结构断裂、架体明显变形等坍塌前兆时启动二级响应，立即组织所有危险区域人员撤离，设置警戒区；当发生坍塌事故时启动一级响应，开展事故救援。现场根据风险类型配齐应急物资，针对基坑坍塌风险储备沙袋、型钢、钢板桩、抽水泵、应急照明设备；针对架体坍塌风险储备备用钢管、扣件、木方、切割机、撬棍；所有项目配备足够的对讲机、警戒带、担架、急救包、个人防护装备，应急物资存放在便于取用的位置，定期检查维护，严禁挪作他用。组建不少于20人的兼职应急救援队伍，队员由现场管理人员、年轻作业人员组成，定期开展救援技能培训，掌握基本的破拆、人员急救、隐患排查技能；与就近的消防救援站、二级以上医院建立应急联动机制，明确联络方式和救援路线，确保事故发生后救援力量能快速到达。常态化开展应急演练，每季度至少组织1次坍塌事故专项应急演练，深基坑、高支模等超危大工程施工前组织1次针对性演练，演练模拟真实险情场景，重点检验人员快速疏散、隐患早期处置、协同救援的能力，避免走形式、走过场；演练结束后及时评估预案的实用性和可操作性，针对暴露的问题修订完善预案。应急管理部相关统计数据显示，定期开展针对性应急演练的在建项目，坍塌事故发生后的人员伤亡率可降低60%以上，救援效率提升70%以上。二是规范险情早期处置。施工坍塌事故发生前通常会出现明显的前兆，包括：基坑边坡出现贯通性裂缝且裂缝持续扩展、边坡土体掉块滑落、支护结构变形开裂、支撑轴力骤增、周边地面沉降开裂；架体出现明显变形、立杆弯曲、扣件断裂发出异响、作业面倾斜；临建钢构件变形、焊缝开裂、墙体开裂、屋盖下挠。现场专职安全员、班组长一旦发现上述前兆，必须立即通过喊话、对讲机等方式发出警报，按照“先撤离、再排查、后处置”的原则，第一时间组织危险区域内所有人员沿预定疏散路线撤离至安全地带，严禁安排人员进入危险区域“查看情况”或“冒险加固”；人员撤离后立即清点人数，在危险区域周边设置硬质警戒，安排专人在安全位置监测险情发展，严禁无关人员进入警戒范围，同时上报项目负责人和监理单位，由技术团队制定隐患处置方案，在彻底消除风险前严禁人员返回作业区域。据对2018-2022年全国较大以上坍塌事故的复盘分析，38%的事故在发生前1-2小时已出现明显坍塌前兆，但现场管理人员未及时组织人员撤离，反而违规指挥工人进入危险区域加固作业，导致伤亡规模扩大。三是落实坍塌事故的科学处置。事故发生后，现场需严格按照“救人第一、科学施救、防止次生伤害”的原则开展处置，坚决杜绝盲目施救。首先要快速响应上报，项目负责人第一时间赶到现场，在确保安全的前提下清点作业人员，核实被困、被埋压人员数量和大致位置，立即拨打119消防救援电话、120急救电话，向属地住建、应急管理部门如实报告事故情况，包括事故地点、坍塌类型、被困人数、现场风险，严禁迟报、瞒报、谎报。其次要严格现场警戒，安排专人在事故现场周边设置多层警戒区，严禁无关人员、车辆进入现场；安排技术人员持续监测坍塌区域的稳定性，重点观察是否存在二次坍塌的迹象，当发现边坡滑移、未坍塌结构持续变形等风险时，立即组织所有现场人员撤离至安全区域。第三要科学开展救援，在组织专业救援力量进场的同时，由项目技术人员对现场稳定性进行评估，对存在二次坍塌风险的区