淺談建筑工程群塔作業(yè)智能化安全管理

李福水 付應(yīng)兵

摘要：隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的迅速發(fā)展，建筑施工的機(jī)械化、自動(dòng)化程度要求也越來(lái)越高，塔式起重機(jī)已經(jīng)成為建筑工地必不可少的大型施工機(jī)械之一，但同時(shí)塔吊安全的事故也屢屢發(fā)生。因此，塔吊的安全越來(lái)得到重視，全國(guó)各地已相繼下發(fā)關(guān)于塔式起重機(jī)安全管理的相關(guān)文件，施工現(xiàn)場(chǎng)塔吊的智能化安全管理已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。本文分析了塔吊智能化管理的重要性，希望為施工單位提供建議，提高建筑機(jī)械的安全管理水平。

關(guān)鍵詞： 群塔作業(yè)；安全管理；智能化

1 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家建設(shè)規(guī)模逐年加大，新建居住區(qū)數(shù)量和規(guī)模的不斷增加，建設(shè)中會(huì)有少則數(shù)臺(tái)多則數(shù)十臺(tái)的塔吊組成的群塔作業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)。在現(xiàn)場(chǎng)常可看到塔吊參差林立，由于操作半徑的重疊，現(xiàn)場(chǎng)塔吊的作業(yè)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，施工難度越來(lái)越大，塔吊安全事故也在逐年增多。建筑機(jī)械安全事故通常都是重大事故，容易造成群死群傷，在生命財(cái)產(chǎn)遭受損失的同時(shí)，社會(huì)負(fù)面影響也很大。建筑機(jī)械安全事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明，有必要通過(guò)科技手段，通過(guò)對(duì)多臺(tái)塔吊交叉作業(yè)的流程進(jìn)行總結(jié)和改良創(chuàng)新，采用了智能防碰撞系統(tǒng)等新技術(shù)、新設(shè)備，形成施工現(xiàn)場(chǎng)群塔作業(yè)防碰撞施工方法，通過(guò)多個(gè)工地的使用，達(dá)到了保障群塔施工的安全運(yùn)行，加快了施工進(jìn)度，降低了施工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2 工作特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)建筑平面圖進(jìn)行分析，在群塔選址、立塔、運(yùn)行、拆塔等全過(guò)程進(jìn)行控制，制定了嚴(yán)格規(guī)范的“運(yùn)行六項(xiàng)原則”，同時(shí)采用了智能防碰撞系統(tǒng)，從而在軟件和硬件的雙重平臺(tái)上對(duì)群塔的運(yùn)行進(jìn)行控制，避免以前群塔作業(yè)所采用的無(wú)序和人為因素影響造成的安全隱患和工期延誤。實(shí)現(xiàn)了提高勞動(dòng)效率，節(jié)約施工成本，縮短工期以及拓寬對(duì)使用環(huán)境的限制的目的。

3 適應(yīng)范圍

本觀點(diǎn)適用于群體建筑有多臺(tái)塔吊交又施工及周邊有高壓線、高大、高聳建筑等環(huán)境復(fù)雜場(chǎng)地塔吊施工作業(yè)。

4 群塔作業(yè)防碰撞智能化管理

為了便于闡述智能化在建筑機(jī)械上的應(yīng)用研究，本文選取塔吊作為研究對(duì)象。塔吊的智能化主要是塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括6個(gè)部分：主控器、傳感器、顯示器、通信模塊、塔吊工監(jiān)控軟件、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。通過(guò)安裝于塔吊吊臂、塔身及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)處的各類傳感器、駕駛室的黑匣子、塔吊人臉識(shí)別考勤、無(wú)線通訊模塊以及在遠(yuǎn)程服務(wù)器部署的可視化系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲取塔吊當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，對(duì)塔吊起重量、起重力矩、起升高度、幅度、回轉(zhuǎn)角度等進(jìn)行精確控制，同時(shí)配備預(yù)警限位控制系統(tǒng)、超載預(yù)警、三維立體防碰撞、大臂絞盤(pán)防跳槽視頻監(jiān)控等以實(shí)現(xiàn)塔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及群塔交叉作業(yè)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可實(shí)時(shí)在塔吊、在線電腦上顯示塔吊或塔吊群的工作狀況，同時(shí)具有黑匣子功能、手機(jī)提醒功能、防互撞和區(qū)域保護(hù)功能、超載警示功能、防傾斜功能等。塔吊智能安全管理系統(tǒng)主要具備以下功能：（1）塔吊運(yùn)行數(shù)據(jù)采集：通過(guò)精密傳感器，實(shí)時(shí)采集吊重、變幅、高度、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角、環(huán)境風(fēng)速等多項(xiàng)安全作業(yè)工況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；（2）實(shí)時(shí)顯示：通過(guò)顯示屏，以圖形數(shù)值方式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前實(shí)際工作參數(shù)和塔吊額定工作能力參數(shù)，使駕駛員直觀了解塔吊工作狀態(tài)，正確操作；（3）單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控：監(jiān)控單臺(tái)塔吊的運(yùn)行安全指標(biāo)，包括吊重、起重力矩、變幅、高度、工作回轉(zhuǎn)角及作業(yè)高度風(fēng)速，在臨近額定限值時(shí)發(fā)出聲光預(yù)警和報(bào)警；（4）單機(jī)防碰撞監(jiān)控：監(jiān)控單臺(tái)塔吊與建筑物的干涉防碰撞、禁行區(qū)域、塔吊自身各種限位，在臨近額定限值時(shí)發(fā)出聲光預(yù)警和報(bào)警；（5）塔吊群防碰撞：監(jiān)控塔吊群實(shí)時(shí)干涉作業(yè)的防碰撞，使塔吊駕駛員直觀、全面地掌握周邊塔吊與本機(jī)塔吊當(dāng)前干涉情況，并在發(fā)現(xiàn)碰撞危險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行聲光預(yù)警和報(bào)警；（6）遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控平臺(tái)：塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控平臺(tái)，可在系統(tǒng)的主界面顯示塔吊的相關(guān)信息，如：塔吊編號(hào)、起吊重量、小車變幅、起吊力矩、負(fù)載系數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速、作業(yè)轉(zhuǎn)角等信息，還可顯示工地名稱、開(kāi)發(fā)商名稱、施工單位、安全責(zé)任人、責(zé)任電話、塔吊坐標(biāo)等信息。違規(guī)操作發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)手機(jī)短信告警，向有關(guān)人員自動(dòng)發(fā)送手機(jī)短信，實(shí)時(shí)告知報(bào)警內(nèi)容。

5 群塔作業(yè)LED燈智能化管理

目前建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)夜間照明主要分為環(huán)境照明和局部作業(yè)照明，以塔吊燈照明為主。當(dāng)夜間有施工需要時(shí)，會(huì)開(kāi)啟塔吊燈保證足夠的照度，當(dāng)夜間沒(méi)有施工作業(yè)，或夜間施工結(jié)束后，塔吊照明一般會(huì)整晚工作，造成電能很大的浪費(fèi)，影響周邊居民休息。同時(shí)塔吊燈照明設(shè)備用電易出故障，在夜間檢查臨時(shí)用電存在安全隱患。

隨著物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算的逐步應(yīng)用，我們通過(guò)智能化手段對(duì)塔吊LED燈控制箱改造，通過(guò)手機(jī)APP可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)塔吊LED燈智能遠(yuǎn)程控制，夜間可以根據(jù)施工需求，開(kāi)啟或關(guān)閉塔吊燈。

該舉措的實(shí)施既能有效的控制光源，達(dá)到環(huán)保部門(mén)要求，做到夜間不擾民，又能節(jié)約電能，有利于臨時(shí)用電管理，促進(jìn)項(xiàng)目精細(xì)化管理。

6 工程實(shí)例

黃石市中心醫(yī)院黃金山院區(qū)一期工程項(xiàng)目位于黃石市圣明路以西、大棋路以南地段，總建筑面積約23.8萬(wàn)m2。地下一層，其建筑面積60332.99m，地上由住院樓、醫(yī)技樓、門(mén)診樓、核醫(yī)學(xué)腫瘤中心、洗滌動(dòng)力中心、食堂、室外連廊組成。住院樓地上12層、地下1層，建筑高度49.450m，建筑面積92053.67m，屋面局部為鋼桁架；門(mén)診樓地上7層、地下1層，建筑高度32.850m建筑面積31763.66m。醫(yī)技樓地上4層、地下1層，建筑高度18.900m，建筑面積為27295.40m。核醫(yī)學(xué)腫瘤中心地上4層、地下1層，建筑高度17.250m，建筑面積16550m。結(jié)合上述工程狀況，本工程塔吊選型方案如下：本工程塔吊由武漢竹安設(shè)備有限公司提供，我項(xiàng)目部結(jié)合建筑物的高度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、工期和租賃公司塔吊選型等因素，計(jì)劃安排8臺(tái)塔吊。分別為1#塔吊6012（R=60m）、2#塔吊7015（R=65m）、3#塔吊601（R=60m）、4#塔吊6513（R=65m）、5#塔吊6012（R=60m）、6#塔吊7015（R=65m）、7#塔吊5610（R=56m）、8#塔吊7015（R=65m）。本項(xiàng)目采用了智能防碰撞系統(tǒng)等新技術(shù)、新設(shè)備，形成施工現(xiàn)場(chǎng)群塔作業(yè)防碰撞施工方法，達(dá)到了保障群塔施工的安全運(yùn)行，加快了施工進(jìn)度，降低了施工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益的目的。本項(xiàng)目受到上級(jí)單位的好評(píng)，取到了湖北省建筑工程安全文明施工現(xiàn)場(chǎng)，第二屆“黃石工匠”暨第十四屆職工技能大賽在本項(xiàng)目舉行。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33-2012）.

[2]建筑施工安全檢査標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-2011）.

[3]塔式起重機(jī)安全規(guī)程（GB5144-2016）.

（作者單位：武漢建工集團(tuán)股份有限公司）