火電廠改造項目大型吊裝方案的編制與審查

陶 明，王明遠，李甲偉，達朝偉

(1.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054；2.西熱益通熱工技術服務有限責任公司，陜西西安 710032；3.華能平涼發電有限責任公司，甘肅 平涼 744032)

0 引言

近年來，火電廠持續進行大量環保設備的改造，例如：脫硫、除塵、風機、濕式除塵器、低低溫省煤器等。這類改造項目施工規模不大，容易出現建設單位、監理單位、施工單位管理機構不健全、不夠專業的情況；同時這類項目通常存在工期要求緊、施工場地條件差、施工單位素質參差不齊等不利于施工安全的因素，所以有必要對此類項目施工重點環節如大型吊裝施工等進行有效、專業的管控，以確保施工安全。

1 大型吊裝施工分析

大型吊裝施工對整個建設工程的安全、質量、進度、費用控制都有重大影響，歷來受到電廠各級領導和項目管理人員的高度重視。首先，吊裝施工有很強的技術性，需要根據相應的條件進行一系列的核算，并根據設備圖紙和施工條件、機械能力來制定方案。其次，吊裝施工參與人員較多，具有群體性和危險性大的特點，在作業前需要將每一操作步驟和安全注意事項向施工人員交代清楚；并且吊裝施工往往伴隨大量高空作業，一旦發生事故將涉及較多人員，并可能伴隨機械或設備的損壞。

以上分析可以看出，大型吊裝施工既需要專業成熟的技術經驗，又需要能夠統攬全局的工程管理經驗。做好施工前期的策劃，編制切實可行的吊裝方案，是安全、高效地完成整個施工項目的前提和基礎工作，對提高工程項目管理水平具有重要意義。

以下對火電廠環保改造項目涉及的吊裝方案的內容、編制依據、主要崗位及職責、主要技術計算要點、安全管理以及方案審查等內容進行論述，以供管理人員開展相關工作時參考。

2 方案編制內容

大型吊裝方案主要圍繞組織與實施、安全措施、吊裝技術3個方面內容進行編寫。

其中，組織與實施部分重點對吊裝施工組織管理體系、相關人員責任與分工、勞動力資源情況、施工機具情況、吊裝施工網絡計劃等進行介紹。

安全措施部分根據項目施工特點，對作業安全風險進行識別，提出相應的安全管理措施，并在實施階段進行監督與檢查。

吊裝技術部分是方案中的核心內容，要以“一表兩圖一書”(吊裝工藝數據表、吊裝平、立面布置圖及吊裝工藝計算書)為編制內容重點，包括如下方面：

(1) 設備參數表，包括大型設備重量、主體材質、高度、直徑、厚度、分段長度；

(2) 吊裝工藝數據表，包括大設備計算起吊重量(含設備本體重量、吊鉤吊具、保溫管線、臨時焊件、腳手架等附加重量)、吊車型號、作業工況下額定起重量、作業半徑、吊臂長度、起吊高度、臂桿組合形式、負載率等；

(3) 吊索具數據表，包括鋼絲繩規格、安全系數等；

(4) 吊裝平面布置圖，包括吊車站位、吊車行走路線、吊臂接桿(升降、旋轉)區域、設備起吊及就位位置、地下障礙物清理區域和構筑物范圍；

(5) 吊裝立面圖，包括起吊和就位工況吊裝立面圖、吊點布置圖；

(6) 吊裝工藝計算書(常規大件吊裝施工)，包括吊車在起吊及就位工況下的受力計算、鋼絲繩受力計算、吊耳計算設計圖。

為使方案更符合現場實際，更具有可行性，在方案開始編制前還應提早、全面、細致地進行吊裝施工的技術準備和調研工作，主要包括：

(1) 應了解大型設備吊裝工程的管理模式，項目總承包單位對大型設備吊裝的總體計劃和要求，運輸單位情況和運輸要求；

(2) 應了解大型設備設計和制造單位(有可能為現場制作)，設備交貨狀態(整體或者分段)及到貨日期、設備制造圖，大型設備大致吊裝時間；

(3) 應熟悉吊車性能，了解吊車組裝、準用程序，掌握吊車租賃費用及可以提供吊車的作業時間段，同時應了解吊索具的自有、租賃、委托設計制造等情況；

(4) 應了解并實地勘察工程施工環境，包括地質勘察報告、設備平立面布置圖、現場作業環境、場內運輸道路情況、大件運輸路線、吊裝施工時的氣候等情況。

3 方案編制依據

大型吊裝方案的編制主要依據的技術資料及國家、行業標準如下：

(1) 設計說明、施工圖等設計資料；

(2) 設備、材料廠家提供技術資料；

(3) 與本工程相關的資料，如地勘資料、構筑物資料、起重機械廠家資料等；

(4) 國家或者行業有關標準、規范、規程等標準規范可分為2類：一類為起重機械安全類，這類標準中規定了起重機械安裝、運行使用、維護保養等方面的安全規定，如GB 6067—2010《起重機安全規程》、GB 5082—1985《起重吊運指揮信號》、GB 5144—2006《塔式起重機安全規程》、DL/T 5248—2010《履帶起重機安全操作規程》、DL/T 5250—2010《汽車起重機安全操作規程》；另一類是起重吊裝施工工藝及安全技術類，這類標準對設備吊裝施工工藝及安全技術要求進行了規定，有些技術標準因電力行業未單獨出版，所以參考其他行業相關技術標準，如DL 5009.1—2014《電力建設安全工作規程 第1部分：火力發電》、SH/T 3515—2003《大型設備吊裝工程施工工藝標準》、GB 8918—2006《重要用途鋼絲繩》、HG/T 21574—2008《化工設備吊耳及工程技術要求》。

在方案編制過程中，應以技術資料和相關標準為依據進行編寫；在吊裝施工過程中，應監督并指導方案完整落實，尤其是標準中涉及的強制性條款。

4 崗位設置及職責劃分

吊裝施工作業是一項群體性作業，需要各相關人員明確分工和職責，默契配合，良好溝通。這對吊裝施工順利實施至關重要，也需要在方案中進行明確并得到各方認可。對于火電廠改造項目的吊裝施工，崗位設置及職責劃分如表1所示。

在表1中，涉及吊裝施工主要操作人員——起重工，按照《起重機械安全規程》規定，起重指揮、起重司索工、吊車司機作為特種作業人員(統稱“起重工”)，必須取得有關部門頒發的資格證書并持證上崗。在施工中應分工明確，不能一人身兼多職。在吊裝施工中，起重工的職責分工通常如下。

(1) 起重指揮的主要工作：

表1 吊裝施工崗位設置及職責劃分

① 被吊物重量、尺寸的確定和吊索具的選擇；

② 設置吊運警戒區；

③ 在整個吊運過程中跟隨、監視被吊物前進，確保被吊物不掛(刮)碰設備；

④ 在整個吊運過程中，發出各種作業信號指揮作業。

(2) 起重司索工的主要工作：

① 根據被吊物件的具體情況與起重指揮一起選擇相適應的吊索具；

② 作業前應對吊索具進行檢查；

③ 綁扎被吊物，起升前檢查連接點是否牢固可靠；

④ 在吊件與吊索的接觸位置處加保護襯墊（必要時）。

(3) 吊車司機的主要工作：

① 在吊裝施工前，對制動器、吊鉤、鋼絲繩和安全裝置進行檢查；

② 作業過程中嚴格遵守“十不吊”規定；

③ 在吊裝施工完畢后，將起重設備設置在規定的停止位置。

5 吊裝技術計算要點

吊裝技術計算部分是吊裝方案中的核心內容，核算的準確與可靠是吊裝施工安全的最大保障。由于吊裝所采用的起重機械差異較大，不同行業、不同專業的吊物差異也很大，涉及多個專業領域的技術內容。以下介紹近年來火電廠環保改造項目所涉及的脫硫、低省、濕除、風機等項目施工中遇到的大型吊裝(吊物重量約10—50 t)計算要點，主要從吊車負荷率計算、鋼絲繩校核計算、吊耳選取3方面分別進行說明，供方案編制與審查人員參考。

5.1 吊車負荷率計算

首先根據吊物的計算重量、吊鉤重量、吊索具的重量等計算得到該位置的起重總重量；其次根據吊裝平、立面布置圖中的吊裝半徑及吊臂長度，在相應的起重機械工況表中查到在該工況下額定起重重量，吊車負荷率=實際起重總重量/額定起重重量。起吊施工時，吊車負荷率一般不宜超過90 %；如果實際情況無法滿足，則應按照《電力建設安全工作規程》4.12.4條款中的相關要求執行。

在進行吊車負荷率計算時，不應只選擇重量最大的吊物，而應將所有吊物相應工況下的吊車負荷率都進行計算。這是由于吊車額定起重量與作業半徑及吊臂長度有關，重量最大的吊物所對應的工況，不一定是吊車負荷率最大的工況。

5.2 鋼絲繩校核計算

首先，根據吊物計算重量、吊點位置、鋼絲繩股數、鋼絲繩夾角等畫出鋼絲繩受力分析圖，再根據力的分解情況，計算得出單根鋼絲繩上所承受的實際拉力。選擇鋼絲繩長度時，應根據DL 5009.1—2014《電力建設安全工作規程 第1部分：火力發電》中的要求和吊點位置，確保鋼絲繩與吊物的水平夾角不小于45°。其次，根據現場擬采用的鋼絲繩規格和GB 8918—2006《重要用途鋼絲繩》，查表得出擬采用鋼絲繩的最小破斷拉力。

根據以上得到的鋼絲繩實際拉力和最小破斷拉力，得出鋼絲繩實際安全系數，即：實際安全系數K=鋼絲繩實際拉力/鋼絲繩最小破斷拉力。根據《電力建設安全工作規程》中表4.12.6-1，查出相應用途鋼絲繩的規定安全系數K。若實際安全系數大于規定安全系數，則所選用鋼絲繩滿足要求；否則應進一步增加鋼絲繩公稱直徑，以滿足安全要求。

在計算鋼絲繩實際安全系數K時，不應當只選擇重量最大的吊物進行計算，而應當對所有吊物的鋼絲繩實際安全系數進行計算。這是因為鋼絲繩受力不僅與吊物重量有關，還與鋼絲繩股數、鋼絲繩長度(夾角)、吊點數量位置等因素有關，所以重量最大的吊物所對應的鋼絲繩安全系數，不一定是所有鋼絲繩安全系數中最小的。

5.3 吊耳選取

火電廠環保改造項目中吊裝常見吊耳大部分為現場制作的板式吊耳，因為吊耳受力計算相對較為復雜，所以可根據一些標準或者手冊來選取合適的吊耳設計型式。通常根據吊物的外形尺寸和吊物計算重量進行吊點布置，從而得到單個吊點的起重重量。根據以上數據和采用的吊耳型式，再查閱相關標準手冊，例如：HG/T 21574—2008《化工設備吊耳及工程技術要求》，得到吊耳的尺寸、材質、焊接標準等數據，供現場制作并在吊物上焊接安裝。

6 安全管理

安全是大型吊裝施工的前提。大型吊裝安全管理主要體現在2個方面。

(1) 大型吊裝設備進出場管理。目前大型吊裝主要采用大型履帶吊、汽車吊、塔吊等成套設備，每次進出場涉及的人員、車輛多，在運輸、組裝、拆除等諸多環節出現問題，都可能導致安全事故。因此對大型吊裝設備的安裝、拆除工作應編制詳細可行的實施方案(需要另外編制大型吊裝設備安裝、拆除方案)，并嚴格執行。這方面我國對起重有關特種設備的相關管理法規、標準、規范較為明確，安全管理的重點是監督落實。

(2) 吊裝現場安全管理。首先，常規的安全管理工作必須落實，例如：防止高空墜落、防止物體滑落和物體打擊、防止觸電等常規安全管理工作。對整個施工過程進行安全風險識別和安全評估，并根據吊裝施工高空作業多的特點配備齊全的安全設施，配置專職安全員加強對全過程施工環節的檢查監督。其次，吊裝安全管理必須抓住重點。吊裝施工是一項技術要求嚴格的工作，必須按照審批通過的技術方案實施，檢查吊裝機具、吊索具的規格和質量、施工現場環境，檢查方案落實情況應作為吊裝安全管理的重點，特別是吊耳的焊接檢查和地基的處理很容易被忽略。以上提及的安全管理工作，均可在國家或者行業頒布的相關標準規范中查閱。為確保吊裝施工所有環節在可控范圍內，技術人員應按照“場地清理—地基處理(如果有)—設備和人員進場(包括辦理相應告知、監檢手續)—吊裝設備的安裝和調試—安全檢查確認—辦理相關報驗(包括獲得準用許可證)—試吊—正式吊裝”的程序進行施工，對全過程按照“誰檢查，誰負責”的原則進行檢查確認，并做好原始記錄和簽字確認。吊裝過程應明確人員的責任與分工，確保各部門協調溝通順暢。

7 方案審查

對于火電廠改造項目的大型吊裝施工，建議按照DL 5009.1—2014《電力建設安全工作規程 第1部分：火力發電》中的相關規定，施工單位應對相應的吊裝方案組織審查，經過施工單位技術負責人批準后，再上報監理及業主單位審批。對其中危險性較大的工程，應組織專家進行方案審查及論證，對吊裝施工工藝技術、組織管理及安全管理內容進行把關。方案審查過程通常有查看施工現場、閱讀相關設計資料及吊裝方案、聽取吊裝方案匯報、座談討論形成審查意見。審查的主要內容如下。

(1) 吊裝資源保證：

① 吊車、吊具的自有和租賃情況，以及能否按照方案的技術和時間要求，落實機具使用計劃；

② 審查吊裝方案中的施工組織管理體系，健康、安全、環境管理體系，人員職責劃分和責任人是否能夠到位，各種保障措施是否能夠落實；

③ 關注業主、監理、施工單位的互相協作與協調情況。

(2) 吊裝工藝技術：

① 審查吊裝施工工藝技術的可行性，是否符合施工標準規范要求，吊車和吊具選型是否合理；

② 審查“一表兩圖一書”內容是否全面，是否存在重要工序錯誤和實質性技術錯誤；

③ 審查吊裝工藝計算和引用計算公式的正確性；

④ 審查方案編制和審批程序是否符合要求。

大型吊裝方案通常經歷編制、審核、批準3個階段后才能實施，施工單位應明確主要人員資格和工作職責。

方案編制人通常為該項目專業技術人員，其職責為：提出吊裝方案報審稿；根據吊裝方案的審批意見對方案進行相應的修改；向所有參加吊裝施工人員進行吊裝工藝及安全技術交底；施工期間做好吊裝方案的技術指導并監督方案的落實。

方案審核人通常為該項目技術負責人和安全負責人，其職責為：審核工藝技術可行性與合理性；檢查編制依據是否充分，有關核算、計算是否準確；審核機具選擇及布置是否合理；審核質量、安全及特殊措施是否可靠；提出相應審核意見并對修改后的吊裝方案進行確認。

方案批準人為施工單位技術負責人，其職責為：確認工藝技術的正確性，進度及施工計劃、勞動力和大型機具組織的合理性，質量、安全及特殊措施的可靠性，并提出結論性意見。

8 結束語

隨著大型起重設備在電力行業廣泛使用，尤其是在近年來的火電廠環保改造施工過程中更是發揮了巨大作用，不但縮短了項目的改造工期；也降低了施工成本，提高了施工質量。這也促使施工單位要提高項目管理水平，要求施工單位重視前期調研和吊裝方案的編制與審查，并加強施工過程的監督和指導，從而確保項目安全順利地實施。

從以上分析可以看出，吊裝方案是項目組織實施管理、技術管理和安全管理綜合的體現，科學合理的吊裝方案不但能夠提升企業的項目管理水平，也能夠為企業帶來良好的經濟效益和社會效益，保障安全生產的實現。