群塔施工安全風險識別與控制探討

文／李艷霞 首都經濟貿易大學 北京 100070

引言：

塔機是目前工程建設中應用最廣泛的垂直運輸設備，其中很大一部分的塔機是采用租賃方式在工程項目中使用。關于施工大型起重機械的管理，建設部及地方建設安全監督管理部門已出臺了相關的管理文件規范及監督建筑起重機械的租賃、安裝、拆卸、使用及其管理等。本文以塔機出租單位（具有特種設備安裝資質）的視角，從主動管理的角度出發，針對群塔作業的難點和風險點進行分析，提出對應的風險管控措施，完善和提高塔機租賃單位的安全管理水平，為提供優質服務打下堅實基礎。

1、群塔施工特點及要求

在高層甚至超高層建筑施工中，為了便于后續附著錨固，塔機常常安裝在建筑物附近，隨建筑物的升高而不斷進行附著頂升，以達到高層建筑的施工要求。通常，為滿足施工需要，多臺塔機甚至幾十臺塔機進行群體作業的情況比比皆是。受到施工進度的制約，群塔往往不能逐級頂升，而是需要交替爬升。基于以上特點，群塔作業施工的難點主要集中在以下三點：

（1）群塔作業過程中，相鄰塔機之間作業范圍有重合，兩臺甚至多臺塔機有交叉碰撞風險，塔機的平面布局和高度排布不僅要滿足地上地下施工要求，還要滿足高塔的塔身與低塔的起重臂端部水平凈距離不小于2m、高塔的最低點與低塔的最高點距離不小于2m 的要求。

（2）群塔的附著爬升需要兼顧施工進度情況，即建筑物需施工到一定高度且附著點滿足一定的支業力要求方能進行附著錨固，這就要求在塔機的平面布局中就要考慮到塔機的后續附著問題，選擇適宜的塔機定位、塔身附著高度和上部懸出高度、附著拉桿布置形式，以及附著裝置在建筑物上的錨固點位置和錨固形式，確保附著錨固點受力在錨固點可承受的范圍內。

（3）群塔作業過程中存在著極大的安全隱患，需制定合理的分區吊裝、動靜塔優先順序等施工流程和溝通協調程序，發揮防碰撞系統的優勢，方能保證群塔作業高效、有序地進行。

2、風險識別

2.1 工程簡介

以北京某工程的群塔施工為例，該工程總建筑面積146769m，其中地上建筑面積87623m，地下建筑面積59146 m，主體建筑由主樓和裙房組成，主樓地下4層、地上15 層，裙房地下4 層、地上5 層，局部四層。裙房總高度22.40m（標高），主樓建筑總高度68m（標高）。為滿足地下、地上建筑結構施工需要，根據場地條件和施工部署，現場布置6 臺固定式塔機，2 臺ZTT7530-18 平頭式塔機和4 臺TCT7520-16D 平頭式塔機。

6 臺塔機的具體概況見下表1：

表1

6 臺塔機的平面布置圖如下圖1：

圖1

初始安裝高度下和每次附著頂升后，各塔之間的起升高度差均不小于9m，實際凈高度差不小于3.6m；水平凈間距不小于2m。安全距離滿足不小于2m 的要求。

附著頂升前，1#塔和2#塔已完成裙樓施工，優先拆除，此后只考慮3#-6#塔的附著和交替爬升。

2.2 項目施工特點

（1）由于地下施工階段采用南北分區、2 個施工隊伍同時進行，因此要求塔機型號和布局需滿足兩個分區的吊次要求和吊載要求；后期上部鋼結構施工階段，除了滿足吊次、吊載要求外還要滿足施工進度要求。

（2）施工場地西側有高壓線，南側緊鄰居民樓，東側為高層建筑，塔機起重臂需與周邊建筑保持足夠的安全距離；

（3）塔機基礎所在位置有地下水，需做好防水和排水工作，并做好基礎沉降觀測；

（4）基槽坑邊北側中間部位無法支設汽車吊立塔，汽車吊需下坑內安裝；

（5）群塔需經過附著頂升方可滿足施工要求，交替爬升過程中需保持足夠的安全距離，附著點需確保足以承受附著業力方可進行附著施工。

2.3 風險因素的識別和分析

塔機結構龐大、工況復雜、機構運行速度快、空間影響范圍大、需多人配合作業等特性決定了塔機的安裝、拆卸和使用都具有很大的安全風險，易造成安全事故。塔機安全事故類型及危險因素如下表2所示：

表2 塔機安全事故類型及危險因素

以上導致事故發生的危險因素可歸結為人（人員管控）、機（設備管控）、環（環境管控）、管（制度管控）四個方面的原因，事故原因和危險源的對應關系如下表3：

表3

3、風險防范和控制

塔機安全運行的首要條件是塔機的出廠質量安全可靠，即在塔機的設計、制造環節不能有半點疏忽，因此塔機產權單位應優先選擇質量和服務有保證的品牌制造商的塔機產品。以下從制度管控（管）、人員管控（人）、設備管控（機）、環境管控（環）四個方面對塔機安拆、使用、維護保養等重要環節的風險進行防范和控制。

3.1 制度管控

建立“主動管理、預防為主”的設備安全管理理念，依據相關管理文件和標準對塔機在各個狀態和階段進行系統的、標準化管理，使塔機從基礎施工、安裝拆卸、使用，到附著、頂升加節等各個環節都有據可循，抓住各環節的事故點和風險點，便于落實操作和檢查的重點，最大限度確保人員、設備及工程安全。

（1）塔機基礎施工管控要點

A.根據項目的場地條件和要求編寫塔機基礎施工方案；

B.預埋件安裝后和澆完混凝土后均需檢查預埋件的水平度、垂直度等數據，并確保數據滿足設計要求；

C.由施工單位根據施工現場具體情況做好塔機基礎的排水；

D.塔機預埋件的接地必須牢固可靠，其接地電阻不大于4Ω；

E.塔機基礎施工完畢后，由塔機安裝單位會同項目經理部安全部門，共同驗收塔吊基礎，合格后方可進行塔機安裝施工；

F.安裝塔機時基礎混凝土應達到80%以上設計強度，塔機運行使用時基礎混凝土強度應達到100%設計強度；

G.做好塔機基礎沉降及位移觀測工作，定期觀測并記錄，沉降量和傾斜率不應超過規范的規定。

（2）塔機安裝拆卸管控要點

A.根據塔機安裝說明書和施工現場實際情況編制安裝拆卸專項施工方案；

B.制定有針對性的塔吊安裝、拆卸生產安全事故應急救援預案；

C.技術負責人組織安全技術交底并簽字確認，由指定的安拆負責人按照塔機安裝拆卸專項施工方案及安全操作規程組織安裝、拆卸作業，安裝單位的專業技術人員、專職安全生產管理人員應當進行現場監督；

D.塔機安裝拆卸作業中要統一指揮，一切程序都必須通過指揮實施；

E.動火、動焊作業由總包單位統一審批，動火、動焊前，應清理作業點及周圍易燃、可燃物，配備滅火器具，明確現場看火人；

F.所有塔機零部件在安裝前均應進行檢查以確保其處于良好狀態，塔機基礎應符合施工方案和使用說明書的規定；

G.各部位聯接件及其防松防脫件應符合規定要求，嚴禁用其他代用品代用。

H.塔吊安裝單位安裝完畢后，應按照要求對塔吊進行自檢、調試和試運轉，自檢合格的，出具自檢合格證明，并約請第三方檢測機構進行檢測，檢測合格后即可投入使用；

I.拆卸時應先降節、后拆除附著裝置，塔機的自由端高度應符合說明書規定要求。

（3）塔機附著管控要點

A.根據塔機說明書和施工進度編制附著施工方案；

B.附著框架、拉桿、錨固座等各處螺栓、銷軸應安裝齊全、正確、可靠，錨固框架安裝位置符合規定要求，塔身與錨固框架固定牢固；

C.建筑物上附著點布置和強度符合要求，不滿足強度要求時作加強處理；

D.第一道錨固以下高度、最后一道附著上部懸出高度均不得大于說明書中的規定，各道錨固之間距離符合說明書規定；

E.同一道附著裝置上的各拉桿安裝在同一水平面內；

F.附著以后,在無風狀態下,最后一道附著位置以下塔身軸心對支承面的側垂直度應在2‰以內，最后一道附著位置以上塔身軸心對支承面的側垂直度應在4‰以內；

G.應時常關注、定期檢查附著點處的安全可靠性，如發現安全隱患應立即停止使用，在妥善消除安全隱患后才能繼續使用。

（4）塔機頂升加節管控要點

A.建立塔機頂升加節審批制度，各方同意后方能實施安裝作業，并由項目總監告知其它各塔機施工單位，根據各塔機的運行狀況進行合理安排；

B.對塔機結構、電氣進行全面安全檢查、測量；

C.頂升施工中，應進行試頂升操作，確認油缸能正常伸縮、不溜缸及壓力表讀數正常，才能開始頂升施工操作；

D.頂升過程中合理分工，安排專人觀察套架導向滑輪是否處于正確的位置、是否有脫軌現象及塔機是否處于平衡狀態等；調平衡時，不得做回轉、起升等其它動作；頂升橫梁掛靴就位后，應安裝鎖緊防脫安全銷；隨時注意頂升泵站液壓油溫度情況，若油溫過高，應待溫度降低至正常后才能繼續施工作業；風力大于等于4 級時，應停止頂升施工作業，為了預防頂升過程中因風荷載或塔司人員誤操作引起回轉機構轉動，在回轉制動器鎖住后，還可在回轉齒輪處楔入木楔，以避免回轉機構轉動出現危險情況；被引進的標準節就位后，標準節兩端應連接固定好；

E.頂升結束后，按照說明書規定將套架降落到塔身底部或附著錨固上方位置，以降低風載荷的不利影響。

F.頂升完成后，安裝負責人應進行自檢，確保每個部件都安裝正確到位，并用經緯儀測量塔身垂直度是否符合要求，配合總承包單位等相關單位進行聯合驗收，合格后方可使用塔機。

（5）塔機使用管控要點

A.通過規范的管理制度、塔機操作規程及專業的工作指導書約束設備使用行為，以預防為主，減少事故發生的概率，規避使用過程中的安全風險。

B.塔機使用期間，安裝單位有關技術負責人應進行定期巡查，及時解決使用過程中出現的安裝質量問題和安全事故隱患，及時組織人員到施工現場進行整改，確保塔吊安全運行。

C.建立日常檢查制度，塔機日常檢查應在每班使用前進行，日常檢查內容包括各機構的運轉情況、指示與限制裝置的動作情況以及肉眼可見的明顯缺陷，包括鋼絲繩和鋼結構缺陷等，日常檢查發現異常情況,應當在使用前及時排除，并且做好相應的記錄。

D.建立交接班管理制度。交班司機應交待本班設備運轉情況，如實填寫設備當班運轉記錄和交接班記錄；接班司機應認真聽取上一班工作情況介紹，仔細檢查設備，使用前必須進行空載實驗運轉，檢查限位開關、緊急開關、行程開關等是否靈敏可靠，如有問題應及時修復后方可使用。

E.塔機管理人員通過安全監控系統實時監測現場塔機運行情況，如發現有違規操作或系統報警，應立刻制止違規行為，并予以批評教育，必要時進行技能和安全教育培訓。

3.2 人員管控（僅針對特種作業人員）

（1）與持有效資格證書的特種作業人員訂立勞動合同；

（2）要求特種作業人員必須落實本單位特種作業安全操作規程和有關安全管理制度；

（3）書面告知特種作業人員違章操作的危害；

（4）向特種作業人員提供齊全、合格的安全防護用品和安全的作業條件；

（5）按規定組織特種作業人員參加年度安全教育培訓或者繼續教育，培訓時間不少于24 小時；

（6）上崗前對特種作業人員進行崗前安全教育與培訓，并要求嚴格按照安全操作規程、說明書及方案要求正確操作，作業前按規定對其進行安全技術交底；

（7）建立本單位特種作業人員管理檔案，查處特種作業人員違章行為并記錄在檔。

3.3 設備管控

（1）塔機維護保養管控要點

A.建立設備維護保養制度，編制維護保養手冊，明確操作流程、操作要求、工具和材料等，由有資質的專業操作人員對塔機進行定期和不定期檢查和維護保養，并如實、詳細填寫維護保養記錄。

B.塔機的維護和保養一般包含日常維護保養（每天一次）、月度維護保養（每月一次）和停開機維護保養（停開機、暴風或中度地震后）。

C.月度維護保養內容包括對塔機進行常規清潔、潤滑、檢查、緊固、調整、防腐、更換易損件和失效的零部件等相關工作。停開機維護保養時應對所有結構件、連接緊固件、液壓系統、鋼絲繩、接地裝置、安全裝置、機構、電氣系統等進行全面檢查，并檢查塔機基礎及附著裝置，測量塔身垂直度是否滿足標準要求等。

D.長時間不用的塔機對各部位做好潤滑、防腐、防雨處理后停放好，每年做一次檢查。

（2）塔機安全監控系統管控

A.同一項目的所有塔機上安裝統一的安全監控系統，由安全監控系統廠家進行安裝、調試、故障排除和定期維護更換工作。

B.采用先進的塔機安全監控系統，通過吊鉤可視化、防碰撞、遠程預警、遠程控制等功能對塔機作業進行全方位嚴格監控，做到遠程施工動態監控，讓高科技為塔機施工安全保駕護航。

（3）輔助吊裝設備管控

A.用于塔機安裝作業的輔助起重設備應滿足起升高度、起升幅度、最大起重量的要求并安全可靠；

B.為避免輔助起重設備支腿下方地面沉降或塌陷，可在支腿下方鋪設方箱或鋼板，若支腿所在地面下方為地下建筑，應考慮地下建筑的承載能力，必要時做適當加強。

C.起吊前檢查輔助吊裝機械及其安全裝置；輔助吊裝機械司機應持證上崗；綁扎時應根據物件的重心位置進行綁扎；在起吊過程中應垂直起落，且負荷率不得超過90%；吊件吊離地面約200mm 時應暫停起吊并進行全面檢查，確認正常后方可正式起吊。

（4）其他工機具管控

A.安裝拆卸用工機具、檢測器具、安全防護用品和指揮聯絡工具等應確保在有效期內；使用電動工具前進行檢查，確認電動工具完好并裝有漏電保護器。

B.應選用合格的吊裝作業用鋼絲繩、卸扣等吊索具，且安全系數應不小于6 倍。

3.4 環境管控

（1）遇有大風、大霧、雷電、雨雪、冰雹等惡劣氣候,禁止進行塔機安裝、拆卸、頂升、降節作業。

（2）塔機安裝、拆卸、頂升、降節作業時,塔機的最大安裝高度處的風速應不大于5 級。

（3）遇有6 級及以上大風或惡劣氣候時，應停止吊裝作業。

（4）夜間進行塔機安裝拆卸作業,現場應配備足夠亮度的照明。

（5）在有建筑物的場所,塔機的尾部與建筑物及建筑物外圍施工設施之間的距離不小于0.6m；有架空輸電線的場所,塔機的任何部位與輸電線的安全距離,應符合下表的規定，如果條件限制不能保證下表的安全距離,應與有關部門協商,并采取相應安全防護措施后方可安裝。

表4 塔機與輸電線的安全距離 單位為米

（6）當多臺塔機在同一施工現場交叉作業時，應編制專項方案，并采取防碰撞的安全措施，通過塔機高度配置、防碰撞系統應用、交叉作業運行措施等幾方面確保群塔的安全運行：

A.塔機平面布置和高度設置應確保任意兩臺塔機部件之間的最小水平距離不得小于2m，最小垂直距離不得小于2m；

B.在交叉作業區域內設監護信號工，負責交叉作業塔機的安全運轉，監督各塔機信號工的動作指令，發現指揮錯誤或存在碰撞隱患時及時向信號工和塔機司機發出停止信號。

C.充分利用塔機防碰撞系統提前預警、減速功能和持續報警、截停功能，有效避免塔機之間發生碰撞。

（7）與正在進行施工的塔機、泵車或汽車起重機存在交叉作業時，必須服從統一協調，嚴格避讓，不得穿插作業區域運行。

（8）與周圍工地可能存在交叉作業時，應提前進行有效溝通，制定切實可行的安全措施，并在運行期間派出專人進行運行監控；

（9）在塔機安拆、頂升施工作業區域設置好警戒線與危險作業告知牌，防止無關人員進入作業區域，同時現場設置的各種安全設施嚴禁挪動或移作他用。

（10）起重工作區域內無關人員不得逗留或通過；起吊過程中嚴禁任何人員在塔機起重臂及吊物的下方逗留或通過。

（11）嚴禁私拉亂接電源，電源拆接、維護由專業電工負責，配電箱和電源引線等均應符合相關規定。

（12）施工作業中，施工總包單位需提供合格的腳手架或工作平臺。

結語：

本文以北京某工程作為案例，從風險產生因素、風險類別等理論知識出發，對具體的風險問題進行分析，進而提出針對性的風險控制措施。

對于塔機出租單位而言，在建立完整安全管理體系、貫徹執行國家、地方和行業等相關法律法規和標準的規定、堅持“安全第一、預防為主”的管理理念、落實主動管理的措施和方法的基礎上，配備經驗豐富的安拆、檢修及保養操作人員隊伍和工程技術人員，運用質量可靠的設備和先進的檢測儀器及維修裝備，并積極配合總承包單位對塔機安裝拆卸、使用、維護保養等環節的工作流程和工作質量的監管，才能最大限度的減少事故隱患、降低安全風險，確保塔機安裝、使用的安全，實現合作雙方的共贏。