超高層建筑塔式起重機(jī)拆卸施工技術(shù)及安全控制

摘 要：寧波某超高層建筑主塔樓高250 m，垂直運(yùn)輸采用2臺(tái)ZSL750內(nèi)爬動(dòng)臂式塔式起重機(jī)。待主塔樓結(jié)構(gòu)封頂后，由一臺(tái)塔式起重機(jī)拆卸另一臺(tái)塔式起重機(jī)后在屋頂安裝2臺(tái)屋面式起重機(jī)，型號(hào)分別為STL230和ZSL120，并由其從大到小逐級(jí)拆卸，最后ZSL120屋面塔機(jī)自拆并將配件由2臺(tái)施工升降機(jī)運(yùn)送至地面。針對(duì)目前塔機(jī)施工安全問題，基于此項(xiàng)目進(jìn)行分析，歸納出在超高層塔式起重機(jī)拆卸過程中的安全隱患和相應(yīng)的安全控制關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：塔式起重機(jī)；起重機(jī)械；安拆施工；安全管理

中圖分類號(hào)：TU61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-6903（2024）07-0031-03

0 引言

隨著城市高層建筑X2qiB46v1YSbBDTAvxMGqw==迅猛發(fā)展，塔式起重機(jī)作為不可或缺的建筑機(jī)械，具有起升高度高、覆蓋范圍大和垂直輸送材料的功能。在較好的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值的背后，塔式起重機(jī)也存在著重心高和危險(xiǎn)性大的特點(diǎn)，在安裝和使用時(shí)極易出現(xiàn)各種安全事故。從技術(shù)層面，塔式起重機(jī)專項(xiàng)施工方案需兼顧安全性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。從施工安全管理方面，只有加強(qiáng)對(duì)塔式起重機(jī)的安全管理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)節(jié)化，才能更好地預(yù)防塔式起重機(jī)的事故發(fā)生。

1 施工概況

寧波某超高層建筑為一棟綜合性塔樓，建筑高度為249.8 m。工程即將竣工，需將核心筒結(jié)構(gòu)中兩臺(tái)ZSL750型50 t塔式起重機(jī)進(jìn)行拆除。目前已用北塔ZSL750將南塔拆除，現(xiàn)需將北塔進(jìn)行拆除。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘査及與項(xiàng)目溝通，此次拆除的塔機(jī)型號(hào)為ZSL750內(nèi)爬式塔機(jī)。塔機(jī)安裝塔身高度60 m起重臂長(zhǎng)度50 m。擬用STL230與ZSL120雙屋面塔機(jī)進(jìn)行拆卸。STL230屋面塔機(jī)安裝35 m起重臂安裝標(biāo)高為+243.05 m，屋頂核心筒上STL230塔機(jī)中心距離ZSL750塔機(jī)中心約為15 m，距離西側(cè)部件堆放場(chǎng)地距離為20 m。ZSL120屋面塔機(jī)安裝26 m起重臂，標(biāo)高為+243.05 m，ZSL120屋面塔機(jī)中心距離STL230塔機(jī)中心約為13 m，距離南側(cè)塔機(jī)部件堆放場(chǎng)地約為16 m。塔式起重機(jī)及屋面塔機(jī)布置圖見圖1。

2 施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 塔式起重機(jī)部件解體和運(yùn)輸難度大

在超高層建筑內(nèi)爬式塔機(jī)進(jìn)行拆卸的過程中，一般使用屋面塔機(jī)進(jìn)行拆卸。考慮到屋面的承載能力，使用的屋面塔機(jī)起重能力一般為滿載的85%左右，塔機(jī)拆卸部件質(zhì)量重體積大，拆卸安全風(fēng)險(xiǎn)大。還要將拆除完畢的相關(guān)零部件能夠從屋面層安全運(yùn)輸?shù)降孛妫陆禃r(shí)需保持穩(wěn)定和緩慢。

2.2 拆卸場(chǎng)地狹小可利用的面積不足

由于內(nèi)爬式塔機(jī)的所有拆除工作都必須在已經(jīng)完成的結(jié)構(gòu)屋面上進(jìn)行，且拆除過程中所能夠應(yīng)用的屋面層場(chǎng)地不足，因此拆卸塔機(jī)起重臂難度較大。在上述項(xiàng)目工程中，結(jié)構(gòu)屋面能夠利用的面積為50 m×10 m，而塔機(jī)的起重臂卻長(zhǎng)達(dá)50 m，致使起重臂的端頭距離屋面邊緣只有2 m，因此在施工過程中需嚴(yán)格注意相關(guān)距離設(shè)置維護(hù)裝置，避免出現(xiàn)因?yàn)榘踩嚯x不足而造成生產(chǎn)安全事故的情況[1]。

2.3 高空施工風(fēng)荷載帶來的安全隱患

由于超高層建筑的高度問題，塔機(jī)零部件吊放過程中高空的風(fēng)載荷大，有可能因風(fēng)載荷的影響使零部件扭轉(zhuǎn)從而損壞建筑結(jié)構(gòu)，為此應(yīng)避免對(duì)已建建筑外墻或玻璃幕墻等裝置造成損害，也要避免對(duì)地面人員造成安全威脅。

內(nèi)爬式塔機(jī)施工基本在高于建筑屋面層的塔機(jī)起重臂上展開施工工作，由于施工的高度非常高，因此極易帶來安全隱患。在施工過程中，除了要確保施工人員有著非常高的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)外，還需要施工單位做好有效的安全防護(hù)，避免出現(xiàn)安全隱患。

2.4 核心筒內(nèi)對(duì)作業(yè)安全要求較高

由于在建筑高層核心筒內(nèi)，光線較暗，這對(duì)作業(yè)安全提出了更高的要求。核心筒內(nèi)部的設(shè)計(jì)和布局限制了自然光線的進(jìn)入，導(dǎo)致作業(yè)區(qū)域缺乏充足照明。光線不足可能導(dǎo)致許多安全隱患，特別是在塔機(jī)拆除過程中，良好的視野對(duì)作業(yè)安全尤為重要。塔機(jī)拆除涉及高空吊裝和重物移動(dòng)，對(duì)操作者的視覺清晰度和準(zhǔn)確性有較高要求。在暗光環(huán)境下，操作者可能難以準(zhǔn)確觀察部件的運(yùn)動(dòng)、工具的位置和物體的姿態(tài)，增加了事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 施工相對(duì)細(xì)致

由于超高層建筑塔機(jī)拆卸的施工規(guī)模較大，因此必須做到精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化施工，才能保障施工的穩(wěn)定性和安全性，避免在施工過程中出現(xiàn)誤差而導(dǎo)致無法施工的情況。在整個(gè)工程的展開過程中，不僅要確保設(shè)計(jì)圖紙的精細(xì)化，這樣能夠和施工部門根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和需求進(jìn)行完善。還要保障施工人員的技術(shù)水平，確保安拆工能夠熟練利用屋面塔機(jī)完成相應(yīng)的工作，確保工程能夠順利進(jìn)行[2]。

3 雙屋面塔機(jī)拆卸施工關(guān)鍵技術(shù)

本項(xiàng)目利用STL230與ZSL120屋面塔機(jī)進(jìn)行拆卸，在屋面塔機(jī)放置位置的選擇上盡可能靠近被吊設(shè)備，以獲得更高的安全系數(shù)和降低拆卸時(shí)的傾覆力矩。通過布置兩臺(tái)屋面塔機(jī)，由較大的屋面塔機(jī)拆卸動(dòng)臂起重機(jī)，再由較小的屋面塔機(jī)拆卸較大的屋面塔機(jī)，最后較小的屋面塔機(jī)自拆，由施工電梯將各部件運(yùn)至地面，最后完成整個(gè)拆卸施工，從而解決了自卸型屋面塔機(jī)無法滿足起重要求的難題。

總體技術(shù)路線：利用ZSL750安裝STL230→利用STL230安裝ZSL120→利用STL230拆卸ZSL750→利用ZSL120拆卸STL230→ZSL120自拆。

3.1 安裝STL230型屋面塔機(jī)

ZSL750塔機(jī)在屋頂層上安裝1臺(tái)STL230型屋面塔機(jī)，屋面塔機(jī)的基礎(chǔ)預(yù)埋件已經(jīng)安裝完畢，在埋件上方焊接4個(gè)馬鐙，屋面塔機(jī)的底座用焊接的形式連接。

安裝步驟：十字梁底座→2節(jié)3 m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→回轉(zhuǎn)下支座及回轉(zhuǎn)支承起重機(jī)→回轉(zhuǎn)上平臺(tái)（平衡臂）→起升、變幅機(jī)構(gòu)及駕駛室→變幅龍門架→第一塊配重→35 m起重臂及所有配重塊→安裝調(diào)試驗(yàn)收[3]。

其中最重部件為回轉(zhuǎn)總成質(zhì)量8.474 t，ZSL750塔機(jī)中心距離STL230屋面塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心約15.4 m，臂長(zhǎng)50 m，回轉(zhuǎn)半徑20 m內(nèi)，1倍率額定吊載25.0 t，滿足安裝性能要求。

3.2 拆卸ZSL750-50t動(dòng)臂式塔機(jī)

拆卸前要對(duì)整機(jī)進(jìn)行檢查，確認(rèn)其完好并查看STL230塔機(jī)各安全限位，進(jìn)行全面檢查調(diào)試，驗(yàn)收合格方能拆卸。

STL230塔機(jī)中心距離ZSL750塔機(jī)中心約為15.4 m，距離西側(cè)塔機(jī)部件堆放場(chǎng)地距離為20 m，STL230塔機(jī)35 m臂工況下，塔機(jī)20 m工作半徑起質(zhì)量為13.5 t，使用三倍率吊裝，需考慮500 m鋼絲繩 質(zhì)量約為1.6 t，吊索具質(zhì)量約為0.4 t，最大負(fù)載率約為92%。滿足拆卸性能要求。

拆卸步驟如下：ZSL750塔機(jī)平衡臂的外側(cè)2塊配重→安裝繃?yán)K→起升、變幅鋼絲繩與電氣線→50 m起重臂并屋面解體→剩余兩塊配重及塔頭→起升機(jī)構(gòu)→A字架、平衡臂→駕駛室及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)→標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、頂升節(jié)、內(nèi)爬框→內(nèi)爬支承鋼梁[4]。

3.3 安裝ZSL120屋面塔機(jī)

ZSL120型屋面塔機(jī)安裝由STL230型屋面塔機(jī)進(jìn)行吊裝。

安裝步驟為：十字形底座的四支腿→十字形底座總成→回轉(zhuǎn)平臺(tái)總成→起升、變幅機(jī)構(gòu)→A字架→塔頭電路及油路→起重臂→配重→穿繞起升、變幅鋼絲繩→全面檢查各機(jī)構(gòu)及電氣設(shè)備→安裝驗(yàn)收[5]。

其中最重部件為回轉(zhuǎn)總成質(zhì)量：2 350 KG，STL230屋面塔機(jī)吊裝回轉(zhuǎn)中心距離ZSL120屋面塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心13.2 m，吊裝半徑控制在15.0 m以內(nèi)，額定起重量9.0 t（二倍率），滿足安裝性能要求。

3.4 拆卸STL230屋面塔機(jī)

用ZSL120屋面塔機(jī)對(duì)STL230型屋面塔機(jī)進(jìn)行拆卸施工。

拆卸步驟：所有配重塊→35m起重臂→龍門架→起升、變幅機(jī)構(gòu)及駕駛室→分段拆卸回轉(zhuǎn)平臺(tái)→回轉(zhuǎn)下支座及回轉(zhuǎn)支承→標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，十字梁底座→承重支承鋼梁。

其中最重部件為屋面塔機(jī)回轉(zhuǎn)總成質(zhì)量：2 350 kg，ZSL120塔機(jī)距STL230屋面塔機(jī)中心約13.2 m，起重臂變幅至16.0 m內(nèi)，26 m臂長(zhǎng)額定吊載8.0 t，滿足拆卸性能要求。

3.5 ZSL120屋面塔機(jī)自拆

用自身A字架和專用扒桿及輔助手拉葫蘆輔助卷揚(yáng)機(jī)拆卸ZSL120屋面塔機(jī)： ①拆除吊鉤與起升鋼絲繩，操作變幅機(jī)構(gòu)，將吊臂緩慢下放，前端落于平臺(tái)。拆除變幅拉鎖和籠頭后，將變幅鋼絲繩從A字架其中一個(gè)滑輪單倍率引出拉住吊臂中間節(jié)的主弦桿，拆除頭部第一節(jié)吊臂，操作變幅機(jī)構(gòu)使第二節(jié)吊臂端頭緩慢落于平臺(tái)。依次拆除剩余吊臂節(jié)。②用自身A字架斜桿頭部掛輔助手拉葫蘆，并用纜索安裝成可變幅形式，用于拆卸 ZSL120型屋面塔機(jī)變幅卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)。③安裝輔助卷揚(yáng)機(jī)，在A字架中間橫桿固定4個(gè)手拉葫蘆，其中兩個(gè)aH3s4ItbM7y31itG5GD0ZA==拉住起升卷筒，另外兩個(gè)分別拉住兩側(cè)墻板用于拆卸起升卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)。④在底座梁上安裝拆塔用專用扒桿拆卸電機(jī)、泵站、駕駛室、電氣柜、A字架、上下回轉(zhuǎn)支座、十字支承梁。⑤拆卸ZSL120型屋面塔機(jī)平衡臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、底座等，在屋頂層屋面上解體成2 t以下小部件后，利用液壓推車運(yùn)送到施工升降機(jī)中逐一運(yùn)送到地面。

4 其他施工難點(diǎn)處理及安全控制措施

4.1 高空分段拆卸起重臂施工技術(shù)

由于屋面層拆卸場(chǎng)地不足，需要在現(xiàn)場(chǎng)制定更詳細(xì)的施工計(jì)劃和操作程序。這包括確定適當(dāng)?shù)牡觞c(diǎn)、吊裝高度及順序。在屋面結(jié)構(gòu)高差位置搭設(shè)腳手架和擱置枕木，便于較重、較長(zhǎng)部件的臨時(shí)擱置。部件吊裝至屋面應(yīng)立即進(jìn)行解體，同時(shí)保證部件重心在已有結(jié)構(gòu)上防止重心失穩(wěn)。應(yīng)對(duì)臨時(shí)擱置的位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)和標(biāo)記，確保操作人員能夠清晰識(shí)別和辨別[6]。

4.2 纜風(fēng)繩及防撞繩配合吊運(yùn)施工技術(shù)

為減小塔機(jī)拆卸時(shí)風(fēng)荷載的影響，天氣選擇晴好天氣，風(fēng)力≤4級(jí)。在拆卸部件上設(shè)置纜風(fēng)繩，將吊運(yùn)部件時(shí)受風(fēng)荷載影響降到可控范圍之內(nèi)。安裝防撞繩可以從玻璃幕墻施工樓層上兩層設(shè)置槽鋼固定鋼絲繩至地面，保護(hù)玻璃幕墻不被撞壞。制定相關(guān)的安全技術(shù)措施，交底到人，落實(shí)安全責(zé)任。解決了風(fēng)荷載影響下的安全起重吊裝作業(yè)問題。

4.3 核心筒補(bǔ)充照明措施

由于核心筒施工環(huán)境狹小、昏暗，并存在諸多潛在的危險(xiǎn)因素，采取了一系列措施來確保施工過程的安全有序進(jìn)行。采用12V安全電壓進(jìn)行分布合理的照明布置，以保證核心筒內(nèi)部作業(yè)的良好視覺環(huán)境。在上中下部分別設(shè)立了安全控制點(diǎn)，并安排安全監(jiān)護(hù)人員進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控[7]。

4.4 補(bǔ)充分步精細(xì)化圖紙措施

施工方案編制細(xì)致，將每一拆卸步驟中的部件吊點(diǎn)位置、屋面層擺放位置、吊裝高度通過分步驟流程圖的形式體現(xiàn)以此在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工。方案需進(jìn)行專家評(píng)審?fù)晟疲诓鹦肚绊?xiàng)目工程師對(duì)安拆工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆卸交底，給出拆卸的注意事項(xiàng)。在施工過程中，聘請(qǐng)塔式起重機(jī)廠商人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)[8]，拆卸單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目機(jī)管員全程安全監(jiān)管確保施工安全。

5 應(yīng)用效果

通過解決超高層內(nèi)爬式動(dòng)臂吊拆除施工技術(shù)中的難點(diǎn)問題成功順利安全拆除，為以后相似工況提供了經(jīng)驗(yàn)并為類似作業(yè)場(chǎng)景提供了一種可行且有效的解決方案。

6 結(jié)束語

塔式起重機(jī)是一種高效、便捷的建筑施工機(jī)構(gòu)，也是容易引起安全事故的特種機(jī)械，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除塔式起重機(jī)安拆施工的安全隱患，提升安全管理效率，對(duì)塔式起重機(jī)安裝拆卸的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行控制，提升管理人員和作業(yè)人員的綜合能力，才能提升塔式起重機(jī)的施工安全性。施工企業(yè)必須提高對(duì)塔式起重機(jī)的重視程度，在規(guī)范上、制度上、管理上下足功夫，保證施工全過程的安全。

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