林海明

(福建省二建建設集團有限公司 福建福州 350003)

塔式起重機(簡稱塔機)作為現(xiàn)代建筑，特別是高層建筑施工主要的起重機械之一，它臂幅服務范圍廣，產(chǎn)生效率高，已被廣泛應用。但是，由于它經(jīng)常安裝于城市中障礙物眾多的施工現(xiàn)場，如果在其工作區(qū)域內，就容易出現(xiàn)塔臂或吊鉤(物)與障礙物發(fā)生碰撞，造成安全事故。因此，如何做到既要發(fā)揮塔機高效、大回轉使用的優(yōu)點，又要解決塔機碰撞障礙物產(chǎn)生安全問題的隱患，是一個兩難的課題。

1 常見原因的分析

1.1 障礙物

施工現(xiàn)場周邊，在塔機臂架運轉范圍內存在影響塔機作全圓周正常運轉的建(構)筑物，架空線路或多塔機群等設施或設備，即稱為障礙物。

1.2 碰撞障礙物常見的原因

(1)由于施工條件限制或塔機安裝位置選擇不合理，無法或沒有盡量避開臂架運轉范圍內的障礙物，埋下安全隱患造成的;

(2)塔機臂架范圍內存在障礙物時，未采取安全防護措施或采用的安全防護措施不到位造成的;

(3)同一區(qū)域內多臺塔機作業(yè)，在水平面或垂直線上可能相互交叉運行造成的;

(4)塔機工作過程中突然遇到跳閘、斷電或電源電路發(fā)生故障，由于塔機回轉電路設計缺陷的原因，致使回轉制動無法作用，在塔機自身臂架及吊物的回轉慣性或風力作用下，臂架失控運轉造成的。

2 預防措施的探討

2.1 合理確定塔機機型和安裝位置

目前大部分施工現(xiàn)場采用的是水平臂、小車變幅式塔機，由于它的起重臂副度較長，故難以避開障礙物，特別是建(構)筑物。安裝前，應準確測量塔機與周邊障礙物之間的距離，當安全距離不符合要求時，應在安裝時適當減少塔機臂節(jié)的數(shù)量，以保持足夠的安全距離;當塔機臂節(jié)數(shù)量減少到廠家設計的最短范圍仍然無法保持安全距離時，應采取防護措施，條件許可時可優(yōu)先考慮改用動臂式塔機。

繪制塔機安裝位置平面布置圖和立面圖時，應考察施工現(xiàn)場周邊的作業(yè)環(huán)境，并根據(jù)施工總平面圖以及塔機與工作對象、各障礙物的相對位置，按照“既應滿足施工要求，盡可能實現(xiàn)塔機覆蓋整個作業(yè)面，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生盲點，又要保證塔機與障礙物(包含相鄰的塔機)有足夠的安全距離，減少相互干擾和交叉重疊”的原則，確定合適的塔機安裝位置。塔機與障礙物的安全距離，應符合以下幾個規(guī)定:

2.1.1 塔機與架空線路邊線的最小安全距離

當施工現(xiàn)場塔機回轉半徑內或作業(yè)區(qū)域的附近存在架空線路(特別是高壓電線)時，塔機的臂架、吊鉤、鋼絲繩、吊物特別是長件物品(如鋼管、鋼筋等)，與架空線路之間的最小安全距離應滿足(表1)要求:

表1 塔機與架空線路安全距離

2.1.2 塔機與塔機之間的最小架設距離

當施工現(xiàn)場有兩臺以上塔機時，應保持兩機間任何接近部位距離不得小于2m。即:低位塔臂端部與高位塔身之間的水平距離不小于2m，高位塔鉤(含吊物)與低位塔的垂直距離不小于2m。

2.1.3 塔機與建(構)筑物之間的最小安全距離

塔機臂架尾部與建(構)筑物之間的最小安全距離不得小于0.6m。

2.2 實施障礙物的安全防護

當塔機與障礙物的最小安全距離達不到規(guī)定時，必須采取安全防護措施，最大限度地避免塔機與障礙物發(fā)生碰撞。采取的安全防護應根據(jù)實際情況因地制宜，切實有效。

2.2.1 架空線路的防護

應采取絕緣隔離防護措施，如搭設鋼管架并張掛密目網(wǎng)筑起屏蔽的防護墻等辦法。防護設施應堅固、穩(wěn)定，且對外電線路的隔離防護應達到IP30級。防護設施應懸掛醒目的警告標志。架設防護設施時，必須經(jīng)有關部門批準，采用線路暫時停電或其他可靠的安全技術措施，并應有電氣工程技術人員和專職安全人員監(jiān)護。防護設施與外電線路之間的安全距離不應小于(表2)所列數(shù)值:

表2 防護設施與外電線路之間的安全距離

2.2.2 建(構)筑物的防護

應根據(jù)建(構)筑物的位置，劃定一定范圍的塔機回轉禁行區(qū)域，在禁行區(qū)域的兩端邊線，設立醒目的警示牌，夜間施工時還應安裝紅色的警示燈提醒注意。為了避免有可能出現(xiàn)碰撞產(chǎn)生巨大的沖擊，還應在可能產(chǎn)生碰撞的適當位置，安裝或懸掛如橡膠輪胎等緩沖裝置。

2.2.3 多塔機群的防護

當多臺塔機在同一或相鄰施工現(xiàn)場交叉作業(yè)時，在協(xié)調相互作業(yè)關系的基礎上，應編制專項方案，并采取防碰撞的安全措施。

(1)由于安裝于中心位置的塔機受周圍各塔機干擾和影響最大，因此，應遵循“中間高、四周低”的原則，群塔作業(yè)居中的塔機應盡可能保持在高位;

(2)在保證群塔之間最小安全距離的基礎上，各塔機的安裝高度應嚴格按照專項方案中附墻頂升的總體規(guī)劃，盡量交替附著頂升，充分利用各塔機之間的高低差原理，防止機群間相互干擾碰撞;

(3)群塔施工應建立有效的協(xié)調機制，做到統(tǒng)一指揮、加強管理、分工協(xié)作、各負其責。塔機操作人員應實行定人定機負責制，充分熟悉作業(yè)環(huán)境和工況、規(guī)程;應加強各機組之間相互的溝通與交流，及時通報作業(yè)情況;應遵守“高塔讓低塔、動塔讓靜塔、客塔讓主塔、輕車讓重車、先進交叉區(qū)的塔優(yōu)先”等群塔作業(yè)安全運行通則。作業(yè)前，塔機操作人員應得到明確、清晰的信號，鳴笛警示后方可開始操作;作業(yè)時塔機操作人員應密切注意臂架位置和運行的軌跡，嚴禁越擋操作、猛起猛落，當塔機接近其他機組作業(yè)區(qū)域或交叉作業(yè)時，應具有預判意識，提前減速，及時制動;作業(yè)后，塔機操作人員應將吊鉤收至最高位置，小車開至平衡處，并繼續(xù)開啟臂端障礙燈。

(4)群塔作業(yè)有條件時，還可以增設電子防撞智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對施工現(xiàn)場所有的塔機進行監(jiān)視控制，實時顯示塔機動態(tài)信息，當塔機運行過程中相互靠近可能發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)會即時發(fā)出蜂鳴器報警并采取安全保護。

2.2.4 特殊工況下的防護

當塔機安裝完畢投入使用后，由于群樓施工進度的不同或附近新出現(xiàn)高壓線等障礙物時，將產(chǎn)生碰撞情況，需要采取安全防護措施。通常情況下，塔機在立面上采取升高后跨越障礙物的措施比較容易，但在平面上就比較困難。針對塔機臂架跨越障礙物上面，回轉運行中吊物或塔機鋼絲繩會碰撞障礙物的情況，這里介紹一種安全防護措施。即限制塔機的變幅幅度，可以在塔機起重臂上根據(jù)安全距離的需要安裝機械擋塊，擋塊前應加裝橡膠緩沖塊以減少沖擊，然后重新調整變幅限位，確保吊物或下放的鋼絲繩與障礙物之間保持安全距離，防止碰撞(如圖1)。

圖1 塔吊變幅外限位擋板安裝示意圖

2.3 確保塔機斷電時的回轉制動

塔機由于臂幅長重量大，回轉過程中勢必產(chǎn)生較大的扭力。按規(guī)定，塔機工作狀態(tài)時，不宜采取緊急制動;非工作狀態(tài)時，起重臂應保持自由旋轉。針對這些要求，通常情況下，塔機回轉制動大部分采用繼電器常開式觸頭控制。這就造成塔機在工作過程中遇到突然停電、跳閘斷電或電源電路故障時，回轉制動因線圈供不上電源而失去控制，造成碰撞障礙物等嚴重后果。因此，必須進行回轉電路改造，增設回轉制動線圈應急供電的裝置。

(1)改造后的回轉制動原理(如圖2所示)。為消除回轉制動電路設計上的缺陷而留下的安全隱患，建議增設一些輔助元件和一套電動車電瓶(二個6－ZDM－20鉛酸電池串聯(lián)后為24V電壓)作為備用工作電源，以保證電源電路斷電時，能夠應急供電給制動線圈從而實現(xiàn)制動。其工作原理為:

撥動應急主令開關SA’使其閉合→備用電瓶24V直流電源流經(jīng)SA’→流經(jīng)主接觸器常閉輔助觸頭KM11→回轉制動線圈YB2、1YB2通電→吸合剎車片(盤)→制動。

需要說明的是，該電路串入主接觸器常開輔助觸頭KM11的目的是:當塔機正常工作時，主接觸器常閉輔助觸頭一直是斷開的，只有當塔機發(fā)生主接觸器工作異常(如斷電等)而不能吸合時，所增設的輔助電路才能起到作用。因此，即使塔機司機誤操作撥動應急主令開關SA’，輔助電路也無法給回轉制動線圈通電，即具有互鎖作用。

(2)使用改造后回轉制動的注意事項。應急制動只能在緊急情況下使用，使用時應采取點剎緩沖(建議主令開關SA’采用腳踩式自動復位開關)，避免急剎車引起的塔身劇烈扭動。塔機司機每日班前應檢查備用電源供電是否正常，按規(guī)定要求定期對電瓶進行充電，嚴禁長時間使用應急制動裝置以免損壞電瓶。

圖2 回轉制動圖

2.4 其他方面

(1)為防止塔機處于非工作狀態(tài)或長時間斷電時，在風力作用下自由旋轉而碰撞障礙物，應設置吊鉤或纜風繩的固定地錨。

(2)針對塔機可能碰撞障礙物產(chǎn)生的各種危險源，應依據(jù)不同因素和危險等級事先制定應急救援預案。

(3)應加強塔機的日常維修和保養(yǎng)，經(jīng)常檢查各機構制動器和安全裝置是否齊全有效，嚴禁塔機帶病運轉。

施工現(xiàn)場的塔機不僅會遇到單一障礙物的情況，還會有幾種障礙物同時存在的可能性，筆者負責管理的福州凱隆廣場4#樓QTZ80A塔機就同時采用了上述幾種防范措施。通過科學的組織論證，不斷針對特殊情況進行調整和修改，在實踐中制定出一套綜合防撞預案，取得了不錯的效果，保證了該工程項目塔機的安全使用，并已在多項工程中加以推廣。

3 結束語

塔機碰撞障礙物除了幾種常見的原因及其預防措施外，還存在著很多不確定的因素，尤其是操作人員人為因素造成的，應引起足夠的重視。因此，必須對塔機操作人員進行針對性的安全技術交底。只有經(jīng)常教育并監(jiān)督操作人員嚴格遵守安全操作規(guī)程，督促使用項目部和操作人員認真執(zhí)行防范措施和預案，才能使塔機、人與環(huán)境和諧統(tǒng)一起來，真正實現(xiàn)塔機的安全與高效使用。

[1]GB/T 5031－2008，塔式起重機[S].2009.

[2]GB/T13752－1992，塔式起重機設計規(guī)范[S].1993.

[3]GB5144－2006，塔式起重機安全規(guī)范[S].2006.

[4]JGJ33－2012，建筑機械使用安全技術規(guī)程[P].2012.

[5]JGJ59－2011，建筑施工安全檢查標準[P].2011.