何志華

[摘? ? 要]社會經(jīng)濟發(fā)展人民生活水平提高，資源消耗越來越大，越來越多的城市遭垃圾圍困。傳統(tǒng)垃圾處理方式為將垃圾運至填埋場填埋，但是垃圾填埋場占地十分龐大，塑料垃圾降解速度極其緩慢，垃圾產(chǎn)生的滲濾液和分解產(chǎn)生的氣體對環(huán)境二次污染。垃圾焚燒發(fā)電是目前主流垃圾處理方式，實現(xiàn)垃圾減量化、無害化、資源化，既避免填埋占地和污染，又利用余熱進行發(fā)電，一舉三得。在環(huán)保高要求大環(huán)境下，垃圾焚燒發(fā)電廠投資將日益增加。

[關鍵詞]垃圾焚燒發(fā)電廠;密集;塔吊;吊裝

[中圖分類號]F426.92 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–00–03

Research and Application of Tower Crane Layout in Construction and

Installation Project of Large Waste Incineration Power Plant

He Zhi-hua

[Abstract]With the development of social economy， the improvement of people's living standards， the consumption of resources is increasing， and more and more cities are besieged by garbage. The traditional waste treatment method is to transport the waste to the landfill for landfill， but the landfill covers a huge area， the degradation rate of plastic waste is extremely slow， and the leachate and gas produced by waste decomposition cause secondary pollution to the environment. Waste incineration power generation is the mainstream waste treatment method at present， which realizes waste reduction， harmlessness and recycling， not only avoids landfill land occupation and pollution， but also uses waste heat for power generation， killing three birds with one stone. In the environment with high requirements for environmental protection， the investment in waste incineration power plants will increase day by day.

[Keywords]waste incineration power plant; concentrated; tower crane; hoisting

垃圾焚燒發(fā)電廠具有布局緊湊、場地狹小及工程量大的特點，因此需要在工程建設階段考慮布置塔吊進行吊裝作業(yè)，滿足材料設備的垂直運輸需求。如何從經(jīng)濟性、實用性上統(tǒng)籌兼顧解決這一需求意義重大。

以寶安老虎坑垃圾焚燒發(fā)電廠三期工程為例。廠區(qū)總占地面積：120 766 m2;建筑面積：16萬 m2。布置包括焚燒爐：5×850 t/d;余熱鍋爐：5×109 t/h，4.0 MPa（a）/400 ℃;5條煙氣凈化處理線;凝汽式汽輪機：3×45 MW，發(fā)電機3×50 MW。

有效解決垃圾發(fā)電廠建安垂直吊裝作業(yè)問題并以此增加施工作業(yè)面，意義十分重大。

1 主要解決的問題

本工程場地狹小，建筑安裝起重量大。解決場地小塔吊布置及選型;解決建筑安裝關鍵路徑塔吊的使用;解決塔吊最優(yōu)化使用問題;解決塔吊碰撞問題;解決塔吊使用安全管理。

1.1 塔吊布置及選型

按三期廠區(qū)平面布置圖，廠區(qū)劃分為主廠房區(qū)域、綜合樓區(qū)域、清水池區(qū)域三大區(qū)域。尤其以主廠房區(qū)域最大、結(jié)構(gòu)最復雜、緊湊，85%的工程量集中于此。主廠房長265 m、寬180 m，分垃圾接收卸料跨、垃圾貯存上料跨、焚燒爐余熱鍋爐汽機跨、煙氣處理跨4個部分。根據(jù)早期設計及招標合同文件，大件鋼結(jié)構(gòu)、大件設備都布置在除卸料跨外的另外3個區(qū)域。梳理主廠房建筑、安裝工程量，包括主要大件吊裝參數(shù)：結(jié)構(gòu)尺寸、起重重量、數(shù)量及所在區(qū)域（表1、表2），為主廠房作業(yè)區(qū)域塔吊布置選型提供依據(jù)。

根據(jù)各專業(yè)作業(yè)區(qū)及重疊部分，建筑鋼箱梁布置于汽機房27 m層，上方為鍋爐省煤器及爐后煙氣區(qū)，考慮汽包、大板梁及鋼架并兼顧焚燒爐前5臺垃圾吊，在鍋爐鋼架區(qū)域布置重型塔吊。

鍋爐煙氣區(qū)域大，鋼結(jié)構(gòu)起重吊裝作業(yè)量大，另GGH單件重量大設備多，此區(qū)域考慮重型塔吊。

上料跨區(qū)域主要建筑結(jié)構(gòu)，沒有大型設備及鋼結(jié)構(gòu)，但考慮區(qū)域大，優(yōu)先考慮中型塔吊，臂展當按最大重疊覆蓋區(qū)域。

考慮具體塔吊的空間位置關系，塔吊設置時要求相互之間的高度差達到規(guī)范要求的大于2 m，起重臂與塔身差值要求大于2 m。

1.1.1 塔吊布置

按前面整理的數(shù)據(jù)，相關塔吊布置如圖1所示。①8號、9號爐中間布置一臺重塔臂長60 m，10號、11號爐中間布置一臺臂長70 m，同時兼顧12號爐鋼構(gòu)吊裝作業(yè)。②煙氣處理區(qū)以綜合管廊為界左右各布置1臺重型塔吊。③上料跨、卸料跨以綜合管廊為界左右各布置1臺臂長65 m中型塔吊，對垃圾池施工作業(yè)區(qū)域全覆蓋。④其他如綜合樓布置2臺小型塔吊，清水池、煙囪各布置1臺。

1.1.2 塔吊選型

對各區(qū)域起重量及大件單重量，作業(yè)范圍，并采用軟件模擬分析吊裝分布范圍，同時比對經(jīng)濟參數(shù)對各塔吊最大起重能力進行確定。煙氣處理區(qū)域和焚燒爐余熱鍋爐區(qū)域采用64 t重塔，均能滿足吊裝需求。卸料跨、上料跨建筑用塔吊采用16 t中型塔吊。其他清水池、綜合樓、煙囪按建筑需求選型。例如，清水池區(qū)域作業(yè)面大，采用16 t塔吊，其他均采用6 t小塔吊，最終確定全廠塔吊性能參數(shù)。

1.2 塔吊防碰撞問題

1.2.1 防碰撞系統(tǒng)硬件管理

根據(jù)高密集布置的塔吊重疊區(qū)域，將存在硬碰撞的塔吊起重臂進行空間優(yōu)化。即將存在起重臂硬碰撞的塔吊處于頂層，同時滿足規(guī)范要求大于2 m的空間距離要求。解決塔吊實際存在的硬碰撞。為保障塔吊運轉(zhuǎn)的安全，安裝防碰撞監(jiān)控裝置，有效解決運行過程中碰撞的可能性。所有塔吊起重臂安裝燈帶，作為塔吊夜間作業(yè)防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)的補充，也增強指揮包括其他人員夜間對塔吊運行狀態(tài)的可視性。

1.2.2 防碰撞的制度管理

通過編制專項方案管理塔吊防人因及其他因素碰撞，形成具體的塔吊使用作業(yè)原則。

（1）同向作業(yè)原則。合理安排施工流水段，在兩塔及多起重臂交叉區(qū)域內(nèi)盡量避免兩塔起重臂相交作業(yè)。通過對塔吊起重臂長調(diào)節(jié)控制，相對減少塔吊起吊幅度，對各塔吊高度加以控制，塔吊起重臂交叉時落差控制在3 m，頂升時按序保持間距頂升，避免起重臂直接碰撞。

（2）低塔讓高塔原則。在交叉區(qū)域低塔回轉(zhuǎn)前，應觀察高塔運行情況，確保不會發(fā)生起重臂與該塔鋼絲繩碰撞后再運行操作。

（3）后塔讓先塔原則。在兩塔吊起重臂交叉區(qū)域運行時，后進入該區(qū)域的塔要避讓先進入該區(qū)域的塔吊。

（4）動塔讓靜塔原則。在兩塔吊起重臂交叉區(qū)域內(nèi)作業(yè)時，在靜塔吊起重臂無回轉(zhuǎn)、小車無運行、吊鉤無起升，而另一動塔吊起重臂有回轉(zhuǎn)或小車運行時，動塔應避讓靜塔。

（5）輕塔讓重塔原則。在兩塔同時運行時，無載荷塔應避讓有載荷重塔。

（6）客塔讓主塔原則。以各單體以及施工作業(yè)的實際工作劃分主塔的工作區(qū)域，若客塔吊起重臂進入非單體工作區(qū)域時，客區(qū)域塔吊要避讓主區(qū)域塔吊。

（7）非運行讓運行原則。多塔區(qū)域暫未運行和暫停運行塔，將該塔吊起重臂轉(zhuǎn)至相交操作區(qū)域外進行適當避讓。

（8）吊運控距原則。在兩塔吊起重臂臨近交叉區(qū)域內(nèi)作業(yè)時吊物和另外塔吊任何部位安全距離大于10 m。

（9）暫停和停運原則。暫停和停運時應將塔吊起重臂轉(zhuǎn)出相交操作區(qū)域外，將小車運行至起重臂里端，避免無人操作時主鉤鋼絲繩或起重臂與相鄰塔吊起重臂結(jié)構(gòu)互相發(fā)生碰撞。

（10）大風停運原則。每臺塔吊安裝風速儀。大風暫停運行時不得將塔吊回轉(zhuǎn)設置為制動狀態(tài)并將小車運行至起重臂里端，避免大風造成主鉤鋼絲繩與相鄰塔吊起重臂結(jié)構(gòu)互相碰撞和主鉤鋼絲繩攙繞。

（11）嚴格服從指揮的操作指令。嚴格執(zhí)行“十不吊”原則。

（12）塔吊司機、指揮固定配置，無特殊原因不得隨意更換;指揮未經(jīng)負責人同意，不得私自換崗，換班必須當面交接。

（13）加強聯(lián)絡、通信管理。對每臺單機進行統(tǒng)一編號，塔吊與指揮必須配備對講機，每臺塔吊有其專用的頻道，未經(jīng)許可不得隨意更換，確保指揮信號的可靠和準確。

（14）加強指揮管理。指揮發(fā)出指令時，應先呼叫被指揮塔吊編號，待該塔吊操作人員應答后方可發(fā)出塔吊動作指令。同時，指揮必須時刻注視塔吊吊鉤和吊物，塔吊運行過程中指揮應環(huán)顧相近塔吊及其他設施，及時指令。

（15）安全專責加強現(xiàn)場動態(tài)巡查，發(fā)現(xiàn)違章、違規(guī)行為及時予以制止和糾正。

（16）劃定各塔吊的施工區(qū)域，在塔吊交叉范圍內(nèi)只準一臺塔吊工作，在該塔吊未脫離交叉區(qū)域前其他塔吊嚴禁進入;6級以上大風禁止運作塔吊。

（17）所有在施工現(xiàn)場工作的操作司機和指揮，必須熟知施工現(xiàn)場環(huán)境，包括塔吊起重臂回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)可能出現(xiàn)的安全隱患，如建筑物等。

（18）指揮在發(fā)送指令時必須在起吊物體半徑5 m內(nèi)發(fā)送，或選擇正確的位置并全程跟蹤。

（19）司機與指揮配合作業(yè)期間，司機必須服從指令，指揮不到位或命令不明確停止作業(yè)。

（20）司機有充足的睡眠時間，身體的疲勞能夠得到恢復。

（21）高空指揮和地面指揮切換，當?shù)跹b物體上升至超出地面指揮視野后，換至高空指揮對講機與其溝通。

1.3 關鍵路徑建筑、安裝塔吊使用沖突協(xié)調(diào)

以鍋爐水壓、垃圾池進垃圾、焚燒爐開始燒垃圾、管道吹掃、汽機沖轉(zhuǎn)關鍵里程碑節(jié)點倒推施工計劃，并與塔吊使用相關的建筑安裝主線影響工期的沖突問題。

建筑與安裝塔吊使用沖突主要在卸料跨、焚燒爐余熱鍋爐、汽機房和煙氣處理區(qū)。其中又以焚燒爐、汽機房區(qū)域最主要，其次煙氣處理區(qū)，再者卸料跨。

汽機房7～23軸建筑鋼箱梁安裝工期長，需要1號、9號、3號、4號塔吊配合吊裝。主要影響鍋爐安裝主線。1號、9號作為主力吊機，將能直接吊裝就位鋼箱梁就位作為后續(xù)其他區(qū)域鋼箱梁臨時存放點，定時定點統(tǒng)一作業(yè)減少變換工作量，3號、4號塔吊再配合1號、9號抬吊鋼箱梁至其他區(qū)域安裝。行車吊裝穿插使用塔吊。汽機房建筑材料進出倒運同樣使用1號、9號塔吊，能很好地解決使用沖突問題。

卸料跨建筑材料倒運以5號、6號塔吊為主，減少對3號、4號塔吊使用依賴，垃圾吊、垃圾池桁架吊裝用到3號、4號塔吊需做好應對。提前倒運鍋爐附件。

煙氣處理區(qū)1號、9號塔吊早期受熱面、鋼架作業(yè)不飽和，則可以兼顧汽機房建筑材料轉(zhuǎn)運。

1.4 塔吊優(yōu)化使用

專業(yè)交叉施工集中在卸料跨、焚燒爐余熱鍋爐區(qū)，煙氣處理區(qū)主要施工邏輯問題，交叉少。但塔吊已經(jīng)超負荷使用，塔吊的合理使用分配很重要。因此，首先確定專塔專用原則，以主線重件吊裝為主，再布置汽車吊進行小件吊裝進行補充，提高使用率。最大限度地增加作業(yè)面，并以此為原則執(zhí)行。

（1）卸料跨。除卸料跨建筑正常施工，卸料跨垃圾池封頂前應完成垃圾吊就位安裝，采用3號、4號塔吊預先存放5臺垃圾吊大梁至1號、2號垃圾池，利用垃圾池解決垃圾吊大件到貨存放場地問題，在垃圾池封頂前完成吊裝就位及安裝工作。

（2）焚燒爐余熱鍋爐區(qū)。3號、4號塔吊以焚燒爐、余熱鍋爐作業(yè)吊裝為主，完成鋼架、汽包吊裝。鍋爐小件采用汽車吊輔助。

（3）煙氣處理區(qū)。1號、9號塔上在煙氣區(qū)出零前作為建筑基礎施工轉(zhuǎn)運材料、汽管循環(huán)水埋管吊裝使用;出零后按施工總平面布置優(yōu)先作為鍋爐受熱面組合區(qū)吊裝轉(zhuǎn)運主力吊機。9號、10號爐煙氣處理線在受熱吊裝完成后進行安裝，保證重件吊裝到位，批量轉(zhuǎn)運小件、汽車吊輔助吊裝。在8號爐、11號爐、12號爐按同樣方式，確保塔吊效率。

1.5 現(xiàn)場應用

從塔吊陸續(xù)投用開始，項目部按研究規(guī)劃陸續(xù)投入塔吊到施工中。解決了建筑鋼筋、架子材料、模板、鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運吊裝，解決鍋爐鋼架、大板梁、汽包、煙氣鋼架設備及受熱面轉(zhuǎn)運吊裝，解決汽機行車、除氧器、循環(huán)水管道、凝汽器、垃圾吊安裝的吊裝作業(yè)。

2 實現(xiàn)的效益

2.1 提高工效

塔吊布置可以有效增加施工作業(yè)面，為施工人員投入提供機械保障。重點大件吊裝，量大件小材料轉(zhuǎn)運起到滿足需求。

鍋爐安裝區(qū)域再布置25 t汽車吊輔于小構(gòu)件吊裝，真正意義上主輔配合。鍋爐大板梁直接吊裝到位，8號、9號、10號、11號鍋爐汽包到貨預先存放至爐后廠房14.5 m層大板梁直接吊裝到位。

建筑專業(yè)在上料、卸料跨建筑施工塔吊需求更不用說，滿足日常鋼筋、模板、架子倒運，拆模材料清場，減少人員搬運作業(yè)，使建筑施工真正形成施工作業(yè)流水。煙氣處理區(qū)1號、9號塔吊可作為建筑出零施工，解決大區(qū)域內(nèi)吊裝提高效率。

將滿足汽機專業(yè)汽機行車吊裝就位，除氧器在廠房封頂前采用預先引入方式，一改以往在廠房端頭進行拖運的方式，直接吊裝就位高效安全。凝汽器采用煙氣處理區(qū)域塔吊將模塊吊運至D列拖運位置，人員工效得到最大限度地發(fā)揮。

2.2 縮短工期

主廠房區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)了吊裝作業(yè)的可達性，吊裝死角少。主廠房12號爐汽包重件的吊裝作業(yè)輔于履帶吊可以較好地解決。合理的塔吊配置使綜合廊道左邊的8號、9號爐與右邊的10號、11號、12號爐可以同時施工，材料運輸由兩側(cè)進出互不干涉，大大縮短工期。

另外爐后煙氣修理區(qū)出零后作為鍋爐受熱面組合場，有效利用場地。最后通過已覆蓋到汽機房頂?shù)臒煔鈪^(qū)塔吊轉(zhuǎn)運受熱面模塊至鍋爐區(qū)域再由3號、4號塔吊吊裝就位。

安裝工期累計縮短1.5個月左右，折合建安整體工期縮短0.5個月。

2.3 降低成本

全廠10臺塔吊，根據(jù)租賃合同價進行匯總，總價1 047萬。費用見表3。

按布置較少塔吊（鍋爐區(qū)域按2臺，上料、卸料跨2臺，煙氣處理區(qū)不布置塔吊）用汽車吊、履帶吊進行補充?？紤]流動式起重機工效，將需再增加2臺50 t租期1年、2臺100 t租期1年、煙氣處理重件考慮臨租200 t的重型吊車。按常規(guī)經(jīng)測算汽車吊租賃費比塔吊高20萬。

按合同規(guī)定投產(chǎn)節(jié)點滯后的考核金額，不能按期投產(chǎn)，損失費用將超出塔吊租賃費用。因此，塔吊成本優(yōu)于常規(guī)方案，再加上工期調(diào)整產(chǎn)生經(jīng)濟效益，節(jié)省及創(chuàng)造的整體價值在200萬左右。

2.4 社會效益

本工程塔吊布置的研究應用形成的成果及前景：①作為兼顧經(jīng)濟性和工效的最優(yōu)布置方案有效解決垂直起重運輸需求，保證本項目按期燒垃圾投產(chǎn)，實現(xiàn)工期要求。②提升公司垃圾焚燒發(fā)電建安領域的市場競爭力，同時提升公司影響力。③研究的成果進行工程應用實施，促進行業(yè)有序良好改進創(chuàng)新。

3 結(jié)束語

在保證安全、質(zhì)量的前提下，本工程合理的起重機械配備、關鍵路徑及施工邏輯的優(yōu)化、專項施工計劃細化、提高施工效率。所有施工起重作業(yè)的連續(xù)性，有效得到保障。建安施工緊湊有序，減少了整體工程機械費用的支出，為整體達標投產(chǎn)提供有力的支撐，順利地完成合同規(guī)定里程碑節(jié)點。在垃圾焚燒發(fā)電工程有著相當?shù)闹笇б饬x，特別在經(jīng)過本工程將更突顯在大型垃圾焚燒發(fā)電廠建安工程領域的優(yōu)勢，作為有實力的施工企業(yè)更應將創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力在后續(xù)的工程施工中。

參考文獻

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