火电厂改造项目大型吊装方案的编制与审查

陶 明，王明远，李甲伟，达朝伟

(1.西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710054；2.西热益通热工技术服务有限责任公司，陕西西安 710032；3.华能平凉发电有限责任公司，甘肃 平凉 744032)

0 引言

近年来，火电厂持续进行大量环保设备的改造，例如：脱硫、除尘、风机、湿式除尘器、低低温省煤器等。这类改造项目施工规模不大，容易出现建设单位、监理单位、施工单位管理机构不健全、不够专业的情况；同时这类项目通常存在工期要求紧、施工场地条件差、施工单位素质参差不齐等不利于施工安全的因素，所以有必要对此类项目施工重点环节如大型吊装施工等进行有效、专业的管控，以确保施工安全。

1 大型吊装施工分析

大型吊装施工对整个建设工程的安全、质量、进度、费用控制都有重大影响，历来受到电厂各级领导和项目管理人员的高度重视。首先，吊装施工有很强的技术性，需要根据相应的条件进行一系列的核算，并根据设备图纸和施工条件、机械能力来制定方案。其次，吊装施工参与人员较多，具有群体性和危险性大的特点，在作业前需要将每一操作步骤和安全注意事项向施工人员交代清楚；并且吊装施工往往伴随大量高空作业，一旦发生事故将涉及较多人员，并可能伴随机械或设备的损坏。

以上分析可以看出，大型吊装施工既需要专业成熟的技术经验，又需要能够统揽全局的工程管理经验。做好施工前期的策划，编制切实可行的吊装方案，是安全、高效地完成整个施工项目的前提和基础工作，对提高工程项目管理水平具有重要意义。

以下对火电厂环保改造项目涉及的吊装方案的内容、编制依据、主要岗位及职责、主要技术计算要点、安全管理以及方案审查等内容进行论述，以供管理人员开展相关工作时参考。

2 方案编制内容

大型吊装方案主要围绕组织与实施、安全措施、吊装技术3个方面内容进行编写。

其中，组织与实施部分重点对吊装施工组织管理体系、相关人员责任与分工、劳动力资源情况、施工机具情况、吊装施工网络计划等进行介绍。

安全措施部分根据项目施工特点，对作业安全风险进行识别，提出相应的安全管理措施，并在实施阶段进行监督与检查。

吊装技术部分是方案中的核心内容，要以“一表两图一书”(吊装工艺数据表、吊装平、立面布置图及吊装工艺计算书)为编制内容重点，包括如下方面：

(1) 设备参数表，包括大型设备重量、主体材质、高度、直径、厚度、分段长度；

(2) 吊装工艺数据表，包括大设备计算起吊重量(含设备本体重量、吊钩吊具、保温管线、临时焊件、脚手架等附加重量)、吊车型号、作业工况下额定起重量、作业半径、吊臂长度、起吊高度、臂杆组合形式、负载率等；

(3) 吊索具数据表，包括钢丝绳规格、安全系数等；

(4) 吊装平面布置图，包括吊车站位、吊车行走路线、吊臂接杆(升降、旋转)区域、设备起吊及就位位置、地下障碍物清理区域和构筑物范围；

(5) 吊装立面图，包括起吊和就位工况吊装立面图、吊点布置图；

(6) 吊装工艺计算书(常规大件吊装施工)，包括吊车在起吊及就位工况下的受力计算、钢丝绳受力计算、吊耳计算设计图。

为使方案更符合现场实际，更具有可行性，在方案开始编制前还应提早、全面、细致地进行吊装施工的技术准备和调研工作，主要包括：

(1) 应了解大型设备吊装工程的管理模式，项目总承包单位对大型设备吊装的总体计划和要求，运输单位情况和运输要求；

(2) 应了解大型设备设计和制造单位(有可能为现场制作)，设备交货状态(整体或者分段)及到货日期、设备制造图，大型设备大致吊装时间；

(3) 应熟悉吊车性能，了解吊车组装、准用程序，掌握吊车租赁费用及可以提供吊车的作业时间段，同时应了解吊索具的自有、租赁、委托设计制造等情况；

(4) 应了解并实地勘察工程施工环境，包括地质勘察报告、设备平立面布置图、现场作业环境、场内运输道路情况、大件运输路线、吊装施工时的气候等情况。

3 方案编制依据

大型吊装方案的编制主要依据的技术资料及国家、行业标准如下：

(1) 设计说明、施工图等设计资料；

(2) 设备、材料厂家提供技术资料；

(3) 与本工程相关的资料，如地勘资料、构筑物资料、起重机械厂家资料等；

(4) 国家或者行业有关标准、规范、规程等标准规范可分为2类：一类为起重机械安全类，这类标准中规定了起重机械安装、运行使用、维护保养等方面的安全规定，如GB 6067—2010《起重机安全规程》、GB 5082—1985《起重吊运指挥信号》、GB 5144—2006《塔式起重机安全规程》、DL/T 5248—2010《履带起重机安全操作规程》、DL/T 5250—2010《汽车起重机安全操作规程》；另一类是起重吊装施工工艺及安全技术类，这类标准对设备吊装施工工艺及安全技术要求进行了规定，有些技术标准因电力行业未单独出版，所以参考其他行业相关技术标准，如DL 5009.1—2014《电力建设安全工作规程 第1部分：火力发电》、SH/T 3515—2003《大型设备吊装工程施工工艺标准》、GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》、HG/T 21574—2008《化工设备吊耳及工程技术要求》。

在方案编制过程中，应以技术资料和相关标准为依据进行编写；在吊装施工过程中，应监督并指导方案完整落实，尤其是标准中涉及的强制性条款。

4 岗位设置及职责划分

吊装施工作业是一项群体性作业，需要各相关人员明确分工和职责，默契配合，良好沟通。这对吊装施工顺利实施至关重要，也需要在方案中进行明确并得到各方认可。对于火电厂改造项目的吊装施工，岗位设置及职责划分如表1所示。

在表1中，涉及吊装施工主要操作人员——起重工，按照《起重机械安全规程》规定，起重指挥、起重司索工、吊车司机作为特种作业人员(统称“起重工”)，必须取得有关部门颁发的资格证书并持证上岗。在施工中应分工明确，不能一人身兼多职。在吊装施工中，起重工的职责分工通常如下。

(1) 起重指挥的主要工作：

表1 吊装施工岗位设置及职责划分

① 被吊物重量、尺寸的确定和吊索具的选择；

② 设置吊运警戒区；

③ 在整个吊运过程中跟随、监视被吊物前进，确保被吊物不挂(刮)碰设备；

④ 在整个吊运过程中，发出各种作业信号指挥作业。

(2) 起重司索工的主要工作：

① 根据被吊物件的具体情况与起重指挥一起选择相适应的吊索具；

② 作业前应对吊索具进行检查；

③ 绑扎被吊物，起升前检查连接点是否牢固可靠；

④ 在吊件与吊索的接触位置处加保护衬垫（必要时）。

(3) 吊车司机的主要工作：

① 在吊装施工前，对制动器、吊钩、钢丝绳和安全装置进行检查；

② 作业过程中严格遵守“十不吊”规定；

③ 在吊装施工完毕后，将起重设备设置在规定的停止位置。

5 吊装技术计算要点

吊装技术计算部分是吊装方案中的核心内容，核算的准确与可靠是吊装施工安全的最大保障。由于吊装所采用的起重机械差异较大，不同行业、不同专业的吊物差异也很大，涉及多个专业领域的技术内容。以下介绍近年来火电厂环保改造项目所涉及的脱硫、低省、湿除、风机等项目施工中遇到的大型吊装(吊物重量约10—50 t)计算要点，主要从吊车负荷率计算、钢丝绳校核计算、吊耳选取3方面分别进行说明，供方案编制与审查人员参考。

5.1 吊车负荷率计算

首先根据吊物的计算重量、吊钩重量、吊索具的重量等计算得到该位置的起重总重量；其次根据吊装平、立面布置图中的吊装半径及吊臂长度，在相应的起重机械工况表中查到在该工况下额定起重重量，吊车负荷率=实际起重总重量/额定起重重量。起吊施工时，吊车负荷率一般不宜超过90 %；如果实际情况无法满足，则应按照《电力建设安全工作规程》4.12.4条款中的相关要求执行。

在进行吊车负荷率计算时，不应只选择重量最大的吊物，而应将所有吊物相应工况下的吊车负荷率都进行计算。这是由于吊车额定起重量与作业半径及吊臂长度有关，重量最大的吊物所对应的工况，不一定是吊车负荷率最大的工况。

5.2 钢丝绳校核计算

首先，根据吊物计算重量、吊点位置、钢丝绳股数、钢丝绳夹角等画出钢丝绳受力分析图，再根据力的分解情况，计算得出单根钢丝绳上所承受的实际拉力。选择钢丝绳长度时，应根据DL 5009.1—2014《电力建设安全工作规程 第1部分：火力发电》中的要求和吊点位置，确保钢丝绳与吊物的水平夹角不小于45°。其次，根据现场拟采用的钢丝绳规格和GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》，查表得出拟采用钢丝绳的最小破断拉力。

根据以上得到的钢丝绳实际拉力和最小破断拉力，得出钢丝绳实际安全系数，即：实际安全系数K=钢丝绳实际拉力/钢丝绳最小破断拉力。根据《电力建设安全工作规程》中表4.12.6-1，查出相应用途钢丝绳的规定安全系数K。若实际安全系数大于规定安全系数，则所选用钢丝绳满足要求；否则应进一步增加钢丝绳公称直径，以满足安全要求。

在计算钢丝绳实际安全系数K时，不应当只选择重量最大的吊物进行计算，而应当对所有吊物的钢丝绳实际安全系数进行计算。这是因为钢丝绳受力不仅与吊物重量有关，还与钢丝绳股数、钢丝绳长度(夹角)、吊点数量位置等因素有关，所以重量最大的吊物所对应的钢丝绳安全系数，不一定是所有钢丝绳安全系数中最小的。

5.3 吊耳选取

火电厂环保改造项目中吊装常见吊耳大部分为现场制作的板式吊耳，因为吊耳受力计算相对较为复杂，所以可根据一些标准或者手册来选取合适的吊耳设计型式。通常根据吊物的外形尺寸和吊物计算重量进行吊点布置，从而得到单个吊点的起重重量。根据以上数据和采用的吊耳型式，再查阅相关标准手册，例如：HG/T 21574—2008《化工设备吊耳及工程技术要求》，得到吊耳的尺寸、材质、焊接标准等数据，供现场制作并在吊物上焊接安装。

6 安全管理

安全是大型吊装施工的前提。大型吊装安全管理主要体现在2个方面。

(1) 大型吊装设备进出场管理。目前大型吊装主要采用大型履带吊、汽车吊、塔吊等成套设备，每次进出场涉及的人员、车辆多，在运输、组装、拆除等诸多环节出现问题，都可能导致安全事故。因此对大型吊装设备的安装、拆除工作应编制详细可行的实施方案(需要另外编制大型吊装设备安装、拆除方案)，并严格执行。这方面我国对起重有关特种设备的相关管理法规、标准、规范较为明确，安全管理的重点是监督落实。

(2) 吊装现场安全管理。首先，常规的安全管理工作必须落实，例如：防止高空坠落、防止物体滑落和物体打击、防止触电等常规安全管理工作。对整个施工过程进行安全风险识别和安全评估，并根据吊装施工高空作业多的特点配备齐全的安全设施，配置专职安全员加强对全过程施工环节的检查监督。其次，吊装安全管理必须抓住重点。吊装施工是一项技术要求严格的工作，必须按照审批通过的技术方案实施，检查吊装机具、吊索具的规格和质量、施工现场环境，检查方案落实情况应作为吊装安全管理的重点，特别是吊耳的焊接检查和地基的处理很容易被忽略。以上提及的安全管理工作，均可在国家或者行业颁布的相关标准规范中查阅。为确保吊装施工所有环节在可控范围内，技术人员应按照“场地清理—地基处理(如果有)—设备和人员进场(包括办理相应告知、监检手续)—吊装设备的安装和调试—安全检查确认—办理相关报验(包括获得准用许可证)—试吊—正式吊装”的程序进行施工，对全过程按照“谁检查，谁负责”的原则进行检查确认，并做好原始记录和签字确认。吊装过程应明确人员的责任与分工，确保各部门协调沟通顺畅。

7 方案审查

对于火电厂改造项目的大型吊装施工，建议按照DL 5009.1—2014《电力建设安全工作规程 第1部分：火力发电》中的相关规定，施工单位应对相应的吊装方案组织审查，经过施工单位技术负责人批准后，再上报监理及业主单位审批。对其中危险性较大的工程，应组织专家进行方案审查及论证，对吊装施工工艺技术、组织管理及安全管理内容进行把关。方案审查过程通常有查看施工现场、阅读相关设计资料及吊装方案、听取吊装方案汇报、座谈讨论形成审查意见。审查的主要内容如下。

(1) 吊装资源保证：

① 吊车、吊具的自有和租赁情况，以及能否按照方案的技术和时间要求，落实机具使用计划；

② 审查吊装方案中的施工组织管理体系，健康、安全、环境管理体系，人员职责划分和责任人是否能够到位，各种保障措施是否能够落实；

③ 关注业主、监理、施工单位的互相协作与协调情况。

(2) 吊装工艺技术：

① 审查吊装施工工艺技术的可行性，是否符合施工标准规范要求，吊车和吊具选型是否合理；

② 审查“一表两图一书”内容是否全面，是否存在重要工序错误和实质性技术错误；

③ 审查吊装工艺计算和引用计算公式的正确性；

④ 审查方案编制和审批程序是否符合要求。

大型吊装方案通常经历编制、审核、批准3个阶段后才能实施，施工单位应明确主要人员资格和工作职责。

方案编制人通常为该项目专业技术人员，其职责为：提出吊装方案报审稿；根据吊装方案的审批意见对方案进行相应的修改；向所有参加吊装施工人员进行吊装工艺及安全技术交底；施工期间做好吊装方案的技术指导并监督方案的落实。

方案审核人通常为该项目技术负责人和安全负责人，其职责为：审核工艺技术可行性与合理性；检查编制依据是否充分，有关核算、计算是否准确；审核机具选择及布置是否合理；审核质量、安全及特殊措施是否可靠；提出相应审核意见并对修改后的吊装方案进行确认。

方案批准人为施工单位技术负责人，其职责为：确认工艺技术的正确性，进度及施工计划、劳动力和大型机具组织的合理性，质量、安全及特殊措施的可靠性，并提出结论性意见。

8 结束语

随着大型起重设备在电力行业广泛使用，尤其是在近年来的火电厂环保改造施工过程中更是发挥了巨大作用，不但缩短了项目的改造工期；也降低了施工成本，提高了施工质量。这也促使施工单位要提高项目管理水平，要求施工单位重视前期调研和吊装方案的编制与审查，并加强施工过程的监督和指导，从而确保项目安全顺利地实施。

从以上分析可以看出，吊装方案是项目组织实施管理、技术管理和安全管理综合的体现，科学合理的吊装方案不但能够提升企业的项目管理水平，也能够为企业带来良好的经济效益和社会效益，保障安全生产的实现。