塔式起重机布设典型问题与解决措施研究*

徐爱水，李翠翠，张同波，付长春，于德湖,3

(1.青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266033； 2.青建集团股份公司，山东 青岛 266071；3.青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心，山东 青岛 266033)

0 引言

塔式起重机是建筑工程施工不可或缺的垂直运输机械，在施工过程中，塔式起重机常存在工作盲区、碰撞、拆除困难等问题，对施工进度、施工效率、成本控制、安全控制等造成一定影响。上述问题与塔式起重机选型布设有关，为此，分析总结塔式起重机布设典型工程问题，提出相应解决措施，为塔式起重机合理使用提供参考。

1 塔式起重机布设问题

塔式起重机选型布设时主要依靠施工人员经验，由于缺乏系统性的分析研究，常造成整个施工过程存在多方面安全隐患。实际工程中常存在群塔作业情况，因此进行塔式起重机布设时需考虑其与相邻建筑物或塔式起重机的碰撞。

经查阅工程文件，结合现场调研，总结得到常见塔式起重机布设问题。

1)工作盲区 塔式起重机起重臂无法覆盖的施工区域，工作盲区面积较大时，影响正常施工进度，导致施工成本增加。

2)碰撞 包括塔式起重机间碰撞及塔式起重机与建筑物碰撞，严重碰撞可能导致塔式起重机起重臂毁坏甚至塔身倾倒，造成严重影响，危及人身安全。较轻的碰撞可能导致塔式起重机无法正常回转，从而影响施工进度。

3)拆除困难 前期布设考虑不周造成塔式起重机拆除时与建筑物间距不满足要求，从而导致无法顺利拆除，影响施工进度，需通过其他方式拆除，增加了施工成本。

为避免发生上述问题，需对塔式起重机布设位置进行系统性研究，并针对现存问题提出科学合理的解决措施。

2 典型问题分析

2.1 工作盲区

1)工程概况

某新建医院工程包括1栋门诊主楼和2栋裙楼，其中门诊主楼为11层，长、宽分别为103，57m，2栋裙楼分别为4，6层。由于门诊主楼占地面积较大，共布置4台塔式起重机，分别为1号QTZ80型塔式起重机，2，4号QTZ63型塔式起重机，3号QTZ40型塔式起重机。

2)主要问题

该工程进行塔式起重机选型布设时，考虑成本、相邻塔式起重机碰撞等问题，塔式起重机实际分布较分散，进而在建设区域中存在起重臂无法到达区域，其中门诊主楼工作盲区面积近200m2，两侧裙楼工作盲区面积>100m2(见图1)。

图1 工作盲区分布示意

3)解决措施

针对该工程塔式起重机存在的工作盲区问题，提出以下解决措施：①前期规划阶段对塔式起重机布设位置进行适当调整(3，4号塔式起重机西移，1，2号塔式起重机南移)，以减小工作盲区面积(见图2)；②如果工期紧张，可将1号塔式起重机换为5号QTZ63型塔式起重机与6号QTZ40型塔式起重机(见图3)，并合理安排布设位置，以实现主楼全面覆盖。

图2 塔式起重机位置调整后工作盲区分布

图3 塔式起重机型号与数量调整后工作盲区分布

通过调整塔式起重机位置，主楼工作盲区面积减小50m2；西侧裙楼工作盲区变化明显，面积减小超过80m2；东侧裙楼工作盲区面积有所增加，约增加90m2。由于该工程以主楼修建为主，应尽量保证主楼工作盲区面积较小。

将1号塔式起重机换为5，6号塔式起重机后，基本实现了主楼全面覆盖，减小了裙楼工作盲区面积。

2.2 碰撞

1)工程概况

某住宅小区共布设5台塔式起重机，包括3台QTZ40型塔式起重机与2台QTZ63型塔式起重机。3，5号住宅楼附着的塔式起重机发生碰撞问题，3号住宅楼共11层，高32.75m，长27.5m，宽14.6m；5号住宅楼共11层，高33m，长39.2m，宽15m。

2)主要问题

根据建设需要，3，5号住宅楼施工进度最快，且均使用QTZ40型塔式起重机。前期规划阶段，为防止塔式起重机出现碰撞问题，控制塔式起重机高度(按2个标准节错开)，3号住宅楼塔式起重机为低位机，5号住宅楼塔式起重机为高位机，将3号住宅楼塔式起重机起重臂截掉1节，但由于3号住宅楼施工进度较快，塔式起重机需进行加节，加节后吊钩与大臂斜拉绳发生碰撞。

3)解决措施

塔式起重机在回转过程中，起重臂经过的区域固定，且影响区域较大，易对邻近建筑、塔式起重机及其他临时设施造成影响。当塔式起重机升至一定高度时，建筑物或邻近塔式起重机可能与其发生碰撞。如果相邻塔式起重机高度相差较小，易使高位塔式起重机吊钩、吊绳与低位塔式起重机斜拉绳发生缠绕，严重时可能导致塔式起重机倾倒，出现安全事故，造成经济损失。因此，塔式起重机起重臂所处竖向空间需存在一定安全范围，塔式起重机运行时该范围内不允许存在其他物体，避免发生碰撞。

针对该工程塔式起重机出现的碰撞问题，提出以下解决措施：①适当调整塔式起重机位置，保证塔式起重机互不干扰，不对施工进度产生影响；②严格控制3号住宅楼施工进度，从而保证整个工程正常施工。

2.3 拆除困难

1)工程概况

某工程为集特色商业楼、办公楼、酒店客房、会议中心、餐饮中心等于一体的综合性建筑，共布置4台塔式起重机，分别为1台QTZ63型塔式起重机与3台QTZ40型塔式起重机，如图4所示。

图4 塔式起重机分布示意

2)主要问题

建筑群西侧QTZ40型塔式起重机负责1栋8层33.65m高办公楼、1栋3层14.15m高特色商业楼、1栋3层14.15m高餐饮中心施工，该塔式起重机转至任意角度均与建筑物存在碰撞现象，拆除至建筑物高度范围后，无法继续向下拆除，需借助汽车式起重机。

3)解决措施

塔式起重机拆除时，施工现场可用空间较小，由于塔式起重机起重臂较长，需提前预留起重臂拆除位置。如果预留拆除位置较小，起重臂易与两侧建筑物或其他物体发生碰撞，造成经济损失。如果未预留拆除位置，需通过其他方式拆除，不仅会造成不必要的租赁费用，且影响后期施工。

针对该工程塔式起重机出现的拆除困难问题，提出以下解决措施：①在物料堆场位置、面积等合适的情况下，将塔式起重机位置调整至建筑群西侧；②适当加大塔式起重机与建筑物间距，使平衡臂与建筑物间不存在交叉情况，进而安全拆除塔式起重机。

3 通用解决措施

3.1 工作盲区

针对塔式起重机工作盲区问题，总结得到以下通用解决措施：①塔式起重机布设前，对建筑物面积与物料堆场进行测量，选择塔式起重机合适布设位置与型号，保证塔式起重机起重臂能够完全覆盖建筑物与物料堆场。②选取最佳布设位置后塔式起重机仍存在工作盲区时，首先控制主楼工作盲区范围。当工作盲区面积较小(<100m2)，且无重大构件需求，未对施工进度造成影响时，工作盲区所需材料可通过人工方式运输；当工作盲区面积较大(>100m2)或工作盲区内存在大型构件，人工无法完成材料运输时，对施工进度造成影响，应换用更大型号塔式起重机或选用2台小型塔式起重机配合施工。

3.2 碰撞

针对塔式起重机间碰撞问题，总结得到以下通用解决措施：①水平方向上，塔式起重机起重臂端部和其他塔式起重机塔身至少保持2m水平距离。②竖直方向上，2台塔式起重机需错高布设(一高一低)，低位塔式起重机起重臂端部应与相邻塔式起重机塔身至少保持2m垂直距离，高位塔式起重机最低位置部件与低位塔式起重机最高位置部件至少保持2m垂直距离。③如果工期不紧张，可适当调整施工工艺，保证高、低位塔式起重机具有充分操作空间，从而避免发生碰撞；如果工期紧张，需严格控制施工工艺流程，保证塔式起重机匀速上升。④遵循群塔作业防碰撞原则。

针对塔式起重机与相邻建筑物间的碰撞问题，需严格控制施工工艺流程，使相邻建筑物同时施工，并保持施工进度基本一致。

3.3 拆除困难

针对塔式起重机拆除困难问题，总结得到以下通用解决措施：①塔式起重机拆除时，首先降至一定高度，下降过程中确保塔式起重机平衡臂、起重臂与建筑物不发生碰撞，塔式起重机尾部与周边建筑物及外围施工设施的安全距离≥0.6m；②高出建筑物部分塔式起重机自降；③塔式起重机与建筑物接近导致无法继续拆除时，需通过相邻塔式起重机或汽车式起重机协助拆除。

4 结语

塔式起重机合理布设对于施工进度、施工效率、成本控制、安全控制等具有重要意义，通过工程实例对塔式起重机工作盲区、碰撞、拆除困难问题进行分析，主要得出以下结论。

1)对于塔式起重机工作盲区问题，布设塔式起重机时须综合考虑建筑物主体、物料堆场位置关系，避免出现较大的工作盲区，必要时可采取2台塔式起重机配合工作的方式。

2)对于塔式起重机碰撞问题，群塔施工或周围存在其他建筑物时，不仅应保证塔式起重机起重臂与相邻塔式起重机塔身间(水平方向)具有一定安全距离，还应严格控制施工工艺流程，确保塔式起重机与相邻塔式起重机、建筑物具有足够安全的竖向施工距离。

3)对于塔式起重机拆除困难问题，塔式起重机布设时应避开建筑物拐角位置，塔身与建筑物间保证安全距离。建筑物主体周围存在裙房时，需提前对塔式起重机布设位置进行测量。