群塔施工安全风险识别与控制探讨

文／李艳霞 首都经济贸易大学 北京 100070

引言：

塔机是目前工程建设中应用最广泛的垂直运输设备，其中很大一部分的塔机是采用租赁方式在工程项目中使用。关于施工大型起重机械的管理，建设部及地方建设安全监督管理部门已出台了相关的管理文件规范及监督建筑起重机械的租赁、安装、拆卸、使用及其管理等。本文以塔机出租单位（具有特种设备安装资质）的视角，从主动管理的角度出发，针对群塔作业的难点和风险点进行分析，提出对应的风险管控措施，完善和提高塔机租赁单位的安全管理水平，为提供优质服务打下坚实基础。

1、群塔施工特点及要求

在高层甚至超高层建筑施工中，为了便于后续附着锚固，塔机常常安装在建筑物附近，随建筑物的升高而不断进行附着顶升，以达到高层建筑的施工要求。通常，为满足施工需要，多台塔机甚至几十台塔机进行群体作业的情况比比皆是。受到施工进度的制约，群塔往往不能逐级顶升，而是需要交替爬升。基于以上特点，群塔作业施工的难点主要集中在以下三点：

（1）群塔作业过程中，相邻塔机之间作业范围有重合，两台甚至多台塔机有交叉碰撞风险，塔机的平面布局和高度排布不仅要满足地上地下施工要求，还要满足高塔的塔身与低塔的起重臂端部水平净距离不小于2m、高塔的最低点与低塔的最高点距离不小于2m 的要求。

（2）群塔的附着爬升需要兼顾施工进度情况，即建筑物需施工到一定高度且附着点满足一定的支业力要求方能进行附着锚固，这就要求在塔机的平面布局中就要考虑到塔机的后续附着问题，选择适宜的塔机定位、塔身附着高度和上部悬出高度、附着拉杆布置形式，以及附着装置在建筑物上的锚固点位置和锚固形式，确保附着锚固点受力在锚固点可承受的范围内。

（3）群塔作业过程中存在着极大的安全隐患，需制定合理的分区吊装、动静塔优先顺序等施工流程和沟通协调程序，发挥防碰撞系统的优势，方能保证群塔作业高效、有序地进行。

2、风险识别

2.1 工程简介

以北京某工程的群塔施工为例，该工程总建筑面积146769m，其中地上建筑面积87623m，地下建筑面积59146 m，主体建筑由主楼和裙房组成，主楼地下4层、地上15 层，裙房地下4 层、地上5 层，局部四层。裙房总高度22.40m（标高），主楼建筑总高度68m（标高）。为满足地下、地上建筑结构施工需要，根据场地条件和施工部署，现场布置6 台固定式塔机，2 台ZTT7530-18 平头式塔机和4 台TCT7520-16D 平头式塔机。

6 台塔机的具体概况见下表1：

表1

6 台塔机的平面布置图如下图1：

图1

初始安装高度下和每次附着顶升后，各塔之间的起升高度差均不小于9m，实际净高度差不小于3.6m；水平净间距不小于2m。安全距离满足不小于2m 的要求。

附着顶升前，1#塔和2#塔已完成裙楼施工，优先拆除，此后只考虑3#-6#塔的附着和交替爬升。

2.2 项目施工特点

（1）由于地下施工阶段采用南北分区、2 个施工队伍同时进行，因此要求塔机型号和布局需满足两个分区的吊次要求和吊载要求；后期上部钢结构施工阶段，除了满足吊次、吊载要求外还要满足施工进度要求。

（2）施工场地西侧有高压线，南侧紧邻居民楼，东侧为高层建筑，塔机起重臂需与周边建筑保持足够的安全距离；

（3）塔机基础所在位置有地下水，需做好防水和排水工作，并做好基础沉降观测；

（4）基槽坑边北侧中间部位无法支设汽车吊立塔，汽车吊需下坑内安装；

（5）群塔需经过附着顶升方可满足施工要求，交替爬升过程中需保持足够的安全距离，附着点需确保足以承受附着业力方可进行附着施工。

2.3 风险因素的识别和分析

塔机结构庞大、工况复杂、机构运行速度快、空间影响范围大、需多人配合作业等特性决定了塔机的安装、拆卸和使用都具有很大的安全风险，易造成安全事故。塔机安全事故类型及危险因素如下表2所示：

表2 塔机安全事故类型及危险因素

以上导致事故发生的危险因素可归结为人（人员管控）、机（设备管控）、环（环境管控）、管（制度管控）四个方面的原因，事故原因和危险源的对应关系如下表3：

表3

3、风险防范和控制

塔机安全运行的首要条件是塔机的出厂质量安全可靠，即在塔机的设计、制造环节不能有半点疏忽，因此塔机产权单位应优先选择质量和服务有保证的品牌制造商的塔机产品。以下从制度管控（管）、人员管控（人）、设备管控（机）、环境管控（环）四个方面对塔机安拆、使用、维护保养等重要环节的风险进行防范和控制。

3.1 制度管控

建立“主动管理、预防为主”的设备安全管理理念，依据相关管理文件和标准对塔机在各个状态和阶段进行系统的、标准化管理，使塔机从基础施工、安装拆卸、使用，到附着、顶升加节等各个环节都有据可循，抓住各环节的事故点和风险点，便于落实操作和检查的重点，最大限度确保人员、设备及工程安全。

（1）塔机基础施工管控要点

A.根据项目的场地条件和要求编写塔机基础施工方案；

B.预埋件安装后和浇完混凝土后均需检查预埋件的水平度、垂直度等数据，并确保数据满足设计要求；

C.由施工单位根据施工现场具体情况做好塔机基础的排水；

D.塔机预埋件的接地必须牢固可靠，其接地电阻不大于4Ω；

E.塔机基础施工完毕后，由塔机安装单位会同项目经理部安全部门，共同验收塔吊基础，合格后方可进行塔机安装施工；

F.安装塔机时基础混凝土应达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土强度应达到100%设计强度；

G.做好塔机基础沉降及位移观测工作，定期观测并记录，沉降量和倾斜率不应超过规范的规定。

（2）塔机安装拆卸管控要点

A.根据塔机安装说明书和施工现场实际情况编制安装拆卸专项施工方案；

B.制定有针对性的塔吊安装、拆卸生产安全事故应急救援预案；

C.技术负责人组织安全技术交底并签字确认，由指定的安拆负责人按照塔机安装拆卸专项施工方案及安全操作规程组织安装、拆卸作业，安装单位的专业技术人员、专职安全生产管理人员应当进行现场监督；

D.塔机安装拆卸作业中要统一指挥，一切程序都必须通过指挥实施；

E.动火、动焊作业由总包单位统一审批，动火、动焊前，应清理作业点及周围易燃、可燃物，配备灭火器具，明确现场看火人；

F.所有塔机零部件在安装前均应进行检查以确保其处于良好状态，塔机基础应符合施工方案和使用说明书的规定；

G.各部位联接件及其防松防脱件应符合规定要求，严禁用其他代用品代用。

H.塔吊安装单位安装完毕后，应按照要求对塔吊进行自检、调试和试运转，自检合格的，出具自检合格证明，并约请第三方检测机构进行检测，检测合格后即可投入使用；

I.拆卸时应先降节、后拆除附着装置，塔机的自由端高度应符合说明书规定要求。

（3）塔机附着管控要点

A.根据塔机说明书和施工进度编制附着施工方案；

B.附着框架、拉杆、锚固座等各处螺栓、销轴应安装齐全、正确、可靠，锚固框架安装位置符合规定要求，塔身与锚固框架固定牢固；

C.建筑物上附着点布置和强度符合要求，不满足强度要求时作加强处理；

D.第一道锚固以下高度、最后一道附着上部悬出高度均不得大于说明书中的规定，各道锚固之间距离符合说明书规定；

E.同一道附着装置上的各拉杆安装在同一水平面内；

F.附着以后,在无风状态下,最后一道附着位置以下塔身轴心对支承面的侧垂直度应在2‰以内，最后一道附着位置以上塔身轴心对支承面的侧垂直度应在4‰以内；

G.应时常关注、定期检查附着点处的安全可靠性，如发现安全隐患应立即停止使用，在妥善消除安全隐患后才能继续使用。

（4）塔机顶升加节管控要点

A.建立塔机顶升加节审批制度，各方同意后方能实施安装作业，并由项目总监告知其它各塔机施工单位，根据各塔机的运行状况进行合理安排；

B.对塔机结构、电气进行全面安全检查、测量；

C.顶升施工中，应进行试顶升操作，确认油缸能正常伸缩、不溜缸及压力表读数正常，才能开始顶升施工操作；

D.顶升过程中合理分工，安排专人观察套架导向滑轮是否处于正确的位置、是否有脱轨现象及塔机是否处于平衡状态等；调平衡时，不得做回转、起升等其它动作；顶升横梁挂靴就位后，应安装锁紧防脱安全销；随时注意顶升泵站液压油温度情况，若油温过高，应待温度降低至正常后才能继续施工作业；风力大于等于4 级时，应停止顶升施工作业，为了预防顶升过程中因风荷载或塔司人员误操作引起回转机构转动，在回转制动器锁住后，还可在回转齿轮处楔入木楔，以避免回转机构转动出现危险情况；被引进的标准节就位后，标准节两端应连接固定好；

E.顶升结束后，按照说明书规定将套架降落到塔身底部或附着锚固上方位置，以降低风载荷的不利影响。

F.顶升完成后，安装负责人应进行自检，确保每个部件都安装正确到位，并用经纬仪测量塔身垂直度是否符合要求，配合总承包单位等相关单位进行联合验收，合格后方可使用塔机。

（5）塔机使用管控要点

A.通过规范的管理制度、塔机操作规程及专业的工作指导书约束设备使用行为，以预防为主，减少事故发生的概率，规避使用过程中的安全风险。

B.塔机使用期间，安装单位有关技术负责人应进行定期巡查，及时解决使用过程中出现的安装质量问题和安全事故隐患，及时组织人员到施工现场进行整改，确保塔吊安全运行。

C.建立日常检查制度，塔机日常检查应在每班使用前进行，日常检查内容包括各机构的运转情况、指示与限制装置的动作情况以及肉眼可见的明显缺陷，包括钢丝绳和钢结构缺陷等，日常检查发现异常情况,应当在使用前及时排除，并且做好相应的记录。

D.建立交接班管理制度。交班司机应交待本班设备运转情况，如实填写设备当班运转记录和交接班记录；接班司机应认真听取上一班工作情况介绍，仔细检查设备，使用前必须进行空载实验运转，检查限位开关、紧急开关、行程开关等是否灵敏可靠，如有问题应及时修复后方可使用。

E.塔机管理人员通过安全监控系统实时监测现场塔机运行情况，如发现有违规操作或系统报警，应立刻制止违规行为，并予以批评教育，必要时进行技能和安全教育培训。

3.2 人员管控（仅针对特种作业人员）

（1）与持有效资格证书的特种作业人员订立劳动合同；

（2）要求特种作业人员必须落实本单位特种作业安全操作规程和有关安全管理制度；

（3）书面告知特种作业人员违章操作的危害；

（4）向特种作业人员提供齐全、合格的安全防护用品和安全的作业条件；

（5）按规定组织特种作业人员参加年度安全教育培训或者继续教育，培训时间不少于24 小时；

（6）上岗前对特种作业人员进行岗前安全教育与培训，并要求严格按照安全操作规程、说明书及方案要求正确操作，作业前按规定对其进行安全技术交底；

（7）建立本单位特种作业人员管理档案，查处特种作业人员违章行为并记录在档。

3.3 设备管控

（1）塔机维护保养管控要点

A.建立设备维护保养制度，编制维护保养手册，明确操作流程、操作要求、工具和材料等，由有资质的专业操作人员对塔机进行定期和不定期检查和维护保养，并如实、详细填写维护保养记录。

B.塔机的维护和保养一般包含日常维护保养（每天一次）、月度维护保养（每月一次）和停开机维护保养（停开机、暴风或中度地震后）。

C.月度维护保养内容包括对塔机进行常规清洁、润滑、检查、紧固、调整、防腐、更换易损件和失效的零部件等相关工作。停开机维护保养时应对所有结构件、连接紧固件、液压系统、钢丝绳、接地装置、安全装置、机构、电气系统等进行全面检查，并检查塔机基础及附着装置，测量塔身垂直度是否满足标准要求等。

D.长时间不用的塔机对各部位做好润滑、防腐、防雨处理后停放好，每年做一次检查。

（2）塔机安全监控系统管控

A.同一项目的所有塔机上安装统一的安全监控系统，由安全监控系统厂家进行安装、调试、故障排除和定期维护更换工作。

B.采用先进的塔机安全监控系统，通过吊钩可视化、防碰撞、远程预警、远程控制等功能对塔机作业进行全方位严格监控，做到远程施工动态监控，让高科技为塔机施工安全保驾护航。

（3）辅助吊装设备管控

A.用于塔机安装作业的辅助起重设备应满足起升高度、起升幅度、最大起重量的要求并安全可靠；

B.为避免辅助起重设备支腿下方地面沉降或塌陷，可在支腿下方铺设方箱或钢板，若支腿所在地面下方为地下建筑，应考虑地下建筑的承载能力，必要时做适当加强。

C.起吊前检查辅助吊装机械及其安全装置；辅助吊装机械司机应持证上岗；绑扎时应根据物件的重心位置进行绑扎；在起吊过程中应垂直起落，且负荷率不得超过90%；吊件吊离地面约200mm 时应暂停起吊并进行全面检查，确认正常后方可正式起吊。

（4）其他工机具管控

A.安装拆卸用工机具、检测器具、安全防护用品和指挥联络工具等应确保在有效期内；使用电动工具前进行检查，确认电动工具完好并装有漏电保护器。

B.应选用合格的吊装作业用钢丝绳、卸扣等吊索具，且安全系数应不小于6 倍。

3.4 环境管控

（1）遇有大风、大雾、雷电、雨雪、冰雹等恶劣气候,禁止进行塔机安装、拆卸、顶升、降节作业。

（2）塔机安装、拆卸、顶升、降节作业时,塔机的最大安装高度处的风速应不大于5 级。

（3）遇有6 级及以上大风或恶劣气候时，应停止吊装作业。

（4）夜间进行塔机安装拆卸作业,现场应配备足够亮度的照明。

（5）在有建筑物的场所,塔机的尾部与建筑物及建筑物外围施工设施之间的距离不小于0.6m；有架空输电线的场所,塔机的任何部位与输电线的安全距离,应符合下表的规定，如果条件限制不能保证下表的安全距离,应与有关部门协商,并采取相应安全防护措施后方可安装。

表4 塔机与输电线的安全距离 单位为米

（6）当多台塔机在同一施工现场交叉作业时，应编制专项方案，并采取防碰撞的安全措施，通过塔机高度配置、防碰撞系统应用、交叉作业运行措施等几方面确保群塔的安全运行：

A.塔机平面布置和高度设置应确保任意两台塔机部件之间的最小水平距离不得小于2m，最小垂直距离不得小于2m；

B.在交叉作业区域内设监护信号工，负责交叉作业塔机的安全运转，监督各塔机信号工的动作指令，发现指挥错误或存在碰撞隐患时及时向信号工和塔机司机发出停止信号。

C.充分利用塔机防碰撞系统提前预警、减速功能和持续报警、截停功能，有效避免塔机之间发生碰撞。

（7）与正在进行施工的塔机、泵车或汽车起重机存在交叉作业时，必须服从统一协调，严格避让，不得穿插作业区域运行。

（8）与周围工地可能存在交叉作业时，应提前进行有效沟通，制定切实可行的安全措施，并在运行期间派出专人进行运行监控；

（9）在塔机安拆、顶升施工作业区域设置好警戒线与危险作业告知牌，防止无关人员进入作业区域，同时现场设置的各种安全设施严禁挪动或移作他用。

（10）起重工作区域内无关人员不得逗留或通过；起吊过程中严禁任何人员在塔机起重臂及吊物的下方逗留或通过。

（11）严禁私拉乱接电源，电源拆接、维护由专业电工负责，配电箱和电源引线等均应符合相关规定。

（12）施工作业中，施工总包单位需提供合格的脚手架或工作平台。

结语：

本文以北京某工程作为案例，从风险产生因素、风险类别等理论知识出发，对具体的风险问题进行分析，进而提出针对性的风险控制措施。

对于塔机出租单位而言，在建立完整安全管理体系、贯彻执行国家、地方和行业等相关法律法规和标准的规定、坚持“安全第一、预防为主”的管理理念、落实主动管理的措施和方法的基础上，配备经验丰富的安拆、检修及保养操作人员队伍和工程技术人员，运用质量可靠的设备和先进的检测仪器及维修装备，并积极配合总承包单位对塔机安装拆卸、使用、维护保养等环节的工作流程和工作质量的监管，才能最大限度的减少事故隐患、降低安全风险，确保塔机安装、使用的安全，实现合作双方的共赢。