建筑起重机械中塔吊的安全使用及管理措施研讨

赵洪

0 引言

现阶段，塔式起重机的发展日趋成熟，呈现出精细化、多功能、高效率、组合化、智能化、绿色化等特点，我国的塔机行业取得了瞩目的成就，但与世界发达国家相比仍然存在不小的差距，尤其是在研发、设计、制造、使用等方面存在许多问题，容易引发安全事故。关于塔吊安全使用和管理的问题研究已经初见成效，但安全管理体系仍不健全，需要从全过程、全方位的角度出发，结合现代信息技术的应用，切实有效地降低塔吊事故发生率。

1 建筑起重机械中塔吊的特点及事故类型分析

1.1 塔吊特点

塔吊在现代建筑工程施工中扮演着关键的角色，对于保证施工质量、降低劳动强度、加快工程进度具有重要意义。作为建筑起重机械中的一种，塔吊具有提升高度大、运行范围广、作业效率高、可靠性强等突出优点，能够很好地满足高层建筑施工需求，实现三维空间作业。塔吊司机拥有开阔的视野，同时，在现场指挥和智能系统的辅助下，能够安全可靠地完成物料运输调度工作。随着工程技术的不断成熟，塔吊的种类越来越多，有移动式、固定式、上部旋转、下部旋转、小车变幅式、动臂变幅式等，需要根据施工要求和现场条件合理选用。

1.2 事故类型及原因

据相关信息统计，2020 年我国共发生塔吊事故67 起，造成了不同程度的人员伤亡和财产损失，事故类型主要包括倾翻、折臂、高空坠落、脱钩、断绳、触电等，其中，机体倾覆、机体折断及高处坠落三种类型的塔吊安全事故占事故总起数的91%，这三种类型的事故容易引起严重的后果，并且会导致二次伤害，从事故发生时间来看，6～8 月份是事故多发期，主要由于外部作业环境变差导致失误增加，从事故发生阶段来看，作业阶段能够达到60%左右，这与施工过程复杂、时间长的特点比较吻合，但对安装和拆卸阶段也不容忽视。导致塔吊事故发生的原因是多种多样的，从人、机、环境、管理等角度出发，安全管理缺失是事故高发的主要原因，其次是操作因素，这两者是安全事故预防的重点。塔吊本身自重较大、作业周期长，而且除了需要承担工作荷载外，还需要承担额外的荷载作用，比如冲击、惯性等，同时受外界环境影响较大，地基基础的可靠性是支撑塔吊安全稳定工作的必要条件，如果基础不平或软弱，很容易发生倾斜、倾倒问题，在不同地质条件和气候环境中，塔吊的关键部位会受到不同程度的侵蚀，如果在安装过程中固定不牢，很容易出现松动、撕裂等现象，从而形成安全隐患。

2 工程建设全过程塔吊的安全使用要点

2.1 安装阶段

在塔吊安装阶段，必须做好安全维护工作。首先，要做好塔吊基础施工，根据相关规范要求，保证基础的承载力、平整度以及周边自然条件能够满足塔吊运行需求，不能出现积水问题。保证混凝土施工质量在达到设计要求后才能进行塔吊的安装工作。其次，全面检查塔吊构配件及相关系统，包括吊具、吊轮、钢丝绳、螺栓、液压爬升系统等主要构件质量，并对电路系统及各种电气设备进行检验，保证电路通畅、设备运行良好，在某些类型塔吊中，电磁离合器是重要的提升减速设备，需要重点关注电磁离合器和电刷之间的接触情况以及欠电流继电器的工作状态，防止出现重物突然掉落事故。在塔吊运行过程中，起重量和起重力矩是重要的参数，不能随便更改，起重量限制器和起重力矩限制器是重要的安全保护装置，需要确保二者能够有效发挥作用。最后，加强安装现场组织管理，需要保持安装现场秩序，设置警戒线，严禁无关人员进入现场，正常情况下，塔吊安装不能在夜晚进行，如果遇到恶劣的天气，比如暴雪、大风等，需要及时停止安装作业，为了保证安装质量和效率，必须组织一支强有力的安装队伍，能够拥有相关资质，安装人员需要做好防护工作，包括安全帽、安全绳、安全带、防滑鞋等，做好组织协调工作，保证所有安装人员的行动能够步调一致，严格控制塔吊安装距离，避免发生碰撞事故，不但需要前期做好设计，而且需要现场安装人员严格按照规范执行。

2.2 施工阶段

在正式起吊工作前，需要全面掌握运输路线、周边环境、建筑分布等情况，工作场地要足够大，保证塔吊作业时起落和回转半径没有障碍物。在运行过程中需要注意，及时疏散相关区域人员，重物下不得存在人员逗留和其他作业，不得出现塔吊运输人员的情况，配备专业的指挥人员辅助塔吊工作，如果一个指挥人员不能满足作业需求，应该配备两名或多名指挥人员进行现场指挥，但是要指挥有序、指令有效，塔吊司机必须集中注意力，服从指挥人员的正确信号，如果指挥不当或指挥混乱，可能会引发安全事故，塔吊司机可以不执行指令，随着智慧工地的不断发展，吊钩可视化监控系统得以有效运用，能够有效辅助塔吊司机进行精确操控，让塔吊运行更加安全可靠，严格遵循十不吊原则，如果出现特殊情况，需要经相关人员验算审核后才能起吊。起吊过程中，应该保证均匀平稳升降，不能出现速度不均或紧急制动的情况，尽量控制吊臂摆动幅度，在回转时，倘若重物没有停稳，严禁反向操作吊臂，这样可能会产生较大幅度的晃动，不能使用限位装置代替操作系统，物料提升过程中，应该一次提升到位，不能在空中悬挂时间太长，严禁来回摇晃，这些都会影响吊绳的耐久性，在起吊现浇混凝土模板时，必须在全部构件松动的情况下才能进行提升，不能猛力拉拽、斜吊固定或埋设的重物，避免出现塔吊倾覆事故，在提升重物过程中，必须保证绑扎牢固，不能在提升物品上再悬挂其他零星物品，如果需要吊装零星物品，应该包装好后固定在吊笼内才能提升。严格遵守试吊规定，当起吊物品重量超过塔吊额定荷载90%时，应该进行试吊，首先将物品提升5cm左右，检查物品的平稳性、塔机的稳定性、绑扎的牢固性等方面，在保证制动器可靠灵敏后继续提升。在使用阶段，应该设置塔吊专用电气开关箱，不能与其他用电设备混用，保证供电的稳定性，如果司机在操作过程中有要事需要离开，需要暂时关掉电源，锁紧夹轨器，如果出现紧急断电的情况，应该马上将控制器开关调到0 位，并关闭总开关，让物品能够以安全稳定的姿态缓慢降落。当完成全部操作后，应该将吊钩提升到距离吊臂顶部2～3cm 的地方，将吊绳移动到吊臂中间处，同时将吊臂旋转到顺风向，打开回转制动器，使小车处于平衡状态。

2.3 拆卸阶段

选择专业能力强、技术水平高、经验丰富的拆卸队伍，满足相关资质要求，与塔吊安装过程一样，所有工作人员必须做好安全防护措施，并保持配合紧密。正式开始拆除工作前，全面检查顶升设备的运行状态，然后进行塔机标准节的拆除工作，在支座和塔身没有使用高强螺栓连接的情况下，提升系统、牵引系统、回转系统都应该禁止使用，拆卸作业过程中，工作人员需要认真观察部件位置，比如塔身与爬升架之间、主旋杆与液轮之间的相对位置，如果爬爪不能自行恢复到水平位置，应该停止拆除。严格遵循拆卸顺序，主要工作流程包括标准节拆除、附墙杆件拆除、起重臂拆除、平衡臂拆除、司机室拆除、塔帽拆除、回转总成拆除、爬升架和塔身加强节拆除等，在拆除塔身时，应该先将吊车臂转到标准节的牵引方向，保持回转制动器处于制动状态，然后将最上层标准节连接螺栓拆除掉，同时在其下方安装引进滚轮，最后将顶升设备伸长，顶起上部标准节，在上下标准节脱离5cm 左右时，可以停止顶升，开始拆卸。严格控制塔吊拆卸施工条件，不能在恶劣天气进行，也不能在夜晚进行，如果出现不合适的外界条件要及时停止。

3 工程建设过程中塔吊的安全管理措施

3.1 操作人员的安全管理

人是影响施工安全的最不确定性因素，所以，必须从人员管理的角度出发，采取行之有效的应对措施，降低人为因素产生的负面影响。在塔吊安装、拆卸过程中，需要组建一支可靠的团队，具备较强的专业素质、技术能力以及丰富的施工经验，现场操作队伍也应该足够专业，配备具有工程师及以上职称的负责人，能够具备专业的管理能力和足够的安全意识，在面对各种突发情况时，能够通过强有力的现场指挥及时解决问题，组建有机械工程师、电气工程师等相关专业技术人员的管理团队，塔吊司机、电工、修理工、辅助工等人员也要持证上岗，所有人员必须遵循安全操作规范，认真执行专项施工方案，做好技术交底工作，按要求办理相关报批手续。塔吊司机是塔吊使用过程中的直接操控人员，严格约束个人行为，在驾驶室内不得从事与起重作业无关的活动，比如听音乐、聊天、吸烟等，如果遇到信号不明或明显错误的情况，不能盲目作业，在得到确认或纠正后才能继续起吊，指挥人员的作用也十分关键，必须保证他们的专业能力和个人素质能够满足要求。配备专职安全管理员，做好实时监督检查事宜，完善塔吊的保养维修记录，能够明确塔吊的运行状态，重点关注安全保护装置的情况，如果发现安全隐患要及时排除。现场人员需要将物品在提升前捆绑牢固，然后才能给塔吊司机发出信号，提升量和提升速度不能超过临界值，如果出现突发状况或者安全报警，可以适当降低提升速度，如有必要可以降落到地面，排查事故原因后继续起吊。积极改善施工人员的生活品质，除了必备的劳动保护、健康饮食、住宿环境，还可以适度提供娱乐活动和休息空间，让他们保持良好的身心健康状态，避免在施工过程中因内部不和、配合不畅导致不确定性因素的产生。

3.2 施工环境的安全管理

由于塔吊工作的范围比较广，因此，必须加强对周边施工环境的安全管理，在施工现场设置安全警示牌，用护栏围护基坑周边，塔机吊臂等关键位置应设置警示灯。除了水平覆盖范围广，垂直高度也比较大，容易受风力影响，因此需要加强塔吊的抗风防风能力，首先需要将吊钩提升到最高位置，并固定牢靠，防止因晃动产生问题，其次把小车开到指定位置，防止受风力影响产生移动，最后锁紧夹轨器，有效抵抗风力作用，除了上述操作，还需要将吊臂放置在最大幅度处。塔吊应该尽可能离高压线远一些，如果没有处于安全范围内，需要采取有效的防护手段，可以安放高压静电释放装置，并按规定设置接地。

3.3 作业制度的安全管理

3.3.1 安全生产责任制

安全生产责任制是约束思想和行为的重要手段，必须明确塔吊安全管理组织架构，理清相关人员的责任和义务，针对违规操作、刻意隐瞒等不良行为要及时惩处，以儆效尤。遵守大型机械持证上岗制度，严格执行定机、定人、定岗原则，定期开展安全教育培训工作，针对具体情况做好安全交底，根据具体的管理要求进行考核，并将考核结果作为部门和个人评价的重要指标。

3.3.2 强制报废制度

强制报废是塔吊安全管理中必须遵循的制度，由于常年处于室外环境，需要面对各种不良条件的侵蚀，老化速度会比其他机械快，需要密切关注结构构件、机电装置、安全设备的使用状态，很容易出现结构构件疲劳变形、机电装置发生故障、安全设备失去响应的问题，可能会达到难以维修的程度，所以，必须严格遵守强制报废制度，在达到一定条件后禁止使用、强制退出，同时，不得使用相关部门明令禁止的塔吊，如果发现也必须执行强制报废制度。

3.3.3 安全检查制度

建立健全塔吊安全检查制度，有利于及时发现设备可能存在的安全隐患，通常包括每班检查、不定期检查、定期检查。在每天开工前，专职负责人都要检查塔吊关键部位以及安全报警装置，及时发现问题、解决问题，同时，塔吊班组也要对关键部位、结构构件、电气设备、安全警报进行每日检查，及时向相关负责人汇报情况。除了每班检查外，还需要进行不定期检查，尤其是面对恶劣气候条件时，需要全面评估可能造成的伤害，对各项性能进行全方位检测，确保安全后才能继续使用，对于日常检查可能存在的管理漏洞，相关负责人也可以通过不定期检查的方式进行监督，严厉打击隐瞒不报、违规作业的问题。专职安全员需要对塔吊进行每周一次的定期检查，质量管理部门也需要定期对塔吊的运行状态进行打分，形成全方位的监督检查体系。

3.4 信息技术的安全管理

在互联网、人工智能、5G 时代，高科技可以为塔吊的安全使用保驾护航：基于物联网的大数据分析平台，可以实现塔机生产信息、运行数据、维保信息等在线数据的采集，之后，利用数据分析与数据挖掘等技术手段，通过对塔吊的各项数据，尤其是运行数据进行深入分析与挖掘，完成对塔吊的安全监控和追溯。

搭建智慧工地平台，可以让工地施工更加安全。通过人脸识别技术控制塔机操作人员必须持证上岗，通过在塔吊部署监测传感器，实时监测塔吊运行状态信息，包括幅度、高度、转角、风速、风向等，实时回传塔群作业运行防碰撞报警等信息，并实现塔吊运行状态的可视化展示，所有塔机操作记录同步上传至监管平台，形成运行档案记录，为管理部门制定有效管理预防措施、抑制安全事故发生、减少安全隐患提供参考依据，进一步促进塔机安全规范使用。

另外，从降低高空风险角度，尤其是塔吊工作人员的风险来看，5G“无人塔吊”的作用非常明显：一人在地面操作操控台即可，无需高空作业。利用移动互联网技术和塔机信息化平台，通过无线射频电波传送数据，实现地面远程遥控驾驶。这样可以降低高空作业风险，减少塔机作业人员数量，提升设备管理和施工现场安全管理水平。

4 结语

综上所述，本文首先阐述了塔吊特点和事故类型及原因，然后分析了塔吊的安全使用要点，最后从操作人员管理、施工环境管理、作业制度管理、信息技术管理等方面出发，研究了塔吊的安全使用管理措施，在现有研究成果的基础上，实现了融合性的发展，但也存在诸多不确定性，智能化安全监控技术的应用仍然面临一定的困难和挑战，随着理论研究的不断深入以及实践效果的良性反馈，塔吊的安全使用和组织管理水平将越来越高。