塔式起重机安拆、顶升作业危险因素分析及其预防措施

陈镜宇，王俊国，侯景强，李建锋，成磊

（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东深圳 518000）

1 引言

近年来，随着建筑行业的快速发展，高层、超高层建筑的不断出现，塔吊的使用范围不断扩大，由于设备自身、人为操作失误等原因，起重机械伤害事故时有发生。

2 风险源分析

2.1 塔式起重机自身原因

1）设备保养缺失。塔式起重机属于特种设备，对其设计制造单位资质要求较高，如果缺少设备定期保养，会导致设备状况差或重要安全装置失效，比如，使用时发生脱钩、断绳等事故。

2）焊缝破坏。塔吊制造过程中自身钢结构焊接时焊缝过小，在塔吊作业过程中，由于应力过大，使得钢结构提前产生金属疲劳类型的破坏，使塔身结构突然发生断裂从而造成塔吊倒塌。或者起重臂主弦杆连接焊缝撕裂，从而使起重臂发生断裂下坠，此时塔吊在受到不平衡力矩的作用下，造成平衡臂下坠，从而破坏塔身结构造成倾覆。

3）设备或附墙螺栓选用不当。塔吊连接螺本该用规范规定等级的强度螺栓，但某些不良租赁单位为了节约成本“以小代大”，选用强度等级小的螺栓；或者螺栓本该达到了使用次数要求却没有更换；抑或本应不可重复使用的连接螺栓继续重复使用，从而使连接螺栓达不到应有的性能指标，产生了疲劳破坏，引起塔身折断[1]。

4）钢丝绳问题。起升钢丝绳与变幅钢丝绳因长时间使用，若未及时进行润滑保养，或者使用过程中，吊载超过钢丝绳承载能力的重物，会使钢丝绳出现“散股”“断股”等现象，严重会发生钢丝绳断裂，从而造成事故

5）塔身标准节。为满足结构施工，塔吊需不断进行顶升加节，若未对标准节进行及时的防锈措施，使得标准节出现锈蚀，会影响标准节整体结构强度，从而增大发生危险的概率。同时某些不良租赁单位为减小成本，会使用寿命期限濒临报废，或者使用非原厂，以及是原厂但非原型号的标准节，造成标准节的混用，使得塔吊整机结构受力改变，从而造成失稳，严重时会造成塔吊的倒塌。

2.2 塔式起重机的安拆、顶升作业风险

1）安拆作业前：塔式起重机的安拆方案不明确，安拆的操作步骤描述不正确或描述不清楚。构件吊点位置不明确。

2）安拆过程中：（1）作业人员未取得有效证件上岗，不熟悉作业程序，不遵循操作规程，一切以经验为准进行作业；（2）错误计算各个构件重量，超过了辅助起重设备在此站位下的最大起重量，导致塔吊安装过程中汽车吊倾覆事故；（3）塔吊连接螺栓未按照说明书或者规范要求达到预紧扭矩，塔吊基础未达到强度要求便进行塔吊安装，致使塔吊发生倾覆。

3）顶升作业时：（1）未按照塔吊说明书规定进行配平，或者配平与说明书中相差较大，造成塔吊起重臂与平衡臂的力矩不平衡；（2）塔吊配平后，进行回转起重臂操作、顶升系统已被顶起或正在顶起时进行变幅操作。导致塔吊自身力矩突然增大，超过塔吊基础承载能力，造成塔吊倾覆。

4）塔吊附着处结构混凝土没有达到强度或者附着装置与结构连接不牢固塔吊便开始顶升，附着处的结构无法承受塔吊水平力和倾覆力矩，造成附着装置失效或损坏，从而导致塔吊失稳倒塌。

5）在塔式起重机的作业过程中，操作人员发出错误的指令或操作，导致塔式起重机发生事故

2.3 环境风险

塔吊在特殊的工作条件下进行安拆，例如：（1）在地基基础承载力或抗倾覆措施不足、塔吊处于深基坑的边缘；（2）安装空间狭窄，辅助安拆设备操作范围有限；（3）塔吊塔心位置到建筑结构的距离，与说明书中规定间距超过1.5 倍；（4）因结构因素导致附着杆间距不在15°～65°；（5）作业中突遇暴雨、雷雨、大雾或风速超过说明书施工要求等。

2.4 发生自然灾害

广东省位于我国东南沿海地区，频繁遭受台风侵袭，曾导致大量建筑起重机械变形、受损、倒塌，尤其是2015 年湛江“彩虹”台风和2017 年珠海“天鸽”台风造成的破坏最为严重。据不完全统计，“天鸽” 造成珠海地区在用的建筑起重机械倒塌受损共计138 台，其中，塔机倒塌110 台，受损变形28 台，造成了十分惨重的损失。

2.5 安全管理方面的疏忽

2.5.1 总承包单位

1）总承包单位对机械设备的监督管理没有到位，意识淡漠，或者是“以包代管”，没有做到专机专人管理，没有建立一机一台账，没有相应的应急救援预案。

2）为方便现场施工，总承包单位希望塔吊悬臂高度越大越好，实际使用中要求悬臂高度接近最大值甚至超过最大值。

3）由于施工现场多台塔吊共同形成群塔作业，而总承包单位未统筹协调施工，各栋建筑施工进度不一致，出现虽然满足原计划的塔吊防碰撞要求，但是施工现场使用高度却不足的现象，故为满足现场使用，总承包要求塔机根据现场现有的施工进度重新调整塔吊高度，接近甚至超出塔吊规定的最大高度以满足现场使用[2]。

2.5.2 专业分包单位

1）专业分包管理体系不健全，没有配备专职安全管理人员，存在侥幸心理，对微小问题视而不见，不注重日常检查，维护与保养流于形式。

2）塔机新旧标准节混用，使用的一些标准节年限已久，甚至超过允许的使用年限，存在重大安全隐患。

3）因塔吊附墙装置自行加工制作现象普遍，其制作单位无相应资质，加工不规范、质量不可靠，安装单位安装不规范。

2.5.3 作业人员自身

作业人员违章指挥、违章操作，使用环节超载（违规吊装），未经培训无证上岗或者有证但实操经验不足、工作经历短，对起重机械常识一知半解，不清楚各种安全装置的作用以及塔式起重机规范的安装方法和规程，由简单的操作失误或疏于基本的日常检查保养从而引发重大事故。

3 预防措施

3.1 管理因素缺陷控制措施

1）塔式起重机的安装及拆卸应编制专项方案，其中，起重量300 kN 及以上，或搭设总高度200 m 及以上，或搭设基础标高在200 m 及以上的起重机械安装和拆卸工程应组织专家进行论证，专项方案应履行审核签字手续。

2）安装、拆除、顶升作业，施工单位应具备相应专业资质，人员具备相应操作资格证书，作业中要佩戴安全带，安全帽等一系列安全保护措施。

3）对安拆、顶升施工作业相关人员进行专项书面技术与安全交底，严格按照方案进行作业。

4）总包单位、监理单位与专业分包单位应落实塔式起重机安拆、顶升旁站监督。

5）塔式起重机安装、附墙顶升后使用前做好验收工作并报有关部门进行检测取得相关证件，交付使用前进行专项书面交底。

6）总包单位与专业分包单位要建立健全的安全管理制度，从而约束工作人员以及管理人员的工作行为。把组织管理机构落实到位，组建专业的管理队伍，保持相对稳定的状态，进而适应管理工作的工作需求。

7）设置建筑起重机械租赁单位资质门槛，规范施工机械租赁市场，残旧产品不得入场安装。

8）安全管理制度的相关内容有：（1）塔机事故解决方案；（2）职能管理部门与塔机司机的岗位责任制；（3）安全操作技术流程；（4）建立科学合理的检修保养制度以及工作人员和管理人员的考核制度。

3.2 防护缺陷控制措施

1）按要求搭设塔式起重机专用电线和电缆，配置专用电箱，并按要求设置漏电保护装置、按照规范要求做好防雷接地。

2）安全装置应符合规范要求，并应灵敏可靠。

3）小车变幅的塔式起重机应安装断绳保护及断轴保护装置，并符合相关规范要求。

4）平台护栏、上人爬梯护圈等应固定可靠，满足安全要求。

5）安拆、顶升过程中起重臂和平衡臂下方附近不得站人，塔吊周边停止其他与安拆、顶升塔吊无关的作业。

3.3 设备结构缺陷控制措施

1）对塔机的各种材料、钢构件、装拆塔机的起重吊装设备进行进场的检查和验收。安拆塔机的起重机械辅助设备（如汽车吊）作业处的地基承载力满足安全要求。

2）塔式起重机不同厂家间的构件不得混用。

3）塔式起重机之间以及塔式起重机与其他建构筑物、设备设施间保持安全间距，做好防护措施。

4）塔吊安拆、顶升作业完成之后，进行塔吊垂直度测量，塔吊独立高度下和附墙以上垂直度偏差不得超过4‰，塔吊两道附墙之间垂直度偏差不得超过2‰。

3.4 操作失误控制措施

1）作业前应对作业人员进行安全技术交底。组织作业前的准备工作，包括起重设备、工具准备、对参加人员进行安全及技术操作要点交底。

2）检查设备的超载防护措施，确保其有效。

3）合理安排作业计划，避免设备超载、超负荷运转。

4）发现超载现象，立即制止，安全管理人员及监督人员对相关操作人员等其他人员进行教育、处罚。

5）所有作业人员应接受进场三级安全教育，在作业前，必须接受安全技术交底工作，明确分工，确定指挥信号及统一口令。

6）作业要明确分工，指定专人统一指挥，并在作业范围设明显的安全标志及警戒线，并派专人看护，严禁非塔机拆除工作人员进入施工区

7）在整个施工作业中，上下作业面施工人员之间通信畅通，指挥人员指挥信号正确明白。

8）作业时，严格遵守起重作业“十不吊”基本原则[4]。

3.5 塔吊防台风预防措施

1）台风季节，适当降低塔机悬臂高度和自由高度，把塔机顶升套架降至尽可能低的位置，以减少风载荷。

2）严格按说明书的要求安装附着装置和控制悬臂高度。

3）从设备的安全入手，因地制宜，按使用环境要求进行合理的设备选型，以适应使用地区的抗风标准。

4）加强对设备的日常检查、维护，防止连接件松动、销轴脱落、回转不灵活等现象的出现。

5）严禁擅自安装、使用非原厂、非同一型号的设备的标准节和附着装置。

4 结语

塔吊作业是建筑施工作业中的重要环节，是安全管控的重中之重，不容任何闪失。塔吊安拆、顶升、等各个施工环节之间的和谐、协调、调和非常关键、至关重要。管理者应在施工之前仔细分析各个影响因素，有针对性地制订施工方案，施工时作业人员应确保施工质量，减小因人工失误导致的风险。