万安二线船闸工程群塔施工安全管理研究

胡峰 中交四航局第三工程有限公司

群塔施工中存在着一定的安全风险，为了防范群塔施工的安全风险，防止事故的发生，必须对影响其安全运行的各种因素进行分析。例如，群塔施工中存在的问题，要求各塔的顶升必须按计划进行，在进行每一次吊装时，都要保持与相邻塔间的安全高差，因此，在施工现场，塔吊操作及施工人员必须时刻注意安全，以免发生安全事故。

1.工程概况

万安二线船闸项目坐落于赣江中上游，船闸的有效尺度为180m×23m×4.5m（有效长度×有效宽度×门槛水深），本项目施工安装有10台塔吊，塔吊作业点分别在进水墙、上闸首、闸室、下闸首等处，塔吊基础设置在基坑底，基坑两侧进行了悬网喷护，工程地质状况较好。闸室段的底宽63m，下闸首段63m，上闸首段63m，均满足塔吊作业的需求。

2.群塔施工特点与原则

2.1 群塔施工的特点

万安二线船闸施工场地狭窄，群塔作业时相互影响，运行时容易发生碰撞，所以在塔吊高度上一定要保持不同，而且不能与邻近的塔机发生碰撞；其次，每台塔机的自由高度和起升后的顶升高度都不一样，因此，在一定的限制条件下，每台塔机都不能违规操作。为了保证工程质量、工期等，需要合理的调配各作业班组、各机组，从而保障现场施工作业协作的更加顺畅，这对塔机的管理提出了更高的要求。另外，在有限的范围内，合理安排现场塔吊和移动吊车的协同工作，从而保证其安全高效地运转。由于群塔作业的交叉区域很大，有可能发生碰撞，因此必须进行协调管理。

2.2 群塔施工的原则

在群塔施工中，要坚持“低塔让高塔、后塔让先塔、动塔让静塔、荷重先行、客塔让主塔、合理停用塔吊”的原则。低塔让高塔原理是指在正常条件下，主要部位、施工繁忙的塔吊应该设置在高处，而在次要部位的塔吊要低一些，施工时，要密切注意高位塔吊的运行状况，在确定了情况后低塔才能采取行动。后塔让先塔的原理是指当塔吊在跨作业区的时候，后塔进入的塔吊必须避开最先进入的塔吊。动塔让静塔原理是指在跨作业区域进行塔吊作业时，有作业的塔吊应避让停留在某位置的塔吊。荷重先行原则是指在跨作业区域内，当两个塔吊同时进行时，无吊物的塔吊必须避开带吊物的塔吊，而重量轻或所吊构件较小的塔吊，则要避开吊载较重或吊物尺寸较大的塔吊。客塔让主塔原理是按各单位的实际工作区来划分塔吊作业区，当塔吊进入其他工作区时，客区的塔吊要让主区的塔吊。塔吊在运转时，按照上述的排序原则进行。合理停用局部塔式起重机的原理是指在移动起重机与塔式起重机的交叉作业中，按施工进度的需要，适当地停止使用某些塔式起重机。

3.施工工艺流程

群塔施工的工艺流程图如图1所示，在施工的过程中，需要首先做好施工的准备工作，基础设计以及基础螺栓预埋处理，然后对塔吊进行采购和验收，安装塔机，完成塔机的顶升工作，让塔机附着扶墙，最后就是对电器装置以及控制系统部分的安装。

图1 群塔施工工艺流程图

4.群塔作业危险源分析与危险源防控

4.1 危险源分析

群塔作业施工环节中的危险源与潜在的危险情况如表1所示。

表1 施工作业环节中的危险源与潜在的危险

4.2 危险源防控

对工程建设中的主要风险实行“两个控制”：工程前期控制、施工控制。前期控制：在项目开始前，在设计项目的特殊设计中，根据项目的不同风险因素，制订相应的防治措施。施工工艺控制：在施工期间，严格遵守施工规范以及特殊的施工计划，并对其进行监督、检查，并认真执行。强化安全交底制度。交底应在工程开始之前完成，被交底人员在施工期间，要接受项目部的管理、检查、监督和指导，并对交底人员进行深入检查，检查交底后是否存在不安全的因素，及时采取有效的措施，消除隐患[1]。

5.群塔施工措施的防碰撞措施

5.1 塔吊防碰撞系统与吊钩可视化系统的应用

为了保证群塔作业安全、有序地进行，万安二线船闸项目部购买并安装了ET-A001型塔机安全监测与管理系统，该系统包括塔吊防撞和吊钩可视化的功能。塔吊安全监控管理系统能够实时监测塔机的运行状态、高度、速度、操作指令、风速、实时吊重、实时塔机的实时位置和输出控制点，使司机能够全面了解塔机的实时状态，一旦超过了安全范围，塔吊就会自动报警，保证操作的安全性。通过悬挂式可视化系统对塔机的吊钩周围进行实时的监控，有效地减少了驾驶员的盲区操作风险；同时，通过4G网络将塔吊安全监测与管理系统的数据、录像等信息传送至后台管理平台，便于施工单位对塔吊的状态进行实时监测。塔机安全监控管理系统结构和塔机视频监控系统布局如图2和图3所示。

图2 塔机安全监控管理系统结构图

图3 塔机视频监控系统布局图

5.2 塔吊之间防碰撞措施

5.2.1 水平塔吊之间的防碰撞措施

在施工现场，塔吊的位置设置是施工的重点，为了防止下部塔吊的起重臂末端与高塔塔体发生碰撞，在安装方案中，要求两个塔吊的最短间距超过2m。现场位置的确定，确保了塔吊与高塔之间不会出现吊杆和高架塔的碰撞。

5.2.2 垂直方向塔吊之间防碰撞措施

5.2.2.1 低位塔吊的起重臂与高位塔吊起重钢丝绳之间防碰撞措施

由于施工要求，塔吊间高与低是相对的，但都有可能发生低位塔吊的起重臂与高位塔吊的起重钢丝绳的碰撞事故。为了防止此类事故的发生，项目应对各塔机作业区域进行合理的分区，以防止塔式起重机交叉工作区的产生。同时，还应配备有合格操作证、经验丰富的信号指挥员，以保证塔吊在塔吊转向过程中不与塔吊的吊装钢丝绳发生碰撞。应配备操作熟练、责任心强的塔吊司机，在每一次作业后或非作业状态下，将起重机的吊钩提升到顶部，同时将起重小车行走到起重臂根部。此外，为了防止起重机起重臂与钢丝绳的碰撞，还应在起重机起重臂末端设置灯条或警示标志。

5.2.2.2 高位塔吊的起重臂下端与低位塔吊的起重臂上端防碰撞措施

由于塔式起重机在工作平面上存在交叉，因此，在较低位置的起重机和较高的起重机存在着碰撞的风险。这样，就必须满足塔吊安全规范的要求：“两个吊车的最小间距必须确保位于较高的吊车的最低部位和位于较低位置的吊车的最大部分的竖直间距不能少于2m”[2]。

5.3 履带吊与塔吊存在交叉作业时防碰撞措施

因现场施工要求，有些塔吊作业区附近仍有履带吊作业，当塔吊与履带吊交叉作业时，指挥员要密切注意塔吊与塔臂、塔体之间的距离，在发出指令之前，确保周围环境是安全的，并在必要时暂停某些吊装作业。为了保证工作的顺利进行，必须要有一个统一的指示，在履带起重机的主臂上，要有一个警示标志，以保证安全。

6.群塔施工的其他安全保证措施

（1）在多塔作业中，各机组的指挥必须配合好，不要在大臂交叉区域内同时进行吊装，并要合理地安排起重时间，以便每个起重机都能充分发挥其工作空间；

（2）信号指挥员要严格遵守“十不吊”的操作规程；

（3）必须为塔吊驾驶员和信号员配备对讲机，对讲机应设置统一的频道，并且要锁定频率，使用者无权调整频率，要有自己的专机，不准外借；

（4）信号工、塔吊驾驶员要保持相对稳定，没有特别的条件，不能随便更换；

（5）在指挥的时候，信号工要随时观察塔机、吊钩和转臂的运行情况，还要注意塔机的运行状况；

（6）当塔吊停止时，当旋转距离内没有障碍时，吊钩要上升至5m，并将小车拉至靠近塔体10m，吊杆在顺风方向上停止，严禁在吊钩上悬挂重物，在没有可靠措施的情况下，不能对吊杆进行任意的约束；

（7）在有可能发生冲撞的情况下，应订立安全协定，并制定详细的规定。如因一方未按防撞法的规定而导致的碰撞事故，则应由对方负责，并赔偿其经济损失。如果由于双方或多方面原因而导致的所有损失，由总承包方和双方或多方协商，查明原因，明确责任，并根据责任的轻重给予相应的经济补偿[3]；

（8）履带起重机在进入塔式起重机作业区域内进行交叉作业时，必须给指挥员发信号，由指挥员接到指令后，与起重机的指挥员沟通，确定安全后，再由履带起重机通过，当履带起重机经过时，必须按喇叭。

7.结束语

塔机作为施工过程中使用率最高的起重设备之一，具有安全风险高、风险损失大的特点，在船闸工程中创新性地采用的群塔施工，对于安全工作极具管理挑战。本文以万安二线船闸的施工案例，从群塔施工的布置、安全管理措施等分析了危险源因素，本项目群塔施工的条件非常复杂，其施工既受设备本身影响，又受周边环境影响，结合施工方案和现场提出对应的预防措施，尤其是强调塔吊防碰撞系统与吊钩可视化系统在群塔施工防碰撞中的应用，从根本上提升项目的大型设备群作业的安全管理水平，对类似群组设备交叉作业施工安全管理提供了借鉴经验。