塔機(jī)碰撞障礙物的問(wèn)題分析及預(yù)防措施的探討

林海明

(福建省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 福建福州 350003)

塔式起重機(jī)(簡(jiǎn)稱塔機(jī))作為現(xiàn)代建筑，特別是高層建筑施工主要的起重機(jī)械之一，它臂幅服務(wù)范圍廣，產(chǎn)生效率高，已被廣泛應(yīng)用。但是，由于它經(jīng)常安裝于城市中障礙物眾多的施工現(xiàn)場(chǎng)，如果在其工作區(qū)域內(nèi)，就容易出現(xiàn)塔臂或吊鉤(物)與障礙物發(fā)生碰撞，造成安全事故。因此，如何做到既要發(fā)揮塔機(jī)高效、大回轉(zhuǎn)使用的優(yōu)點(diǎn)，又要解決塔機(jī)碰撞障礙物產(chǎn)生安全問(wèn)題的隱患，是一個(gè)兩難的課題。

1 常見(jiàn)原因的分析

1.1 障礙物

施工現(xiàn)場(chǎng)周邊，在塔機(jī)臂架運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)存在影響塔機(jī)作全圓周正常運(yùn)轉(zhuǎn)的建(構(gòu))筑物，架空線路或多塔機(jī)群等設(shè)施或設(shè)備，即稱為障礙物。

1.2 碰撞障礙物常見(jiàn)的原因

(1)由于施工條件限制或塔機(jī)安裝位置選擇不合理，無(wú)法或沒(méi)有盡量避開(kāi)臂架運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的障礙物，埋下安全隱患造成的;

(2)塔機(jī)臂架范圍內(nèi)存在障礙物時(shí)，未采取安全防護(hù)措施或采用的安全防護(hù)措施不到位造成的;

(3)同一區(qū)域內(nèi)多臺(tái)塔機(jī)作業(yè)，在水平面或垂直線上可能相互交叉運(yùn)行造成的;

(4)塔機(jī)工作過(guò)程中突然遇到跳閘、斷電或電源電路發(fā)生故障，由于塔機(jī)回轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)缺陷的原因，致使回轉(zhuǎn)制動(dòng)無(wú)法作用，在塔機(jī)自身臂架及吊物的回轉(zhuǎn)慣性或風(fēng)力作用下，臂架失控運(yùn)轉(zhuǎn)造成的。

2 預(yù)防措施的探討

2.1 合理確定塔機(jī)機(jī)型和安裝位置

目前大部分施工現(xiàn)場(chǎng)采用的是水平臂、小車變幅式塔機(jī)，由于它的起重臂副度較長(zhǎng)，故難以避開(kāi)障礙物，特別是建(構(gòu))筑物。安裝前，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量塔機(jī)與周邊障礙物之間的距離，當(dāng)安全距離不符合要求時(shí)，應(yīng)在安裝時(shí)適當(dāng)減少塔機(jī)臂節(jié)的數(shù)量，以保持足夠的安全距離;當(dāng)塔機(jī)臂節(jié)數(shù)量減少到廠家設(shè)計(jì)的最短范圍仍然無(wú)法保持安全距離時(shí)，應(yīng)采取防護(hù)措施，條件許可時(shí)可優(yōu)先考慮改用動(dòng)臂式塔機(jī)。

繪制塔機(jī)安裝位置平面布置圖和立面圖時(shí)，應(yīng)考察施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的作業(yè)環(huán)境，并根據(jù)施工總平面圖以及塔機(jī)與工作對(duì)象、各障礙物的相對(duì)位置，按照“既應(yīng)滿足施工要求，盡可能實(shí)現(xiàn)塔機(jī)覆蓋整個(gè)作業(yè)面，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生盲點(diǎn)，又要保證塔機(jī)與障礙物(包含相鄰的塔機(jī))有足夠的安全距離，減少相互干擾和交叉重疊”的原則，確定合適的塔機(jī)安裝位置。塔機(jī)與障礙物的安全距離，應(yīng)符合以下幾個(gè)規(guī)定:

2.1.1 塔機(jī)與架空線路邊線的最小安全距離

當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)或作業(yè)區(qū)域的附近存在架空線路(特別是高壓電線)時(shí)，塔機(jī)的臂架、吊鉤、鋼絲繩、吊物特別是長(zhǎng)件物品(如鋼管、鋼筋等)，與架空線路之間的最小安全距離應(yīng)滿足(表1)要求:

表1 塔機(jī)與架空線路安全距離

2.1.2 塔機(jī)與塔機(jī)之間的最小架設(shè)距離

當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)有兩臺(tái)以上塔機(jī)時(shí)，應(yīng)保持兩機(jī)間任何接近部位距離不得小于2m。即:低位塔臂端部與高位塔身之間的水平距離不小于2m，高位塔鉤(含吊物)與低位塔的垂直距離不小于2m。

2.1.3 塔機(jī)與建(構(gòu))筑物之間的最小安全距離

塔機(jī)臂架尾部與建(構(gòu))筑物之間的最小安全距離不得小于0.6m。

2.2 實(shí)施障礙物的安全防護(hù)

當(dāng)塔機(jī)與障礙物的最小安全距離達(dá)不到規(guī)定時(shí)，必須采取安全防護(hù)措施，最大限度地避免塔機(jī)與障礙物發(fā)生碰撞。采取的安全防護(hù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況因地制宜，切實(shí)有效。

2.2.1 架空線路的防護(hù)

應(yīng)采取絕緣隔離防護(hù)措施，如搭設(shè)鋼管架并張掛密目網(wǎng)筑起屏蔽的防護(hù)墻等辦法。防護(hù)設(shè)施應(yīng)堅(jiān)固、穩(wěn)定，且對(duì)外電線路的隔離防護(hù)應(yīng)達(dá)到IP30級(jí)。防護(hù)設(shè)施應(yīng)懸掛醒目的警告標(biāo)志。架設(shè)防護(hù)設(shè)施時(shí)，必須經(jīng)有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)，采用線路暫時(shí)停電或其他可靠的安全技術(shù)措施，并應(yīng)有電氣工程技術(shù)人員和專職安全人員監(jiān)護(hù)。防護(hù)設(shè)施與外電線路之間的安全距離不應(yīng)小于(表2)所列數(shù)值:

表2 防護(hù)設(shè)施與外電線路之間的安全距離

2.2.2 建(構(gòu))筑物的防護(hù)

應(yīng)根據(jù)建(構(gòu))筑物的位置，劃定一定范圍的塔機(jī)回轉(zhuǎn)禁行區(qū)域，在禁行區(qū)域的兩端邊線，設(shè)立醒目的警示牌，夜間施工時(shí)還應(yīng)安裝紅色的警示燈提醒注意。為了避免有可能出現(xiàn)碰撞產(chǎn)生巨大的沖擊，還應(yīng)在可能產(chǎn)生碰撞的適當(dāng)位置，安裝或懸掛如橡膠輪胎等緩沖裝置。

2.2.3 多塔機(jī)群的防護(hù)

當(dāng)多臺(tái)塔機(jī)在同一或相鄰施工現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)時(shí)，在協(xié)調(diào)相互作業(yè)關(guān)系的基礎(chǔ)上，應(yīng)編制專項(xiàng)方案，并采取防碰撞的安全措施。

(1)由于安裝于中心位置的塔機(jī)受周圍各塔機(jī)干擾和影響最大，因此，應(yīng)遵循“中間高、四周低”的原則，群塔作業(yè)居中的塔機(jī)應(yīng)盡可能保持在高位;

(2)在保證群塔之間最小安全距離的基礎(chǔ)上，各塔機(jī)的安裝高度應(yīng)嚴(yán)格按照專項(xiàng)方案中附墻頂升的總體規(guī)劃，盡量交替附著頂升，充分利用各塔機(jī)之間的高低差原理，防止機(jī)群間相互干擾碰撞;

(3)群塔施工應(yīng)建立有效的協(xié)調(diào)機(jī)制，做到統(tǒng)一指揮、加強(qiáng)管理、分工協(xié)作、各負(fù)其責(zé)。塔機(jī)操作人員應(yīng)實(shí)行定人定機(jī)負(fù)責(zé)制，充分熟悉作業(yè)環(huán)境和工況、規(guī)程;應(yīng)加強(qiáng)各機(jī)組之間相互的溝通與交流，及時(shí)通報(bào)作業(yè)情況;應(yīng)遵守“高塔讓低塔、動(dòng)塔讓靜塔、客塔讓主塔、輕車讓重車、先進(jìn)交叉區(qū)的塔優(yōu)先”等群塔作業(yè)安全運(yùn)行通則。作業(yè)前，塔機(jī)操作人員應(yīng)得到明確、清晰的信號(hào)，鳴笛警示后方可開(kāi)始操作;作業(yè)時(shí)塔機(jī)操作人員應(yīng)密切注意臂架位置和運(yùn)行的軌跡，嚴(yán)禁越擋操作、猛起猛落，當(dāng)塔機(jī)接近其他機(jī)組作業(yè)區(qū)域或交叉作業(yè)時(shí)，應(yīng)具有預(yù)判意識(shí)，提前減速，及時(shí)制動(dòng);作業(yè)后，塔機(jī)操作人員應(yīng)將吊鉤收至最高位置，小車開(kāi)至平衡處，并繼續(xù)開(kāi)啟臂端障礙燈。

(4)群塔作業(yè)有條件時(shí)，還可以增設(shè)電子防撞智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所有的塔機(jī)進(jìn)行監(jiān)視控制，實(shí)時(shí)顯示塔機(jī)動(dòng)態(tài)信息，當(dāng)塔機(jī)運(yùn)行過(guò)程中相互靠近可能發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)會(huì)即時(shí)發(fā)出蜂鳴器報(bào)警并采取安全保護(hù)。

2.2.4 特殊工況下的防護(hù)

當(dāng)塔機(jī)安裝完畢投入使用后，由于群樓施工進(jìn)度的不同或附近新出現(xiàn)高壓線等障礙物時(shí)，將產(chǎn)生碰撞情況，需要采取安全防護(hù)措施。通常情況下，塔機(jī)在立面上采取升高后跨越障礙物的措施比較容易，但在平面上就比較困難。針對(duì)塔機(jī)臂架跨越障礙物上面，回轉(zhuǎn)運(yùn)行中吊物或塔機(jī)鋼絲繩會(huì)碰撞障礙物的情況，這里介紹一種安全防護(hù)措施。即限制塔機(jī)的變幅幅度，可以在塔機(jī)起重臂上根據(jù)安全距離的需要安裝機(jī)械擋塊，擋塊前應(yīng)加裝橡膠緩沖塊以減少?zèng)_擊，然后重新調(diào)整變幅限位，確保吊物或下放的鋼絲繩與障礙物之間保持安全距離，防止碰撞(如圖1)。

圖1 塔吊變幅外限位擋板安裝示意圖

2.3 確保塔機(jī)斷電時(shí)的回轉(zhuǎn)制動(dòng)

塔機(jī)由于臂幅長(zhǎng)重量大，回轉(zhuǎn)過(guò)程中勢(shì)必產(chǎn)生較大的扭力。按規(guī)定，塔機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，不宜采取緊急制動(dòng);非工作狀態(tài)時(shí)，起重臂應(yīng)保持自由旋轉(zhuǎn)。針對(duì)這些要求，通常情況下，塔機(jī)回轉(zhuǎn)制動(dòng)大部分采用繼電器常開(kāi)式觸頭控制。這就造成塔機(jī)在工作過(guò)程中遇到突然停電、跳閘斷電或電源電路故障時(shí)，回轉(zhuǎn)制動(dòng)因線圈供不上電源而失去控制，造成碰撞障礙物等嚴(yán)重后果。因此，必須進(jìn)行回轉(zhuǎn)電路改造，增設(shè)回轉(zhuǎn)制動(dòng)線圈應(yīng)急供電的裝置。

(1)改造后的回轉(zhuǎn)制動(dòng)原理(如圖2所示)。為消除回轉(zhuǎn)制動(dòng)電路設(shè)計(jì)上的缺陷而留下的安全隱患，建議增設(shè)一些輔助元件和一套電動(dòng)車電瓶(二個(gè)6－ZDM－20鉛酸電池串聯(lián)后為24V電壓)作為備用工作電源，以保證電源電路斷電時(shí)，能夠應(yīng)急供電給制動(dòng)線圈從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。其工作原理為:

撥動(dòng)應(yīng)急主令開(kāi)關(guān)SA’使其閉合→備用電瓶24V直流電源流經(jīng)SA’→流經(jīng)主接觸器常閉輔助觸頭KM11→回轉(zhuǎn)制動(dòng)線圈YB2、1YB2通電→吸合剎車片(盤(pán))→制動(dòng)。

需要說(shuō)明的是，該電路串入主接觸器常開(kāi)輔助觸頭KM11的目的是:當(dāng)塔機(jī)正常工作時(shí)，主接觸器常閉輔助觸頭一直是斷開(kāi)的，只有當(dāng)塔機(jī)發(fā)生主接觸器工作異常(如斷電等)而不能吸合時(shí)，所增設(shè)的輔助電路才能起到作用。因此，即使塔機(jī)司機(jī)誤操作撥動(dòng)應(yīng)急主令開(kāi)關(guān)SA’，輔助電路也無(wú)法給回轉(zhuǎn)制動(dòng)線圈通電，即具有互鎖作用。

(2)使用改造后回轉(zhuǎn)制動(dòng)的注意事項(xiàng)。應(yīng)急制動(dòng)只能在緊急情況下使用，使用時(shí)應(yīng)采取點(diǎn)剎緩沖(建議主令開(kāi)關(guān)SA’采用腳踩式自動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān))，避免急剎車引起的塔身劇烈扭動(dòng)。塔機(jī)司機(jī)每日班前應(yīng)檢查備用電源供電是否正常，按規(guī)定要求定期對(duì)電瓶進(jìn)行充電，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間使用應(yīng)急制動(dòng)裝置以免損壞電瓶。

圖2 回轉(zhuǎn)制動(dòng)圖

2.4 其他方面

(1)為防止塔機(jī)處于非工作狀態(tài)或長(zhǎng)時(shí)間斷電時(shí)，在風(fēng)力作用下自由旋轉(zhuǎn)而碰撞障礙物，應(yīng)設(shè)置吊鉤或纜風(fēng)繩的固定地錨。

(2)針對(duì)塔機(jī)可能碰撞障礙物產(chǎn)生的各種危險(xiǎn)源，應(yīng)依據(jù)不同因素和危險(xiǎn)等級(jí)事先制定應(yīng)急救援預(yù)案。

(3)應(yīng)加強(qiáng)塔機(jī)的日常維修和保養(yǎng)，經(jīng)常檢查各機(jī)構(gòu)制動(dòng)器和安全裝置是否齊全有效，嚴(yán)禁塔機(jī)帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。

施工現(xiàn)場(chǎng)的塔機(jī)不僅會(huì)遇到單一障礙物的情況，還會(huì)有幾種障礙物同時(shí)存在的可能性，筆者負(fù)責(zé)管理的福州凱隆廣場(chǎng)4#樓QTZ80A塔機(jī)就同時(shí)采用了上述幾種防范措施。通過(guò)科學(xué)的組織論證，不斷針對(duì)特殊情況進(jìn)行調(diào)整和修改，在實(shí)踐中制定出一套綜合防撞預(yù)案，取得了不錯(cuò)的效果，保證了該工程項(xiàng)目塔機(jī)的安全使用，并已在多項(xiàng)工程中加以推廣。

3 結(jié)束語(yǔ)

塔機(jī)碰撞障礙物除了幾種常見(jiàn)的原因及其預(yù)防措施外，還存在著很多不確定的因素，尤其是操作人員人為因素造成的，應(yīng)引起足夠的重視。因此，必須對(duì)塔機(jī)操作人員進(jìn)行針對(duì)性的安全技術(shù)交底。只有經(jīng)常教育并監(jiān)督操作人員嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，督促使用項(xiàng)目部和操作人員認(rèn)真執(zhí)行防范措施和預(yù)案，才能使塔機(jī)、人與環(huán)境和諧統(tǒng)一起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)塔機(jī)的安全與高效使用。

[1]GB/T 5031－2008，塔式起重機(jī)[S].2009.

[2]GB/T13752－1992，塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].1993.

[3]GB5144－2006，塔式起重機(jī)安全規(guī)范[S].2006.

[4]JGJ33－2012，建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程[P].2012.

[5]JGJ59－2011，建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)[P].2011.