淺談建筑工程群塔作業(yè)智能化安全管理

李福水 付應兵

摘要：隨著現(xiàn)代化城市建設的迅速發(fā)展，建筑施工的機械化、自動化程度要求也越來越高，塔式起重機已經(jīng)成為建筑工地必不可少的大型施工機械之一，但同時塔吊安全的事故也屢屢發(fā)生。因此，塔吊的安全越來得到重視，全國各地已相繼下發(fā)關于塔式起重機安全管理的相關文件，施工現(xiàn)場塔吊的智能化安全管理已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢。本文分析了塔吊智能化管理的重要性，希望為施工單位提供建議，提高建筑機械的安全管理水平。

關鍵詞： 群塔作業(yè)；安全管理；智能化

1 引言

近年來，隨著國家建設規(guī)模逐年加大，新建居住區(qū)數(shù)量和規(guī)模的不斷增加，建設中會有少則數(shù)臺多則數(shù)十臺的塔吊組成的群塔作業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)。在現(xiàn)場?？煽吹剿鯀⒉盍至?，由于操作半徑的重疊，現(xiàn)場塔吊的作業(yè)環(huán)境越來越復雜，施工難度越來越大，塔吊安全事故也在逐年增多。建筑機械安全事故通常都是重大事故，容易造成群死群傷，在生命財產(chǎn)遭受損失的同時，社會負面影響也很大。建筑機械安全事故的經(jīng)驗教訓表明，有必要通過科技手段，通過對多臺塔吊交叉作業(yè)的流程進行總結(jié)和改良創(chuàng)新，采用了智能防碰撞系統(tǒng)等新技術、新設備，形成施工現(xiàn)場群塔作業(yè)防碰撞施工方法，通過多個工地的使用，達到了保障群塔施工的安全運行，加快了施工進度，降低了施工成本，提高了經(jīng)濟效益的目的。

2 工作特點

通過對建筑平面圖進行分析，在群塔選址、立塔、運行、拆塔等全過程進行控制，制定了嚴格規(guī)范的“運行六項原則”，同時采用了智能防碰撞系統(tǒng)，從而在軟件和硬件的雙重平臺上對群塔的運行進行控制，避免以前群塔作業(yè)所采用的無序和人為因素影響造成的安全隱患和工期延誤。實現(xiàn)了提高勞動效率，節(jié)約施工成本，縮短工期以及拓寬對使用環(huán)境的限制的目的。

3 適應范圍

本觀點適用于群體建筑有多臺塔吊交又施工及周邊有高壓線、高大、高聳建筑等環(huán)境復雜場地塔吊施工作業(yè)。

4 群塔作業(yè)防碰撞智能化管理

為了便于闡述智能化在建筑機械上的應用研究，本文選取塔吊作為研究對象。塔吊的智能化主要是塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括6個部分：主控器、傳感器、顯示器、通信模塊、塔吊工監(jiān)控軟件、遠程監(jiān)控平臺。通過安裝于塔吊吊臂、塔身及傳動結(jié)構(gòu)處的各類傳感器、駕駛室的黑匣子、塔吊人臉識別考勤、無線通訊模塊以及在遠程服務器部署的可視化系統(tǒng)可實時獲取塔吊當前運行參數(shù)，對塔吊起重量、起重力矩、起升高度、幅度、回轉(zhuǎn)角度等進行精確控制，同時配備預警限位控制系統(tǒng)、超載預警、三維立體防碰撞、大臂絞盤防跳槽視頻監(jiān)控等以實現(xiàn)塔機運行狀態(tài)以及群塔交叉作業(yè)情況的實時監(jiān)控，可實時在塔吊、在線電腦上顯示塔吊或塔吊群的工作狀況，同時具有黑匣子功能、手機提醒功能、防互撞和區(qū)域保護功能、超載警示功能、防傾斜功能等。塔吊智能安全管理系統(tǒng)主要具備以下功能：（1）塔吊運行數(shù)據(jù)采集：通過精密傳感器，實時采集吊重、變幅、高度、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角、環(huán)境風速等多項安全作業(yè)工況實時數(shù)據(jù)；（2）實時顯示：通過顯示屏，以圖形數(shù)值方式實時顯示當前實際工作參數(shù)和塔吊額定工作能力參數(shù)，使駕駛員直觀了解塔吊工作狀態(tài)，正確操作；（3）單機運行狀態(tài)監(jiān)控：監(jiān)控單臺塔吊的運行安全指標，包括吊重、起重力矩、變幅、高度、工作回轉(zhuǎn)角及作業(yè)高度風速，在臨近額定限值時發(fā)出聲光預警和報警；（4）單機防碰撞監(jiān)控：監(jiān)控單臺塔吊與建筑物的干涉防碰撞、禁行區(qū)域、塔吊自身各種限位，在臨近額定限值時發(fā)出聲光預警和報警；（5）塔吊群防碰撞：監(jiān)控塔吊群實時干涉作業(yè)的防碰撞，使塔吊駕駛員直觀、全面地掌握周邊塔吊與本機塔吊當前干涉情況，并在發(fā)現(xiàn)碰撞危險時自動進行聲光預警和報警；（6）遠程可視化監(jiān)控平臺：塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)的遠程可視化監(jiān)控平臺，可在系統(tǒng)的主界面顯示塔吊的相關信息，如：塔吊編號、起吊重量、小車變幅、起吊力矩、負載系數(shù)、現(xiàn)場風速、作業(yè)轉(zhuǎn)角等信息，還可顯示工地名稱、開發(fā)商名稱、施工單位、安全責任人、責任電話、塔吊坐標等信息。違規(guī)操作發(fā)生時，系統(tǒng)觸發(fā)手機短信告警，向有關人員自動發(fā)送手機短信，實時告知報警內(nèi)容。

5 群塔作業(yè)LED燈智能化管理

目前建筑工地施工現(xiàn)場夜間照明主要分為環(huán)境照明和局部作業(yè)照明，以塔吊燈照明為主。當夜間有施工需要時，會開啟塔吊燈保證足夠的照度，當夜間沒有施工作業(yè)，或夜間施工結(jié)束后，塔吊照明一般會整晚工作，造成電能很大的浪費，影響周邊居民休息。同時塔吊燈照明設備用電易出故障，在夜間檢查臨時用電存在安全隱患。

隨著物聯(lián)網(wǎng)云計算的逐步應用，我們通過智能化手段對塔吊LED燈控制箱改造，通過手機APP可實現(xiàn)現(xiàn)場塔吊LED燈智能遠程控制，夜間可以根據(jù)施工需求，開啟或關閉塔吊燈。

該舉措的實施既能有效的控制光源，達到環(huán)保部門要求，做到夜間不擾民，又能節(jié)約電能，有利于臨時用電管理，促進項目精細化管理。

6 工程實例

黃石市中心醫(yī)院黃金山院區(qū)一期工程項目位于黃石市圣明路以西、大棋路以南地段，總建筑面積約23.8萬m2。地下一層，其建筑面積60332.99m，地上由住院樓、醫(yī)技樓、門診樓、核醫(yī)學腫瘤中心、洗滌動力中心、食堂、室外連廊組成。住院樓地上12層、地下1層，建筑高度49.450m，建筑面積92053.67m，屋面局部為鋼桁架；門診樓地上7層、地下1層，建筑高度32.850m建筑面積31763.66m。醫(yī)技樓地上4層、地下1層，建筑高度18.900m，建筑面積為27295.40m。核醫(yī)學腫瘤中心地上4層、地下1層，建筑高度17.250m，建筑面積16550m。結(jié)合上述工程狀況，本工程塔吊選型方案如下：本工程塔吊由武漢竹安設備有限公司提供，我項目部結(jié)合建筑物的高度、結(jié)構(gòu)特點、施工現(xiàn)場環(huán)境、工期和租賃公司塔吊選型等因素，計劃安排8臺塔吊。分別為1#塔吊6012（R=60m）、2#塔吊7015（R=65m）、3#塔吊601（R=60m）、4#塔吊6513（R=65m）、5#塔吊6012（R=60m）、6#塔吊7015（R=65m）、7#塔吊5610（R=56m）、8#塔吊7015（R=65m）。本項目采用了智能防碰撞系統(tǒng)等新技術、新設備，形成施工現(xiàn)場群塔作業(yè)防碰撞施工方法，達到了保障群塔施工的安全運行，加快了施工進度，降低了施工成本，提高了經(jīng)濟效益的目的。本項目受到上級單位的好評，取到了湖北省建筑工程安全文明施工現(xiàn)場，第二屆“黃石工匠”暨第十四屆職工技能大賽在本項目舉行。

參考文獻：

[1]建筑機械使用安全技術規(guī)程（JGJ33-2012）.

[2]建筑施工安全檢査標準（JGJ59-2011）.

[3]塔式起重機安全規(guī)程（GB5144-2016）.

（作者單位：武漢建工集團股份有限公司）