塔式起重機(jī)事故原因及預(yù)防

文/袁乃營

本文通過對塔式起重機(jī)事故原因的分析與總結(jié)，找出目前國內(nèi)塔式起重機(jī)在拆裝、使用和維護(hù)保養(yǎng)等方面存在的不足，提出預(yù)防事故發(fā)生的措施以及塔式起重機(jī)未來的發(fā)展方向。

自塔式起重機(jī)問世以來，憑借著起升高度高、工作空間大、作業(yè)效率高、操作方便、反應(yīng)靈活和便于維修等特點，在各種建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。但伴隨而來的是各類安全事故不斷發(fā)生，塔式起重機(jī)事故大體可分為傾翻，斷(折)臂，脫、斷鉤，斷繩4 種類型。

塔式起重機(jī)事故的主要原因

造成塔式起重機(jī)（以下簡稱“塔機(jī)”）事故的原因較為復(fù)雜，往往是由于違章操作、維護(hù)保養(yǎng)不到位、制造質(zhì)量控制不嚴(yán)、研發(fā)設(shè)計缺陷等多個原因引發(fā)。

違章操作

1.塔機(jī)基礎(chǔ)不符合要求

塔機(jī)基礎(chǔ)不符合要求容易導(dǎo)致事故發(fā)生，常見塔機(jī)基礎(chǔ)不符合要求包括以下3 種：一是由于塔機(jī)地基靠近邊坡，在澆灌地基前未打樁或加固，因壓力或風(fēng)雨沖刷邊坡而導(dǎo)致基礎(chǔ)滑坡、塔機(jī)傾翻。二是由于有的塔機(jī)基礎(chǔ)未嚴(yán)格按使用說明書要求施工，塔機(jī)地基太小不能滿足塔式起重機(jī)的穩(wěn)定性要求而導(dǎo)致傾翻。三是由于打塔機(jī)基礎(chǔ)時混凝土配比不對，基礎(chǔ)澆灌后不注意對混凝土的養(yǎng)護(hù)以及澆灌時間太短，基礎(chǔ)未達(dá)到規(guī)定強度，導(dǎo)致地腳螺栓在塔式起重機(jī)吊載時松脫而導(dǎo)致塔機(jī)傾翻。

2.安拆作業(yè)不符合要求

塔機(jī)安拆作業(yè)不符合要求，主要包括以下4 類。

一是由于塔機(jī)安裝單位前期組織不力，容易導(dǎo)致事故發(fā)生，常見以下幾種情況：

（1）塔機(jī)安裝作業(yè)人員未經(jīng)過相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)、未取得操作證無證上崗；應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定配置足夠的人員。

（2）施工作業(yè)前，塔機(jī)安裝單位未按照要求制訂施工方案和安全技術(shù)交底。

（3）施工作業(yè)過程中，塔機(jī)安裝單位未安排專人負(fù)責(zé)檢查，防止工作疏忽和操作不當(dāng)造成事故。

二是由于塔機(jī)安裝單位施工過程中未嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，容易導(dǎo)致事故發(fā)生，常見以下幾種情況：

（1）塔機(jī)安裝前未對整機(jī)進(jìn)行全面檢查，未對焊縫、結(jié)構(gòu)外形等進(jìn)行重點排查。因焊縫裂紋、結(jié)構(gòu)變形未發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致在安裝、拆卸或使用過程中發(fā)生事故。

（2）塔機(jī)安裝時標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、大臂等主要受力部位的銷軸未安裝或用鐵絲代替開口銷。如下圖所示，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)銷軸未安裝開口銷，若其他銷軸竄動，塔機(jī)容易倒塌。

三是由于塔機(jī)附著安裝不符合要求，容易導(dǎo)致事故發(fā)生，常見以下幾種情況：

（1）超過獨立高度沒有安裝附著，或是最高一道附著點以上塔式起重機(jī)的獨立高度超出使用說明書要求。

（2）未經(jīng)計算，隨意加大附著桿、附著間距。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)銷軸未安裝開口銷，若其他銷軸竄動，塔吊容易倒塌

（3）附著支點強度未達(dá)到設(shè)計要求或使用自制的附著桿、附著架，在受力的情況下由于強度不足而發(fā)生變形、斷裂，從而造成事故。

四是由于塔機(jī)安裝單位（或產(chǎn)權(quán)單位）對塔機(jī)的安全保護(hù)裝置未按要求調(diào)試或私自拆除，容易導(dǎo)致事故發(fā)生，常見以下幾種情況：

（1）塔機(jī)安裝完成后，起重力矩限制器、起重量限制器未按要求調(diào)試或使用過程中私自拆除，塔機(jī)吊載作業(yè)時超載不能報警，導(dǎo)致塔機(jī)傾翻或者大臂折斷事故。

（2）塔機(jī)安裝完成后，起升高度限位器、小車變幅限位器和回轉(zhuǎn)限位器未按要求調(diào)整到位，導(dǎo)致吊鉤撞擊小車，小車撞擊起重臂兩端止擋，拗?jǐn)嚯娎|等事故的發(fā)生。

3.塔機(jī)位置布置不當(dāng)、施工組織不合理

塔機(jī)位置布置不當(dāng)、施工組織不合理，容易引發(fā)事故發(fā)生，常見以下4 種情況：一是在實際施工過程中，經(jīng)常因為前期考慮不周，致使塔機(jī)位置布置不合理，多臺塔機(jī)之間相互干涉，因而造成鋼結(jié)構(gòu)相互碰撞變形引發(fā)事故。二是很多塔機(jī)投入使用后，相鄰建筑物由于施工進(jìn)度較快，超過塔機(jī)的工作高度，或者塔機(jī)未及時附著頂升，外墻防護(hù)腳手架高度超過塔機(jī)有效起升高度，因而吊重物與腳手架碰撞造成高空墜物傷人。三是指揮人員未經(jīng)過正式培訓(xùn)或是疏忽大意，指揮塔機(jī)歪拉斜吊重物，使吊臂產(chǎn)生橫向彎矩，吊臂下弦桿局部屈服，從而導(dǎo)致折臂事故。四是工地組織指揮失誤，使工程機(jī)械車輛如混凝土泵車與塔機(jī)發(fā)生刮蹭、碰撞。

4.塔機(jī)吊物未正確捆扎

塔機(jī)吊物未嚴(yán)格按照吊索具安全規(guī)程要求進(jìn)行捆扎，導(dǎo)致吊物在吊運過程中滑落，對在塔機(jī)作業(yè)半徑內(nèi)施工的人員造成傷害。

使用管理不當(dāng)

1.銷軸脫落引發(fā)事故

銷軸脫落引發(fā)事故常見以下兩種情況，一是銷軸竄動剪斷開口銷引發(fā)銷軸脫落。二是臂架接頭處三角擋板變形或開焊，臂架銷軸脫落導(dǎo)致折臂事故。

2.鋼絲繩斷裂引發(fā)事故

鋼絲繩斷裂引發(fā)事故常見以下4 種情況，一是鋼絲繩未定期檢查，出現(xiàn)磨損、斷絲超標(biāo)或斷股而未及時更換。二是吊鉤、小車等滑輪處的鋼絲繩防脫保護(hù)裝置缺失或損壞，導(dǎo)致鋼絲繩脫槽，從而擠斷鋼絲繩。三是小車變幅限位器失效，小車起重臂兩端止擋，拉斷變幅鋼絲繩。四是起升高度限位器失效或距離調(diào)整不合理，吊鉤沖撞小車橫梁，拉斷鋼絲繩。

3.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)螺栓松動引發(fā)事故

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)采用螺栓套管連接形式的塔機(jī)，未定期緊固連接螺栓。螺栓松動后，在塔機(jī)上部荷載的作用下，本應(yīng)固接在一起的兩個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的接觸面必將產(chǎn)生徑向往復(fù)移動，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接螺栓為抗拉高強螺栓，受剪切力極易導(dǎo)致螺栓及連接結(jié)構(gòu)的破損，甚至塔身折斷。

塔式起重機(jī)事故預(yù)防

預(yù)防塔機(jī)安全生產(chǎn)事故，筆者一方面建議提高設(shè)計水平和制造質(zhì)量，二是建議加強對拆裝、調(diào)試、使用工作的管理，三是建議加強對塔機(jī)的安全監(jiān)管。

提高設(shè)計水平、制造質(zhì)量

1.在研發(fā)中添加人性化設(shè)計

筆者建議在塔機(jī)研發(fā)設(shè)計中，在達(dá)到制造規(guī)范要求的同時，添加一些人性化的設(shè)計。

（1）建議塔機(jī)制造廠家、設(shè)計單位的技術(shù)人員、使用單位以及操作人員建立一個交流和反饋意見的平臺。針對塔機(jī)使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題和存在的不足，能及時從設(shè)計方面采取措施，增強塔機(jī)的安全性能。

（2）風(fēng)速儀、力矩限制器等安全保護(hù)裝置的調(diào)試、防雷接地裝置、基礎(chǔ)及附著裝置固定部位、鋼筋混凝土的要求等應(yīng)在使用說明書中予以標(biāo)注。

（3）改善駕駛室工作環(huán)境。駕駛室的設(shè)計應(yīng)保證視線良好，便于塔內(nèi)司機(jī)觀察外部情況；外殼設(shè)計應(yīng)考慮保溫隔熱措施，駕駛室內(nèi)安裝空調(diào)裝置；在駕駛室側(cè)壁不影響視線處安裝塔式起重機(jī)安全操作規(guī)程、起重特性曲線、吊裝作業(yè)“十不準(zhǔn)”等標(biāo)識牌。

2.努力提高產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)化

塔機(jī)制造廠家應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙生產(chǎn)，努力提高產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)化，慎重選擇鋼材和外協(xié)件，提高焊接、車削、噴丸、噴漆、裝配等工藝水平，嚴(yán)格出廠驗收，杜絕不合格產(chǎn)品出廠。塔機(jī)的整機(jī)和部件均應(yīng)設(shè)置不容易損壞的銘牌(銘牌內(nèi)容包括：生產(chǎn)廠家，型號，生產(chǎn)日期等信息)，使塔機(jī)具有可溯源性，以防止混用、超期使用的現(xiàn)象發(fā)生。

加強對拆裝、調(diào)試、使用工作的管理

預(yù)防塔機(jī)事故，要加強對拆裝、調(diào)試、使用的管理。一是要求塔機(jī)的安裝選址應(yīng)充分考慮周邊障礙物對起重機(jī)操作和運行的影響。二是要求塔機(jī)的基礎(chǔ)施工要保證質(zhì)量。塔機(jī)基礎(chǔ)處在軟弱下臥層的要采取打樁或加固措施，混凝土強度應(yīng)達(dá)到使用說明書要求，地腳螺栓或預(yù)埋腿應(yīng)使用有制造資質(zhì)的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，且安裝時要保證位置、標(biāo)高準(zhǔn)確，基礎(chǔ)附近不能有積水等。三是要求拆裝要由專業(yè)隊伍進(jìn)行，拆裝方案要符合工程實際情況并嚴(yán)格按照操作規(guī)程施工。四是要求塔機(jī)安裝前應(yīng)對整機(jī)進(jìn)行全面檢查，對焊縫、結(jié)構(gòu)、外形進(jìn)行重點排查。對焊縫出現(xiàn)裂紋、結(jié)構(gòu)因碰撞變形的，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)；情況嚴(yán)重?zé)o法修復(fù)的應(yīng)堅決廢棄。五是要求塔機(jī)安裝后應(yīng)對安全保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試，使其達(dá)到說明書要求。六是要求塔機(jī)建立定期檢查、維護(hù)的相關(guān)記錄，對塔機(jī)的基礎(chǔ)、垂直度、各項安全保護(hù)裝置以及接地電阻、絕緣電阻等進(jìn)行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

加強對塔式起重機(jī)的安全監(jiān)管

要預(yù)防塔機(jī)不安全事故，一個重要途徑是加強對塔機(jī)的安全監(jiān)管。一是建議加強對塔機(jī)的檔案管理。防止超過使用年限的塔機(jī)使用假資料重新備案登記；新購塔機(jī)要經(jīng)過審查備案后方可安裝；塔機(jī)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移要有相應(yīng)的登記手續(xù)；對塔機(jī)的原始資料，產(chǎn)權(quán)單位(個人)，使用單位，檢測、維修及事故記錄要建檔保存。二是建議加強對拆裝隊伍的監(jiān)督管理，無拆裝資質(zhì)的企業(yè)和無拆裝證的工人不得從事拆裝作業(yè)。三是建議加強操作人員管理，塔機(jī)司機(jī)、司索和信號工必須經(jīng)過培訓(xùn)持證上崗。四是建議塔機(jī)安裝調(diào)試后，應(yīng)及時向當(dāng)?shù)貦z測機(jī)構(gòu)申請檢測，未經(jīng)檢測或檢測不合格的塔機(jī)不得投入使用。

塔式起重機(jī)的未來發(fā)展方向

中型塔式起重機(jī)的發(fā)展方向

中型塔機(jī)（起重量為630 ～3 150 kN.m）向著平頭化、模塊化的趨勢發(fā)展。

中型塔機(jī)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個方面：在生產(chǎn)制造過程中，平頭式塔機(jī)的制造能夠更大程度實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，促進(jìn)制造企業(yè)提高工藝水平和改變生產(chǎn)模式，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，提高制造精度，降低生產(chǎn)成本。

在使用過程中，一是平頭式塔機(jī)的模塊化結(jié)構(gòu)形式，在拆裝過程中可最大程度地減小輔助拆裝的起重設(shè)備的噸位。與尖頭式塔機(jī)相比，拆裝和頂升作業(yè)的安全性更高。二是對于密度大的群塔作業(yè)，平頭式塔機(jī)作業(yè)的抗干涉能力要優(yōu)于尖頭式塔機(jī)。

在結(jié)構(gòu)形式上，平頭式塔機(jī)在不同的作業(yè)半徑時，起重臂上下弦桿的受力方向是一致的。而超靜定結(jié)構(gòu)的尖頭式塔機(jī)在不同的作業(yè)半徑時，由于拉桿的作用起重臂上下弦桿的受力是改變的。

小噸位塔式起重機(jī)的發(fā)展方向

小噸位塔機(jī)（起重量小于630 kN.m）向快裝式方向發(fā)展。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：不需要混凝土基礎(chǔ)，節(jié)能環(huán)保；直接用車搬運，減少運輸成本；機(jī)械化自動安裝，安裝過程安全性大幅度提高，安裝拆卸方便；機(jī)型設(shè)計安全，駕駛員地面操作，降低了高空作業(yè)風(fēng)險等。

大噸位塔式起重機(jī)的發(fā)展方向

大噸位塔機(jī)（起重量大于3 150 kN.m）向動臂式方向發(fā)展。

其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩個方面：在生產(chǎn)制造方面，同噸位的動臂式塔機(jī)與水平臂式塔機(jī)相比，其平衡臂和起重臂的鋼材減少了大約30%的用量。因為水平臂式塔機(jī)的起重臂自重會對塔機(jī)產(chǎn)生一個額外的力矩，特別是大型水平臂塔機(jī)的起重臂重量大，此附加力矩一般遠(yuǎn)大于塔機(jī)的額定起升力矩。而動臂式塔機(jī)變幅作業(yè)時是改變起重臂角度，起重臂在理論上主要承受壓力，因此，其起重臂和塔身截面，都相對較小。

在使用過程中，一是平衡臂較短。由于動臂式塔機(jī)通過改變起重臂角度來達(dá)到變幅的效果，起重臂不產(chǎn)生額外的附加力矩，因此其平衡臂可以做得相對較短。群塔機(jī)作業(yè)中，就能更好地解決各個塔機(jī)間作業(yè)的互相干涉問題。二是動臂式塔機(jī)的“舉高性”。動臂式塔機(jī)變幅的舉高性特點，使塔機(jī)安裝高度相對較低，可以最大限度減少對施工場地區(qū)域外空間的侵占。

塔式起重機(jī)操控系統(tǒng)的發(fā)展方向

未來，塔機(jī)操控系統(tǒng)向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。智能化、數(shù)字化操控系統(tǒng)，主要是對力矩限制器、起重量限制器、起升限位、回轉(zhuǎn)限位、變幅限位等實現(xiàn)數(shù)字實時檢測和控制；具有“互鎖”功能，例如避免塔機(jī)在頂升過程中出現(xiàn)誤操作；具有群塔作業(yè)的防碰撞功能等。