關于塔式起重機在非常規作業環境下安全使用措施的探討

陳金富

[摘要]分析塔式起重機在非常規作業環境下使用過程中存在的安全隱患，并提出對應的安全防范措施，以防止發生安全事故。

[關鍵詞]塔式起重機 非常規作業環境 安全使用 預防措施

塔式起重機（以下簡稱“塔機”）作為垂直運輸工具，伴隨著國家城鎮化建設進程的不斷推進，在建筑施工中的作用日趨重要，成為降低建筑施工勞動強度、提高勞動生產力的最重要手段。然而，受到施工現場作業環境的限制，或因施工現場總體平面布置的要求，經常會出現塔機作業過程中，起重臂回轉范圍內有架空輸電線或起重臂尾部會碰撞到周圍的建筑物等情形。給塔機的安全使用帶來重大的安全隱患，稍有疏忽就可能發生觸電、墜落或碰撞等安全事故，甚至是機毀人亡的重大事故。在上述非常規作業環境下，如何確保塔機的正常運行，預防安全事故的發生，保障人民群眾的生命和財產安全，是我們面臨的重大挑戰。

一、塔機起重臂回轉范圍內有架空輸電線的安全問題

對于該問題，塔式起重機的相關規范均有明確的要求，例如：《塔式起重機安全規程》（GB5144-2006）第10.4條規定：“在有架空輸電線的場合，塔機的任何部位與輸電線之間的安全距離，應符合表1的規定，如因條件限制不能保證表1中的安全距離，應與有關部門協商，并采取安全防護措施后方可架設。”在實際的工程施工中，由于作業環境的限制或施工現場總體平面布置的要求，經常會存在塔機的運動部件與輸電線的安全距離無法滿足表1要求的情形。塔機在使用過程中極易發生起升鋼絲繩、吊鉤或吊鉤上吊運的鋼筋、鋼管等物料碰到架空線或在電磁場的作用下被架空輸電線吸引，從而引起輸電線斷路或施工人員觸電等事故，造成人員傷亡，破壞生產、生活正常供電等無可挽回的損失。特別在遇到施工現場臨時停電、塔機線路跳閘、大（臺）風等意想不到的因素，塔機起重臂在慣性作用下自由旋轉，則碰觸架空輸電線的可能性更大，必須采取切實可行的防護措施，以保證安全生產和塔機的安全運行，確保正常供電和施工人員的人身安全，防止發生意外事故。

架空輸電線在施工現場材料堆場旁，或貫穿施工現場，塔機與架空輸電線的安全距離無法滿足上表1的要求，必須在架空輸電線靠近塔機一側（或兩側）搭設隔離防護的腳手架，對其進行全面的安全防護，以消除安全隱患。具體措施如下：首先，應在架空輸電線距塔機一側（或兩側）準備搭設防護架處進行基礎平整夯實，最好應進行砼硬化，以保證架體的穩定性。其次，按經審批的專項方案要求搭設隔離防護架，在防護架靠近架空輸電線一側還應安裝防護竹榀做為垂直安全屏蔽防護（搭設兩側防護架時，在架體頂部也應安裝防護竹榀）。最后，還應在防護架頂部掛設警示牌，在防護架底部按規定距離配備滅火器。

在實際施工過程中，經常還會碰到以下情況：架空輸電線在短時間內肯定會拆除或移走，且架空輸電線與塔機起重臂的交叉范圍較小：架空輸電線在施工現場之外，但施工材料必須從架空輸電線上方通過，而施工單位無法對其進行采取相應的安全防護的。對于這兩種情況，為了保證塔式起重機起重臂的覆蓋面，可以采取在塔機起重臂上安裝機械止動裝置，同時將塔機的變幅外限位調整至機械止動裝置之內，暫時縮短塔機起重臂的工作幅度。使用該方法在保證安全可靠的前提下可最大限度地減少額外費用。

例如，某司承建的某科技園2#實驗大樓，建筑物高50m，總建筑面積15000m²，在該樓南向安裝一臺QTZ80A塔式起重機作為垂直運輸的主要機具，安裝臂長55m。由于施工總體布置的要求及地下結構的限制，塔機只能安裝在下圖1所示的位置，距離塔機西側約50m處有一條高度約10m、電壓為10kV的架空線。因該架空線在工地圍墻邊，且距道路太近，無法搭設隔離防護設施。經施工單位與電力部門協商，將在3個月之內，對該架空線進行埋入地下處理。然而，為保證工程施工進度，該塔機必須馬上投入使用。考慮到施工現場的實際情況及施工進度迫切要求，決定暫時采取縮小塔吊作業范圍的措施，確保塔機與架空線的安全距離滿足相關規范要求，以保證安全施工。待架空線拆除后，再將塔機起重臂的覆蓋面恢復原狀。具體如下：

首先，在塔機起重臂45m處加裝外擋板，若塔機因特殊原因發生外限位失靈或失效時，將塔機的變幅小車限制在45m范圍之內，確保塔機與架空線至少有5m的安全距離。其次，調整塔機的外限位開關，使塔機變幅小車向外變幅至幅度為43.7m處時，可自動切斷向外變幅的電源，此時塔機的變幅小車不能再向外行走。在塔機正常使用過程中，確保塔機與架空線的安全距離的滿足表1要求的原則下還有3m的緩沖余地。最后，設置安全警示標志。在塔機起重臂的45m處，朝司機室一側懸掛一面小旗幟，用以提醒塔機司機注意安全。同時，在使用過程中，各級管理人員和塔機操作人員應定期檢查外限位擋板的整體穩定性，發現問題及時整改，并采取補強措施，確保外限位擋板安全、可靠。

二、塔機起重臂回轉范圍內有建筑物的安全問題

塔機起重臂回轉范圍內有建筑物，這種情況在大部分舊城改造工程項目中尤為突出。塔機回轉制動絕大部分采用繼電器開關控制，為常開式，在非作業時或斷電狀態下起重臂可在空中360°自由旋轉。由于其臂幅長、重量大，回轉時會產生較大的扭力和慣性力，若塔機在作業過程中遇到突然跳閘斷電或電源線路故障時，回轉制動失效，極可能發生起重臂碰撞現有建筑物，從而引發起重臂彎曲變形、吊物墜落；甚至機毀人亡的重大安全事故。為確保塔機的正常運行及施工安全進行，可采取以下安全防護措施：

1.應根據塔機與現有建筑物的相對位置，劃定塔機的工作區域和禁行區域，并在區域分界線上設置明顯的警示標志。若有夜間施工，由于光線不足還需加裝紅色警示燈，以提醒作業人員注意避讓。

2.調整塔機回轉限位開關，限定塔機起重臂的旋轉角度，將塔機起重臂限定在正常作業范圍之內。

3.對塔機的回轉系統進行改造，給回轉制線圈并聯增設一組備用電源，保證回轉系統不間斷供電，防止塔機在作業過程中，由于線路跳閘或施工現場停電而引起起重臂在慣性作用碰撞現有建筑物的安全事故。改造后回轉制動的電路原理如下圖2所示，由于增設的輔助觸頭KM處于常開狀態，回轉制動線圈的兩套供電裝置具有互斥功能，在塔機正常使用過程中，即使塔機操作司機誤閉合備用電源的控制開關（圖2所示SA），輔助電路也無法給回轉制動線圈供電。只有當塔機不能正常供電，主接觸器無法吸合的緊急情況下，該套輔助電路才能起作用。在進行應急制動時，操作人員必須采取點剎制動，以避免引起塔身劇烈晃動，且嚴禁長時間使用以免損壞電瓶。塔機操作人員每天班前應檢查備用電源的供電是否正常，并按規定要求定期對備用電源進行充電。

此外，若塔機安裝地點風力較大，還應在地面設置固定地錨，防止塔機在非工作狀態下，遇到大風，造成起重臂失控而碰撞建筑物。當塔機停機時應將起重臂通過吊鉤與地錨牢固連接，防止起重臂隨風自由轉動。且隨著該建筑物升高，塔機固定地錨應及時改移至建筑物頂層的粱或柱上。遇到臺風季節，應增加地錨的數量，必要時應將起重臂與平衡臂同時固定。

某司承建的某工程4#樓的一臺QTZ80塔機就存在上述隱患，該塔機起重臂長55m，獨立高度40m，最終安裝高度為110m。在該塔機西側有一幢已建成的建筑——東方名城53#樓，樓高18層，總高度55m，其外墻邊距離塔機回轉中心約40m，正好在塔機起重臂的覆蓋范圍之內且高于塔機的獨立高度，工程項目施工初期塔機起重臂隨時可能碰撞到它，存在重大安全隱患。采用上述安全防護措施后，成功避免3次碰撞事故，保證塔機和已有建筑物的安全，取得不錯的使用效果。該措施經過科學論證和實踐運用后，結合一些特殊情況的調整和修改，形成一整套完整的防碰撞措施及預案，已在多個工程項目中加以推廣運用。

三、結束語

塔機在非常規作業環境下的安全作業，除了做好安全防護外，還存在很多不確定因素，尤其是人的安全行為。所以，不管是在搭設安全防護措施時，還是塔機日常作業過程中，均應遵循“安全第一、預防為主，綜合治理”的方針，切實做到安全生產。對于塔機的相關作業人員和配合人必須進行針對性的安全技術交底，督促相關人員切實執行安全防護措施，增強安全意識。此外，還應定期檢查安全防護措施的情況，并做好相應記錄，一旦發現存在安全隱患必須立即停機，采取加固補強或調整等措施，確保塔機的安全防護措施有效、可靠，真正實現人、機和環境的和諧統一。

（編輯/黃征）