于 洋,高正勇
(1.中國建筑科學研究院有限公司 建筑機械化研究分院,河北 廊坊 065000;2.中國建筑第二工程局有限公司,北京,100010)
隨著各類建筑和基礎設施工程建設的增多,施工機械化水平日益提高,塔機以其快速、便捷、高效的工作性能在施工現場發揮的作用越來越得到大家認可,使用范圍也越來越廣泛。據統計,截至2019 年,全國塔機保有量在44 萬臺左右。但多年來塔機事故時有發生,不僅給人民生命財產造成了巨大損害,也對社會造成了嚴重的不良影響。因此,如何提高塔機產品質量和可靠性,強化安裝使用管理,提升勞動者素質,仍是塔機行業發展的重要課題。
據不完全統計,僅2020 年5 月就發生了多起塔機事故:5 月14 日下午,四川省涼山一在建橋梁工地塔機施工作業時發生折斷倒塌事故,有人員傷亡;5 月16 日,浙江永嘉縣一在建工地塔機吊鉤在未吊運任何物體上升過程中突然墜落,造成1 人死亡;5月17 日,遼寧一在建工地突發塔機倒塌事故,有人員傷亡;5 月18 日下午,安徽宣城一在建工地塔機施工作業時發生折斷倒塌事故、事故已造成1 人死亡;5 月21 日上午,湖南長沙一在建工地施工作業時發生塔機折斷倒塌事故,事發時塔機處在近100m高樓頂部;5 月21 日下午,浙江富陽高橋附近一在建工地塔機施工作業時塔機標準節斷裂發生倒塌事故;5 月22 日,山東濰坊一在建樓盤兩臺塔機倒塌,造成1 人死亡,1 人受傷;5 月24 日上午,云南昆明一在建工地塔機頂升作業時發生倒塌事故,有人員傷亡;5 月27 日上午,河南信陽一施工工地,塔機在吊運過程中鋼筋掉落,有2 名人員被砸中,事故造成1 人死亡,1 人受傷。
綜合分析,引發塔機事故的原因主要有三類:一是塔機質量問題,二是安拆環節存在問題,三是使用過程問題。針對這三類問題,筆者提出一些建議,以期提高塔機的安全系數,減少塔機事故發生。
近年來,隨著塔機需求量的逐漸攀升,主要廠家紛紛改進制造工藝,提高質量,小廠家逐漸被市場淘汰,塔機質量明顯提高,但制造質量良莠不齊仍然比較突出,在利益的驅使下,一些廠家不能嚴把質量關,生產工藝提升緩慢(尤其是焊接工藝),尤其中小塔機比較突出。
1)設計方面 片面追求臂長性能,塔機穩定性不足;塔頂或回轉塔身焊縫過小,易產生疲勞破壞,導致焊接結構開裂;為減小回轉支承規格,隨意改動回轉上支座;力矩限制器的設計存在缺陷,靈敏度較差;爬升裝置強度低;回轉支撐座固定方式不可靠;液壓系統設計缺陷等等。
2)制造方面 在一些重要部件(譬如大臂、塔帽、平衡臂等)的連接部位焊接質量差,出現氣孔、裂紋、夾渣等缺陷,關鍵焊縫尺寸的不足或存在虛焊等導致鋼結構焊接達不到標準或要求;主材不符合選用標準,選用的重要零部件或者鋼結構的幾何尺寸與設計圖紙不一致;安全裝置不合格,保護裝置不完善;出廠合格證及使用說明書缺失;無批次說明,未注明對原有設計的改動等,都可能導致慘重的事故。
3)趕工期輕質量 為趕交貨期,縮短制造周期導致質量下降,為塔機事故埋下了隱患。
近兩年,由于塔機事故頻發,追責問責力度加大,一些地區類似“塔機出廠年限不超過3 年(或5年)”這樣的約束性條款在施工企業招標文件中蔓延,管理者認為新機相對安全,實則倒逼租賃企業采購價格低廉的塔機;有些廠家甚至降低設計標準(使用壽命年限縮短),從而降低成本;一些租賃企業一味追求“低價”而忽略對塔機生產環節的必要考察,如材料控制、工藝流程控制以及塔機細部差異等。
另外,有關“使用年限”的規定引發了“二手”塔機年限造假猖獗,給建設工程領域安全生產帶來安全隱患。調查發現,社會上存在著“二手”建筑起重機械地下交易市場,一些塔機租賃從業者以網絡為平臺互相串聯,互通有無,將存在各種隱患、瀕臨報廢的建筑起重機械改頭換面,偽造相關證書、資料,重新登記備案,投放施工現場,給建筑施工安全造成極大威脅。因此如果片面追求低“出廠年限”以保塔機使用安全,長此以往將不利于技術創新及產品質量的提高。
在塔機安拆方面,由于安拆人員操作水平差異,拆裝隊伍無資質、借資質、掛靠資質,或者有資質沒水平,致使一些不符合要求的安拆人員從事安拆作業,為塔機事故埋下了隱患。
一些安拆單位未按說明書及有關規范設計、檢測、驗收;安拆無專項施工方案或未完善審核、審批手續,有些安拆方案本身沒有問題,但安拆人員不認真閱讀方案,憑經驗違章蠻干;不進行安全技術交底,不注重安拆前的細節檢查;新舊標準節混用、不同廠家標準節混用;安裝與拆卸單位的人員無證上崗,或者未經過專業培訓;安拆單位的技術能力、設備數量等不具備作業能力,等等。這些都是重大隱患,可能導致重大危險事故的發生。
在塔機附著的安裝和設計環節中,附著支反力計算偏小或附著墻體連接強度不足,可能會導致附著連接失效,造成塔機倒塌;附著距離不滿足使用說明書的要求卻未對附著裝置進行設計計算;附著桿結構不合理,附著前后塔身垂直度不符合規范要求等問題。由于塔機使用中因附著裝置設計、安裝不合理,安全隱患多,造成的安全事故、人員傷亡屢見不鮮。
在使用方面,塔機產權單位(尤其是個人購買塔機),只重視短期經濟效益,對塔機的質量、技術性能沒有足夠重視,設備日常檢查、維護力度不足,部分塔機出現防護裝置失靈、安全保險不靈敏、整體結構性能下降等現象不足為奇;由于不能很好地履行產品的維護保養,安全隱患多,容易造成事故。
塔機的指揮和操作員不具備相應的崗位技能和專業知識,沒有按照有關規定通過專業的技術培訓,沒有取得執業資格證書即上崗開展作業,對設備的性能、情況不熟悉,缺乏對設備的維護、保養。塔機存在斜吊、超載起吊等違章指揮和違章操作的現象,或者在施工現場使用塔機吊住混凝土泵的輸送管打砼,甚至隨意回轉等情況,都是重大安全隱患。
一些地方政府安全監管部門、施工單位、監理單位管理流于形式,管控措施不到位,安全管理人員不具備相應的專業素質,很難保證效果,盡管國家相繼出臺塔機安拆的相應標準及管理規定,但安全事故仍然屢次發生。
1)設計階段 基于全壽命周期安全考慮的塔機設計及驗證是保障安全的前提。塔機設計應考慮塔機全壽命期內,包括制造、使用、環境、維保等方面可能遇到的問題,分析其發生的概率及危害程度,制定相應的設計方案和防范措施,甚至在操作失誤或出現故障的情況下,也不會導致事故發生。此外,還要注重理論設計的安全校核,如果設計的產品本身就有安全缺陷,即使有再好的制造設備和制造手段也無法根除安全隱患。
2)制造階段 對產品進行檢驗只能證明檢驗過的零件是否符合圖紙要求或符合檢驗人員認可的要求;只有對質量控制措施進行驗證、確認持續有效才是保障零部件符合設計的前提。通過分析并制定產品各零部件的質量控制計劃,嚴格按相關流程進行外購和生產樣品的過程確認,持續監督、驗證包括供貨單位和各生產過程管理措施的有效執行,同時,還通過一系列比通用驗證標準更為嚴格的實物性能試驗、可靠性試驗來核實設計方案的正確可靠,評估產品的安全性,不斷改進和完善以保證產品符合設計要求。
塔機安裝應充分考慮風速、建筑物、周邊環境甚至包括作業人員工作習慣,分析事故發生的概率及危害程度,制定全施工期內安全作業的風險管控計劃。安裝、頂升、拆卸作業人員必須理解作業過程安全要點、掌握規范的作業技能,嚴格按規程進行操作,并具備一定的危險識別和糾正能力。
規范的安裝拆卸以及操作作業是施工現場安全作業的必要條件。建議缺乏安全管理經驗的塔機安拆企業深入了解行業風險節點,針對性完善管理細則,指定適合該類從業人員的實用性操作規程,建立對現場操作人員的考核機制;同時強化對從業人員的技能培訓,各人員必須持證上崗,并熟知環境/危險因素,遵守安全技術操作規程,在熟練掌握塔機基本原理和安拆常識外,還要熟悉、了解不同形式塔機的特點、操作、維修保養等方面的知識,注重作業細節,嚴格遵守塔機“十不吊”準則,杜絕違章指揮與違章作業,方能盡可能避免事故發生。
建立健全規范的管理制度和切實有效的安全檢查、保養、維修是塔機安全的有力保障。建立塔機檢修與保養管理檔案,制定塔機檢修與保養管理體制,合理安排人員配備與機構管理,做好塔機轉移、安裝、拆卸、驗收、報廢這五項工作,形成一體化流程模式。
中國建筑學會和中國工程機械工業協會聯合發布的《塔式起重機附著安全技術規程》已于2020 年5 月20 日開始實施,由中國建筑科學研究院有限公司建筑機械化研究分院聯合我國塔機生產制造企業、租賃企業、建筑施工企業及地方協會等相關單位共同編制的該團體標準,規定了塔機主要附著型式、基本規定、附著裝置設計計算、生產制造、安裝拆卸、使用檢查等要求。該標準的編寫為規范塔式起重機附著裝置的設計、制造、安裝和使用管理提供了依據。
當前,建筑施工的安全形勢依然嚴峻,一起起塔機事故不僅造成人員傷亡和經濟損失,更給社會帶來了不小的負面影響,總結梳理塔機事故的原因,并有針對性地提出改進意見,對推動塔機安全使用,確保安全施工起到積極作用。