建筑起重機械設備的創新管理理念

孫鴻亮

（山西一建集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

最近幾年，隨著建筑行業的飛速發展，我國起重機械設備的應用也更加廣泛，其能代替人力開展粗重的作業，這為建筑項目的生產作業提供了充分的保障。但相較于發達國家而言，我國起重設備的靈敏性、穩定性等依然存有一定不足，這是導致建筑工程頻繁出現機械事故的重要原因。因此本文依托創新管理的理念，進一步針對建筑起重機械設備的安全技術展開探討分析，具有一定的實踐意義。

1 常見起重機械事故

1.1 高空墜落

隨著現代建筑物的增高，起重機械的高度也越來越高，根據《高處作業分級》（GB/T3608—2008）的規定，凡在墜落高度基準面2m以上（含2m）有可能墜落的高處進行的作業，均稱為高處作業。塔吊司機每天通過塔吊標準節內簡易的爬梯，攀登30~40m甚至上百米高的塔吊，很容易出現體力不支失足墜落的現象。

1.2 物體打擊

引發物體打擊問題出現的原因十分廣泛，例如，由于工作人員缺乏安全意識，導致機械設備作業量超出其額定載重量，導致重物墜落砸人的物體打擊事故；或者該起重機械設備自身具備一定安全隱患，例如，出現較為頻繁的吊鉤損傷、極限位置限制器失靈、鋼絲繩折斷等，都可能有物體打擊事故的出現。

1.3 機械傾翻

在雨季，由于連續陰雨天氣的作用，致使設備基礎下泥土被沖刷，設備基礎出現沉降不均勻現象；或者設備超載運行恰逢標準節螺栓松動；或者在設備頂升過程中進行回轉吊載作業；或塔吊沒有進行日常維修保養，日曬雨淋致使機構銹損；或者塔吊沒有進行年檢，超過使用年限作業；或者操作司機違反操作規程，超負荷作業，都可能導致施工現場出現設備傾翻的問題[1]。這一類事故頻繁出現在塔式起重機上。此外，由于人為指揮導致的失誤、技術人員操作錯誤是導致這一事故出現的主要原因。

1.4 觸電事故

在起重機械事故當中，觸電事故是出現頻率最高的事故。這一類事故頻發的原因，是由于施工操作不按照既定規范和標準所導致的。許多施工人員不依據施工標準操作，違反規定觸碰帶電物質，一旦與高壓線進行觸碰，則會導致觸電事故的出現[2]。另外，起重機械自身的漏電隱患，同樣也是導致觸電事故頻繁出現的主要原因。

2 塔式起重機安全技術創新管理

2.1 設備的選型設計

塔吊的選型，應根據擬建的施工面積、結構形式、工期要求及需吊裝構件重量，以滿足施工要求為前提，盡可能降低使用費用。塔吊布置時首先應考慮保證滿足覆蓋面的要求，然后根據材料及構件重量和塔吊的起重量確定塔吊型號。群塔施工現場的設備，為了方便管理和使用，應盡量選擇同型號設備，方便標準節等部件的調配。對于會展中心、航站樓等有大型鋼結構吊裝的大型公共建筑，還應根據施工總進度，選用大型設備的同時，加配小型設備輔助吊裝工作，以加快施工進度。

2.2 基礎設計安全技術管理

起重機安全運行水平將在一定程度上受到基礎設計科學性的影響。這也致使基礎設計技術始終都是起重機安全技術體系中的關鍵部分，同樣也是附屬管理工作過程中的核心對象[3]。在開展安全技術管理工作時，由于基礎尺寸設計技術更多地以公式運算為基礎展開，為了確保基礎設計的安全性能，則需首先針對計算結果進行驗算，或是應用反向推算的形式，以最終結果為基礎進行已知值的驗算。例如，按照現有的基礎尺寸數據，針對基礎承重參數進行計算，如果這一參數與實際情況相符合，則意味著該設計方案滿足合理性要求。

2.3 現場布局技術管理

塔機的安裝選址應充分考慮周邊障礙物對塔機操作和塔機運行對周邊的影響，如附件建筑物、其他塔機、公共場所（包括學校、商場等）、公共交通區域（包括公路、鐵路、航運等）。根據實踐經驗來看，現場還會存在高壓輸電線、地下水位高、濕陷性黃土，地基承載力不夠等無法避免的因素。因此在設計過程中，技術人員還需針對這一部分因素進行檢查，避免出現設計選址不合理問題的出現，充分保障設計方案的安全性，由此獲得技術管理效果的提升。在這之中，高壓輸電線是至關重要的考量因素，技術人員需充分按照現有的技術規程，科學選擇基礎設計的假設位置，充分保障起重設備與高壓線之間的安全性能，使安全技術管理得到落實，起重設備與高壓線間的距離要求如表1所示。

表1 起重設備與高壓線間的距離要求

施工中經常會遇到地質條件較差、天然地基承載力達不到起重設備設計的地基承載力的情況，地基起著承受上部結構和基礎荷載的作用，地基承載力不足無疑為建筑起重機械的施工增加了風險。為了保證建筑起重機械的安全、正常使用，要求地基在荷載的作用下不能產生破壞，組成地基的土層因膨脹收縮、壓縮、凍脹、濕陷等原因產生的變形不能過大。為了彌補天然地基承載力不能滿足要求，通常采用樁基礎，利用均勻對稱布置的基樁進行承載力補強，或采用復合地基，換填級配砂礫石、換填三七灰土，或將基礎承臺面積加大，以此來提高或彌補建筑工程地基的穩定性和承載能力。

此外，如果現場有多臺塔機，還需滿足相鄰兩臺塔機之間的最小架設距離應保證處于低位塔機的起重臂端部與另一臺塔機的塔身之間至少有2m的距離；處于高位塔機的最低位置的部件（吊鉤升至最高點或平衡重的最低部位）與低位塔機中處于最高位置部件之間的垂直距離不應小于2m。

單臺塔吊的定位原則為滿足施工要求，方便安拆及附著。塔吊吊運覆蓋范圍應盡可能覆蓋整個施工面，減少產生盲點。如果建筑物突出的檐子較寬或塔吊位于建筑物凹處時，應充分考慮塔吊的拆卸問題，將塔吊與建筑物之間的距離增大，保證塔吊的上部結構能夠從塔吊的最終使用高度自行降節到解體高度，避免塔吊在高空無法自行降節而借助超大型號的汽車吊進行解體的情況。同時還需注意塔吊的安裝方向，保證塔吊處于自行降節狀態時起重臂和平衡臂下部沒有障礙物，防止塔吊無法自行降節的情況。如果現場有封閉的環形建筑物，盡量避免將塔吊設置于環形建筑物內部。同時，塔吊的附墻情況也是塔吊選址不可忽視的問題，其附著支承處的結構強度必須滿足設計要求，盡量設置在建筑物的框架梁、框架柱、剪力墻、鋼結構柱等承載力相對較高的建筑結構上，禁止將附墻安裝在構造柱、連系梁及填充的墻體上。附著裝置兩側的附著桿盡量對稱布置，通過控制附著夾角大小，使得附著桿內力較小。

2.4 群塔施工現場安全技術管理

隨著城市的快速發展，群塔施工項目日漸增多，群塔施工作業中極易出現因碰撞導致的重大安全事故。因此群塔防碰撞技術已成為施工項目的一項基本安全需求，群塔防碰撞系統作為群塔施工安全的主要保障體系，正被越來越多的施工單位納入安全施工管理要求。

群塔防碰撞系統不僅能在塔機正常運行期間對塔吊的運行情況進行實時監控，在切斷塔機機構動力和控制電源時，防碰撞裝置依然有效。基于人工智能的無線網絡自學習組網功能，當有起重設備加入或退出工作（斷電、上電）時，系統會自己學習并重新組網，無須用戶任何操作，整個防碰撞網絡仍然正常工作，從而解決了安全監控系統監測塔吊運行行程數據的問題，起升高度數據、限位數據、操作指令數據以及輸出控制點位可以讓駕駛員掌握塔吊的實時運行狀況，提高了操作的安全性。除此之外塔吊的安全監控管理系統是由視頻監控系統、安全監控系統和物聯網信息系統組成。基于起重機行為的三維實時起重機間、周圍物體間防碰撞功能；可對同一施工區域內的多臺起重機進行路徑防碰撞報警及區域保護。

2.5 設備的安全技術管理

建筑起重機械普遍的生命周期大都在10年以上。眾所周知，建筑起重設備代替人力完成沉重的載荷運輸，輕則幾噸，重則幾十噸，遠超人力體能的成千上萬倍。在這十幾年中，如果設備維修保養不到位，陳舊老化現象嚴重，將直接關系著起重機械的壽命、工作效率和安全生產情況。因此應當經常進行檢查，維護和保養，傳動部分應有足夠的潤滑油，對易損件必須經常檢查，維修或更換，對機械的螺栓，特別是經常振動的零件，如有松動則必須及時擰緊或更換[6]。制定定期檢查管理制度，包括日檢、周檢、月檢、年檢，對起重機進行動態監測并做好記錄，對發現的問題按照相應的安全技術規范進行處理，保障起重機械安全運行。只有維修保養做到位，才能充分發揮機械設備的作用。

如何在設備有限的生命周期內提高設備的利用率，同時維修保養的成本最低，讓設備為企業創造更多的價值非常關鍵，可以通過統籌管理、合理調度，加強管理，制定嚴格、周密、使用性強的管理制度，做到定人、定機、定崗，盡量減少機械的耗損，保持設備正常的使用功能，禁止發生不必要的減值和損耗，同時做好設備的單機核算很重要，統籌分析設備的自然壽命、技術壽命和經濟壽命，及時處理技術落后的和再繼續使用經濟上不合理的設備，做到資本金物化后能達到最大收益。

2.6 “人”的安全技術管理

設備由人來操作控制，人的思想意識、行為動作直接通過設備的運行情況來體現。在特種設備運行當中，司機的操作直接關系著塔機是否運行平穩，司機操作中的違章作業，可直接導致事故的發生。因此“人”的因素在起重機械的安全管理中，起著至關重要的作用。

人的不安全行為主要表現在以下4方面：①未按說明書的要求進行作業，超載、超力矩進行作業。②違章作業，斜拉、斜拽，酒后作業等。③未經過規定的培訓，專業技術知識欠缺，實際操作技能較差，無法滿足崗位操作水平要求。④安全思想意識淡薄，工作隨意性大。

塔式起重機屬于特種設備，因此塔式起重機的司機及安拆作業的人員均需取得建筑施工特種作業操作資格證書。提高司機的操作技能及安全意識，培訓是一種行之有效的方案。目前通用的講師授課的培訓形式，無法提高學員的學習興趣，因此，虛擬現實技術（virtual reality,VR）和塔式起重機操作模擬器逐漸走進了培訓領地，VR安全教育系統將高處墜落、火災、塔吊傾覆、施工升降機梯籠墜落等項目，利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬施工環境，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓施工人員親身感受違章操作帶來的危害，強化安全防范意識，熟練掌握部分安全操作技能，從而達到安全教育的目的。塔式起重機實操模擬器通過等比例的塔吊操作臺對塔吊的施工操作和施工環境進行模擬，可以對規章制度、操作規程進行學習，在室內練就塔吊司機的操作技術，提高施工人員學習的興趣，同時避免了新員工缺乏安全知識及操作技巧，在現場學習帶來的風險。

2.7 安全管理措施

根據住建部發布的《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》，起重吊裝及安裝拆卸工程屬于危險性較大的分部分項工程。住建部和山西省住建廳均發布了相關的管理規定，包括《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》《危險性較大的分部分項工程專項施工方案編制指南》等，確保施工的安全性。

作為集租賃、安拆和使用于一體的單位，其對設備的安全管理主要體現在設備結構的安全管理、安拆的安全管理、操作使用的安全管理、維修保養的安全管理等，企業應針對每一環節進行危險源辨識，找出危險源，制定危險源預防措施，對作業人員進行宣傳教育和安全交底，并落實執行情況。同時企業還應建立健全完善各項安全管理制度體系，過程監督控制管理，使企業對起重機械的安全管理標準化、常態化。

隨著科技的進步，信息化逐步融入到安全管理當中，信息化管理在特種設備的安全監控中可以起到事半功倍的效果。山西一建集團有限公司自主研發了基于5G的塔式起重機遠程管控平臺，它通過將塔吊遠程操控、塔吊作業環境及吊鉤監控、塔吊運行狀態安全監控、安全預警報警、特種作業人員持證監管等系統融合，采用5G技術，實現了塔式起重機的遠程管控。為提高該平臺運行的安全性、穩定性、靈活性，系統間的通信均為獨立通道。該平臺的研發可以有效避免由于塔吊司機視覺盲區、設備運行數據不明確、操作失誤而造成的重大事故。塔吊司機可以上塔作業，也可以在地面作業，這在一定程度上減少了塔吊司機高空作業的危險性，且所有吊裝數據及塔吊性能參數都設置在了系統中，減少了司機違章作業的可能性，為施工現場塔式起重機的運行增添了一份安全保障，同時增加了施工現場管理的便捷性。

3 結語

針對機械設備安全技術展開的創新管理是未來我國機械行業發展的必然趨勢。因此有關單位應始終秉持盡職盡責的態度，針對起重機械設備的管理展開深入分析，保障起重機械設備專業水平符合建筑行業的發展需求。