建筑起重機械中塔吊的安全使用及管理措施研討

趙洪

0 引言

現階段，塔式起重機的發(fā)展日趨成熟，呈現出精細化、多功能、高效率、組合化、智能化、綠色化等特點，我國的塔機行業(yè)取得了矚目的成就，但與世界發(fā)達國家相比仍然存在不小的差距，尤其是在研發(fā)、設計、制造、使用等方面存在許多問題，容易引發(fā)安全事故。關于塔吊安全使用和管理的問題研究已經初見成效，但安全管理體系仍不健全，需要從全過程、全方位的角度出發(fā)，結合現代信息技術的應用，切實有效地降低塔吊事故發(fā)生率。

1 建筑起重機械中塔吊的特點及事故類型分析

1.1 塔吊特點

塔吊在現代建筑工程施工中扮演著關鍵的角色，對于保證施工質量、降低勞動強度、加快工程進度具有重要意義。作為建筑起重機械中的一種，塔吊具有提升高度大、運行范圍廣、作業(yè)效率高、可靠性強等突出優(yōu)點，能夠很好地滿足高層建筑施工需求，實現三維空間作業(yè)。塔吊司機擁有開闊的視野，同時，在現場指揮和智能系統(tǒng)的輔助下，能夠安全可靠地完成物料運輸調度工作。隨著工程技術的不斷成熟，塔吊的種類越來越多，有移動式、固定式、上部旋轉、下部旋轉、小車變幅式、動臂變幅式等，需要根據施工要求和現場條件合理選用。

1.2 事故類型及原因

據相關信息統(tǒng)計，2020 年我國共發(fā)生塔吊事故67 起，造成了不同程度的人員傷亡和財產損失，事故類型主要包括傾翻、折臂、高空墜落、脫鉤、斷繩、觸電等，其中，機體傾覆、機體折斷及高處墜落三種類型的塔吊安全事故占事故總起數的91%，這三種類型的事故容易引起嚴重的后果，并且會導致二次傷害，從事故發(fā)生時間來看，6～8 月份是事故多發(fā)期，主要由于外部作業(yè)環(huán)境變差導致失誤增加，從事故發(fā)生階段來看，作業(yè)階段能夠達到60%左右，這與施工過程復雜、時間長的特點比較吻合，但對安裝和拆卸階段也不容忽視。導致塔吊事故發(fā)生的原因是多種多樣的，從人、機、環(huán)境、管理等角度出發(fā)，安全管理缺失是事故高發(fā)的主要原因，其次是操作因素，這兩者是安全事故預防的重點。塔吊本身自重較大、作業(yè)周期長，而且除了需要承擔工作荷載外，還需要承擔額外的荷載作用，比如沖擊、慣性等，同時受外界環(huán)境影響較大，地基基礎的可靠性是支撐塔吊安全穩(wěn)定工作的必要條件，如果基礎不平或軟弱，很容易發(fā)生傾斜、傾倒問題，在不同地質條件和氣候環(huán)境中，塔吊的關鍵部位會受到不同程度的侵蝕，如果在安裝過程中固定不牢，很容易出現松動、撕裂等現象，從而形成安全隱患。

2 工程建設全過程塔吊的安全使用要點

2.1 安裝階段

在塔吊安裝階段，必須做好安全維護工作。首先，要做好塔吊基礎施工，根據相關規(guī)范要求，保證基礎的承載力、平整度以及周邊自然條件能夠滿足塔吊運行需求，不能出現積水問題。保證混凝土施工質量在達到設計要求后才能進行塔吊的安裝工作。其次，全面檢查塔吊構配件及相關系統(tǒng)，包括吊具、吊輪、鋼絲繩、螺栓、液壓爬升系統(tǒng)等主要構件質量，并對電路系統(tǒng)及各種電氣設備進行檢驗，保證電路通暢、設備運行良好，在某些類型塔吊中，電磁離合器是重要的提升減速設備，需要重點關注電磁離合器和電刷之間的接觸情況以及欠電流繼電器的工作狀態(tài)，防止出現重物突然掉落事故。在塔吊運行過程中，起重量和起重力矩是重要的參數，不能隨便更改，起重量限制器和起重力矩限制器是重要的安全保護裝置，需要確保二者能夠有效發(fā)揮作用。最后，加強安裝現場組織管理，需要保持安裝現場秩序，設置警戒線，嚴禁無關人員進入現場，正常情況下，塔吊安裝不能在夜晚進行，如果遇到惡劣的天氣，比如暴雪、大風等，需要及時停止安裝作業(yè)，為了保證安裝質量和效率，必須組織一支強有力的安裝隊伍，能夠擁有相關資質，安裝人員需要做好防護工作，包括安全帽、安全繩、安全帶、防滑鞋等，做好組織協調工作，保證所有安裝人員的行動能夠步調一致，嚴格控制塔吊安裝距離，避免發(fā)生碰撞事故，不但需要前期做好設計，而且需要現場安裝人員嚴格按照規(guī)范執(zhí)行。

2.2 施工階段

在正式起吊工作前，需要全面掌握運輸路線、周邊環(huán)境、建筑分布等情況，工作場地要足夠大，保證塔吊作業(yè)時起落和回轉半徑沒有障礙物。在運行過程中需要注意，及時疏散相關區(qū)域人員，重物下不得存在人員逗留和其他作業(yè)，不得出現塔吊運輸人員的情況，配備專業(yè)的指揮人員輔助塔吊工作，如果一個指揮人員不能滿足作業(yè)需求，應該配備兩名或多名指揮人員進行現場指揮，但是要指揮有序、指令有效，塔吊司機必須集中注意力，服從指揮人員的正確信號，如果指揮不當或指揮混亂，可能會引發(fā)安全事故，塔吊司機可以不執(zhí)行指令，隨著智慧工地的不斷發(fā)展，吊鉤可視化監(jiān)控系統(tǒng)得以有效運用，能夠有效輔助塔吊司機進行精確操控，讓塔吊運行更加安全可靠，嚴格遵循十不吊原則，如果出現特殊情況，需要經相關人員驗算審核后才能起吊。起吊過程中，應該保證均勻平穩(wěn)升降，不能出現速度不均或緊急制動的情況，盡量控制吊臂擺動幅度，在回轉時，倘若重物沒有停穩(wěn)，嚴禁反向操作吊臂，這樣可能會產生較大幅度的晃動，不能使用限位裝置代替操作系統(tǒng)，物料提升過程中，應該一次提升到位，不能在空中懸掛時間太長，嚴禁來回搖晃，這些都會影響吊繩的耐久性，在起吊現澆混凝土模板時，必須在全部構件松動的情況下才能進行提升，不能猛力拉拽、斜吊固定或埋設的重物，避免出現塔吊傾覆事故，在提升重物過程中，必須保證綁扎牢固，不能在提升物品上再懸掛其他零星物品，如果需要吊裝零星物品，應該包裝好后固定在吊籠內才能提升。嚴格遵守試吊規(guī)定，當起吊物品重量超過塔吊額定荷載90%時，應該進行試吊，首先將物品提升5cm左右，檢查物品的平穩(wěn)性、塔機的穩(wěn)定性、綁扎的牢固性等方面，在保證制動器可靠靈敏后繼續(xù)提升。在使用階段，應該設置塔吊專用電氣開關箱，不能與其他用電設備混用，保證供電的穩(wěn)定性，如果司機在操作過程中有要事需要離開，需要暫時關掉電源，鎖緊夾軌器，如果出現緊急斷電的情況，應該馬上將控制器開關調到0 位，并關閉總開關，讓物品能夠以安全穩(wěn)定的姿態(tài)緩慢降落。當完成全部操作后，應該將吊鉤提升到距離吊臂頂部2～3cm 的地方，將吊繩移動到吊臂中間處，同時將吊臂旋轉到順風向，打開回轉制動器，使小車處于平衡狀態(tài)。

2.3 拆卸階段

選擇專業(yè)能力強、技術水平高、經驗豐富的拆卸隊伍，滿足相關資質要求，與塔吊安裝過程一樣，所有工作人員必須做好安全防護措施，并保持配合緊密。正式開始拆除工作前，全面檢查頂升設備的運行狀態(tài)，然后進行塔機標準節(jié)的拆除工作，在支座和塔身沒有使用高強螺栓連接的情況下，提升系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、回轉系統(tǒng)都應該禁止使用，拆卸作業(yè)過程中，工作人員需要認真觀察部件位置，比如塔身與爬升架之間、主旋桿與液輪之間的相對位置，如果爬爪不能自行恢復到水平位置，應該停止拆除。嚴格遵循拆卸順序，主要工作流程包括標準節(jié)拆除、附墻桿件拆除、起重臂拆除、平衡臂拆除、司機室拆除、塔帽拆除、回轉總成拆除、爬升架和塔身加強節(jié)拆除等，在拆除塔身時，應該先將吊車臂轉到標準節(jié)的牽引方向，保持回轉制動器處于制動狀態(tài)，然后將最上層標準節(jié)連接螺栓拆除掉，同時在其下方安裝引進滾輪，最后將頂升設備伸長，頂起上部標準節(jié)，在上下標準節(jié)脫離5cm 左右時，可以停止頂升，開始拆卸。嚴格控制塔吊拆卸施工條件，不能在惡劣天氣進行，也不能在夜晚進行，如果出現不合適的外界條件要及時停止。

3 工程建設過程中塔吊的安全管理措施

3.1 操作人員的安全管理

人是影響施工安全的最不確定性因素，所以，必須從人員管理的角度出發(fā)，采取行之有效的應對措施，降低人為因素產生的負面影響。在塔吊安裝、拆卸過程中，需要組建一支可靠的團隊，具備較強的專業(yè)素質、技術能力以及豐富的施工經驗，現場操作隊伍也應該足夠專業(yè)，配備具有工程師及以上職稱的負責人，能夠具備專業(yè)的管理能力和足夠的安全意識，在面對各種突發(fā)情況時，能夠通過強有力的現場指揮及時解決問題，組建有機械工程師、電氣工程師等相關專業(yè)技術人員的管理團隊，塔吊司機、電工、修理工、輔助工等人員也要持證上崗，所有人員必須遵循安全操作規(guī)范，認真執(zhí)行專項施工方案，做好技術交底工作，按要求辦理相關報批手續(xù)。塔吊司機是塔吊使用過程中的直接操控人員，嚴格約束個人行為，在駕駛室內不得從事與起重作業(yè)無關的活動，比如聽音樂、聊天、吸煙等，如果遇到信號不明或明顯錯誤的情況，不能盲目作業(yè)，在得到確認或糾正后才能繼續(xù)起吊，指揮人員的作用也十分關鍵，必須保證他們的專業(yè)能力和個人素質能夠滿足要求。配備專職安全管理員，做好實時監(jiān)督檢查事宜，完善塔吊的保養(yǎng)維修記錄，能夠明確塔吊的運行狀態(tài)，重點關注安全保護裝置的情況，如果發(fā)現安全隱患要及時排除。現場人員需要將物品在提升前捆綁牢固，然后才能給塔吊司機發(fā)出信號，提升量和提升速度不能超過臨界值，如果出現突發(fā)狀況或者安全報警，可以適當降低提升速度，如有必要可以降落到地面，排查事故原因后繼續(xù)起吊。積極改善施工人員的生活品質，除了必備的勞動保護、健康飲食、住宿環(huán)境，還可以適度提供娛樂活動和休息空間，讓他們保持良好的身心健康狀態(tài)，避免在施工過程中因內部不和、配合不暢導致不確定性因素的產生。

3.2 施工環(huán)境的安全管理

由于塔吊工作的范圍比較廣，因此，必須加強對周邊施工環(huán)境的安全管理，在施工現場設置安全警示牌，用護欄圍護基坑周邊，塔機吊臂等關鍵位置應設置警示燈。除了水平覆蓋范圍廣，垂直高度也比較大，容易受風力影響，因此需要加強塔吊的抗風防風能力，首先需要將吊鉤提升到最高位置，并固定牢靠，防止因晃動產生問題，其次把小車開到指定位置，防止受風力影響產生移動，最后鎖緊夾軌器，有效抵抗風力作用，除了上述操作，還需要將吊臂放置在最大幅度處。塔吊應該盡可能離高壓線遠一些，如果沒有處于安全范圍內，需要采取有效的防護手段，可以安放高壓靜電釋放裝置，并按規(guī)定設置接地。

3.3 作業(yè)制度的安全管理

3.3.1 安全生產責任制

安全生產責任制是約束思想和行為的重要手段，必須明確塔吊安全管理組織架構，理清相關人員的責任和義務，針對違規(guī)操作、刻意隱瞞等不良行為要及時懲處，以儆效尤。遵守大型機械持證上崗制度，嚴格執(zhí)行定機、定人、定崗原則，定期開展安全教育培訓工作，針對具體情況做好安全交底，根據具體的管理要求進行考核，并將考核結果作為部門和個人評價的重要指標。

3.3.2 強制報廢制度

強制報廢是塔吊安全管理中必須遵循的制度，由于常年處于室外環(huán)境，需要面對各種不良條件的侵蝕，老化速度會比其他機械快，需要密切關注結構構件、機電裝置、安全設備的使用狀態(tài)，很容易出現結構構件疲勞變形、機電裝置發(fā)生故障、安全設備失去響應的問題，可能會達到難以維修的程度，所以，必須嚴格遵守強制報廢制度，在達到一定條件后禁止使用、強制退出，同時，不得使用相關部門明令禁止的塔吊，如果發(fā)現也必須執(zhí)行強制報廢制度。

3.3.3 安全檢查制度

建立健全塔吊安全檢查制度，有利于及時發(fā)現設備可能存在的安全隱患，通常包括每班檢查、不定期檢查、定期檢查。在每天開工前，專職負責人都要檢查塔吊關鍵部位以及安全報警裝置，及時發(fā)現問題、解決問題，同時，塔吊班組也要對關鍵部位、結構構件、電氣設備、安全警報進行每日檢查，及時向相關負責人匯報情況。除了每班檢查外，還需要進行不定期檢查，尤其是面對惡劣氣候條件時，需要全面評估可能造成的傷害，對各項性能進行全方位檢測，確保安全后才能繼續(xù)使用，對于日常檢查可能存在的管理漏洞，相關負責人也可以通過不定期檢查的方式進行監(jiān)督，嚴厲打擊隱瞞不報、違規(guī)作業(yè)的問題。專職安全員需要對塔吊進行每周一次的定期檢查，質量管理部門也需要定期對塔吊的運行狀態(tài)進行打分，形成全方位的監(jiān)督檢查體系。

3.4 信息技術的安全管理

在互聯網、人工智能、5G 時代，高科技可以為塔吊的安全使用保駕護航：基于物聯網的大數據分析平臺，可以實現塔機生產信息、運行數據、維保信息等在線數據的采集，之后，利用數據分析與數據挖掘等技術手段，通過對塔吊的各項數據，尤其是運行數據進行深入分析與挖掘，完成對塔吊的安全監(jiān)控和追溯。

搭建智慧工地平臺，可以讓工地施工更加安全。通過人臉識別技術控制塔機操作人員必須持證上崗，通過在塔吊部署監(jiān)測傳感器，實時監(jiān)測塔吊運行狀態(tài)信息，包括幅度、高度、轉角、風速、風向等，實時回傳塔群作業(yè)運行防碰撞報警等信息，并實現塔吊運行狀態(tài)的可視化展示，所有塔機操作記錄同步上傳至監(jiān)管平臺，形成運行檔案記錄，為管理部門制定有效管理預防措施、抑制安全事故發(fā)生、減少安全隱患提供參考依據，進一步促進塔機安全規(guī)范使用。

另外，從降低高空風險角度，尤其是塔吊工作人員的風險來看，5G“無人塔吊”的作用非常明顯：一人在地面操作操控臺即可，無需高空作業(yè)。利用移動互聯網技術和塔機信息化平臺，通過無線射頻電波傳送數據，實現地面遠程遙控駕駛。這樣可以降低高空作業(yè)風險，減少塔機作業(yè)人員數量，提升設備管理和施工現場安全管理水平。

4 結語

綜上所述，本文首先闡述了塔吊特點和事故類型及原因，然后分析了塔吊的安全使用要點，最后從操作人員管理、施工環(huán)境管理、作業(yè)制度管理、信息技術管理等方面出發(fā)，研究了塔吊的安全使用管理措施，在現有研究成果的基礎上，實現了融合性的發(fā)展，但也存在諸多不確定性，智能化安全監(jiān)控技術的應用仍然面臨一定的困難和挑戰(zhàn)，隨著理論研究的不斷深入以及實踐效果的良性反饋，塔吊的安全使用和組織管理水平將越來越高。