萬安二線船閘工程群塔施工安全管理研究

胡峰 中交四航局第三工程有限公司

群塔施工中存在著一定的安全風險，為了防范群塔施工的安全風險，防止事故的發生，必須對影響其安全運行的各種因素進行分析。例如，群塔施工中存在的問題，要求各塔的頂升必須按計劃進行，在進行每一次吊裝時，都要保持與相鄰塔間的安全高差，因此，在施工現場，塔吊操作及施工人員必須時刻注意安全，以免發生安全事故。

1.工程概況

萬安二線船閘項目坐落于贛江中上游，船閘的有效尺度為180m×23m×4.5m（有效長度×有效寬度×門檻水深），本項目施工安裝有10臺塔吊，塔吊作業點分別在進水墻、上閘首、閘室、下閘首等處，塔吊基礎設置在基坑底，基坑兩側進行了懸網噴護，工程地質狀況較好。閘室段的底寬63m，下閘首段63m，上閘首段63m，均滿足塔吊作業的需求。

2.群塔施工特點與原則

2.1 群塔施工的特點

萬安二線船閘施工場地狹窄，群塔作業時相互影響，運行時容易發生碰撞，所以在塔吊高度上一定要保持不同，而且不能與鄰近的塔機發生碰撞；其次，每臺塔機的自由高度和起升后的頂升高度都不一樣，因此，在一定的限制條件下，每臺塔機都不能違規操作。為了保證工程質量、工期等，需要合理的調配各作業班組、各機組，從而保障現場施工作業協作的更加順暢，這對塔機的管理提出了更高的要求。另外，在有限的范圍內，合理安排現場塔吊和移動吊車的協同工作，從而保證其安全高效地運轉。由于群塔作業的交叉區域很大，有可能發生碰撞，因此必須進行協調管理。

2.2 群塔施工的原則

在群塔施工中，要堅持“低塔讓高塔、后塔讓先塔、動塔讓靜塔、荷重先行、客塔讓主塔、合理停用塔吊”的原則。低塔讓高塔原理是指在正常條件下，主要部位、施工繁忙的塔吊應該設置在高處，而在次要部位的塔吊要低一些，施工時，要密切注意高位塔吊的運行狀況，在確定了情況后低塔才能采取行動。后塔讓先塔的原理是指當塔吊在跨作業區的時候，后塔進入的塔吊必須避開最先進入的塔吊。動塔讓靜塔原理是指在跨作業區域進行塔吊作業時，有作業的塔吊應避讓停留在某位置的塔吊。荷重先行原則是指在跨作業區域內，當兩個塔吊同時進行時，無吊物的塔吊必須避開帶吊物的塔吊，而重量輕或所吊構件較小的塔吊，則要避開吊載較重或吊物尺寸較大的塔吊。客塔讓主塔原理是按各單位的實際工作區來劃分塔吊作業區，當塔吊進入其他工作區時，客區的塔吊要讓主區的塔吊。塔吊在運轉時，按照上述的排序原則進行。合理停用局部塔式起重機的原理是指在移動起重機與塔式起重機的交叉作業中，按施工進度的需要，適當地停止使用某些塔式起重機。

3.施工工藝流程

群塔施工的工藝流程圖如圖1所示，在施工的過程中，需要首先做好施工的準備工作，基礎設計以及基礎螺栓預埋處理，然后對塔吊進行采購和驗收，安裝塔機，完成塔機的頂升工作，讓塔機附著扶墻，最后就是對電器裝置以及控制系統部分的安裝。

圖1 群塔施工工藝流程圖

4.群塔作業危險源分析與危險源防控

4.1 危險源分析

群塔作業施工環節中的危險源與潛在的危險情況如表1所示。

表1 施工作業環節中的危險源與潛在的危險

4.2 危險源防控

對工程建設中的主要風險實行“兩個控制”：工程前期控制、施工控制。前期控制：在項目開始前，在設計項目的特殊設計中，根據項目的不同風險因素，制訂相應的防治措施。施工工藝控制：在施工期間，嚴格遵守施工規范以及特殊的施工計劃，并對其進行監督、檢查，并認真執行。強化安全交底制度。交底應在工程開始之前完成，被交底人員在施工期間，要接受項目部的管理、檢查、監督和指導，并對交底人員進行深入檢查，檢查交底后是否存在不安全的因素，及時采取有效的措施，消除隱患[1]。

5.群塔施工措施的防碰撞措施

5.1 塔吊防碰撞系統與吊鉤可視化系統的應用

為了保證群塔作業安全、有序地進行，萬安二線船閘項目部購買并安裝了ET-A001型塔機安全監測與管理系統，該系統包括塔吊防撞和吊鉤可視化的功能。塔吊安全監控管理系統能夠實時監測塔機的運行狀態、高度、速度、操作指令、風速、實時吊重、實時塔機的實時位置和輸出控制點，使司機能夠全面了解塔機的實時狀態，一旦超過了安全范圍，塔吊就會自動報警，保證操作的安全性。通過懸掛式可視化系統對塔機的吊鉤周圍進行實時的監控，有效地減少了駕駛員的盲區操作風險；同時，通過4G網絡將塔吊安全監測與管理系統的數據、錄像等信息傳送至后臺管理平臺，便于施工單位對塔吊的狀態進行實時監測。塔機安全監控管理系統結構和塔機視頻監控系統布局如圖2和圖3所示。

圖2 塔機安全監控管理系統結構圖

圖3 塔機視頻監控系統布局圖

5.2 塔吊之間防碰撞措施

5.2.1 水平塔吊之間的防碰撞措施

在施工現場，塔吊的位置設置是施工的重點，為了防止下部塔吊的起重臂末端與高塔塔體發生碰撞，在安裝方案中，要求兩個塔吊的最短間距超過2m。現場位置的確定，確保了塔吊與高塔之間不會出現吊桿和高架塔的碰撞。

5.2.2 垂直方向塔吊之間防碰撞措施

5.2.2.1 低位塔吊的起重臂與高位塔吊起重鋼絲繩之間防碰撞措施

由于施工要求，塔吊間高與低是相對的，但都有可能發生低位塔吊的起重臂與高位塔吊的起重鋼絲繩的碰撞事故。為了防止此類事故的發生，項目應對各塔機作業區域進行合理的分區，以防止塔式起重機交叉工作區的產生。同時，還應配備有合格操作證、經驗豐富的信號指揮員，以保證塔吊在塔吊轉向過程中不與塔吊的吊裝鋼絲繩發生碰撞。應配備操作熟練、責任心強的塔吊司機，在每一次作業后或非作業狀態下，將起重機的吊鉤提升到頂部，同時將起重小車行走到起重臂根部。此外，為了防止起重機起重臂與鋼絲繩的碰撞，還應在起重機起重臂末端設置燈條或警示標志。

5.2.2.2 高位塔吊的起重臂下端與低位塔吊的起重臂上端防碰撞措施

由于塔式起重機在工作平面上存在交叉，因此，在較低位置的起重機和較高的起重機存在著碰撞的風險。這樣，就必須滿足塔吊安全規范的要求：“兩個吊車的最小間距必須確保位于較高的吊車的最低部位和位于較低位置的吊車的最大部分的豎直間距不能少于2m”[2]。

5.3 履帶吊與塔吊存在交叉作業時防碰撞措施

因現場施工要求，有些塔吊作業區附近仍有履帶吊作業，當塔吊與履帶吊交叉作業時，指揮員要密切注意塔吊與塔臂、塔體之間的距離，在發出指令之前，確保周圍環境是安全的，并在必要時暫停某些吊裝作業。為了保證工作的順利進行，必須要有一個統一的指示，在履帶起重機的主臂上，要有一個警示標志，以保證安全。

6.群塔施工的其他安全保證措施

（1）在多塔作業中，各機組的指揮必須配合好，不要在大臂交叉區域內同時進行吊裝，并要合理地安排起重時間，以便每個起重機都能充分發揮其工作空間；

（2）信號指揮員要嚴格遵守“十不吊”的操作規程；

（3）必須為塔吊駕駛員和信號員配備對講機，對講機應設置統一的頻道，并且要鎖定頻率，使用者無權調整頻率，要有自己的專機，不準外借；

（4）信號工、塔吊駕駛員要保持相對穩定，沒有特別的條件，不能隨便更換；

（5）在指揮的時候，信號工要隨時觀察塔機、吊鉤和轉臂的運行情況，還要注意塔機的運行狀況；

（6）當塔吊停止時，當旋轉距離內沒有障礙時，吊鉤要上升至5m，并將小車拉至靠近塔體10m，吊桿在順風方向上停止，嚴禁在吊鉤上懸掛重物，在沒有可靠措施的情況下，不能對吊桿進行任意的約束；

（7）在有可能發生沖撞的情況下，應訂立安全協定，并制定詳細的規定。如因一方未按防撞法的規定而導致的碰撞事故，則應由對方負責，并賠償其經濟損失。如果由于雙方或多方面原因而導致的所有損失，由總承包方和雙方或多方協商，查明原因，明確責任，并根據責任的輕重給予相應的經濟補償[3]；

（8）履帶起重機在進入塔式起重機作業區域內進行交叉作業時，必須給指揮員發信號，由指揮員接到指令后，與起重機的指揮員溝通，確定安全后，再由履帶起重機通過，當履帶起重機經過時，必須按喇叭。

7.結束語

塔機作為施工過程中使用率最高的起重設備之一，具有安全風險高、風險損失大的特點，在船閘工程中創新性地采用的群塔施工，對于安全工作極具管理挑戰。本文以萬安二線船閘的施工案例，從群塔施工的布置、安全管理措施等分析了危險源因素，本項目群塔施工的條件非常復雜，其施工既受設備本身影響，又受周邊環境影響，結合施工方案和現場提出對應的預防措施，尤其是強調塔吊防碰撞系統與吊鉤可視化系統在群塔施工防碰撞中的應用，從根本上提升項目的大型設備群作業的安全管理水平，對類似群組設備交叉作業施工安全管理提供了借鑒經驗。