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[摘要]分析塔式起重机在非常规作业环境下使用过程中存在的安全隐患，并提出对应的安全防范措施，以防止发生安全事故。
[关键词]塔式起重机 非常规作业环境 安全使用 预防措施
塔式起重机（以下简称“塔机”）作为垂直运输工具，伴随着国家城镇化建设进程的不断推进，在建筑施工中的作用日趋重要，成为降低建筑施工劳动强度、提高劳动生产力的最重要手段。然而，受到施工现场作业环境的限制，或因施工现场总体平面布置的要求，经常会出现塔机作业过程中，起重臂回转范围内有架空输电线或起重臂尾部会碰撞到周围的建筑物等情形。给塔机的安全使用带来重大的安全隐患，稍有疏忽就可能发生触电、坠落或碰撞等安全事故，甚至是机毁人亡的重大事故。在上述非常规作业环境下，如何确保塔机的正常运行，预防安全事故的发生，保障人民群众的生命和财产安全，是我们面临的重大挑战。
一、塔机起重臂回转范围内有架空输电线的安全问题
对于该问题，塔式起重机的相关规范均有明确的要求，例如：《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）第10.4条规定：“在有架空输电线的场合，塔机的任何部位与输电线之间的安全距离，应符合表1的规定，如因条件限制不能保证表1中的安全距离，应与有关部门协商，并采取安全防护措施后方可架设。”在实际的工程施工中，由于作业环境的限制或施工现场总体平面布置的要求，经常会存在塔机的运动部件与输电线的安全距离无法满足表1要求的情形。塔机在使用过程中极易发生起升钢丝绳、吊钩或吊钩上吊运的钢筋、钢管等物料碰到架空线或在电磁场的作用下被架空输电线吸引，从而引起输电线断路或施工人员触电等事故，造成人员伤亡，破坏生产、生活正常供电等无可挽回的损失。特别在遇到施工现场临时停电、塔机线路跳闸、大（台）风等意想不到的因素，塔机起重臂在惯性作用下自由旋转，则碰触架空输电线的可能性更大，必须采取切实可行的防护措施，以保证安全生产和塔机的安全运行，确保正常供电和施工人员的人身安全，防止发生意外事故。
架空输电线在施工现场材料堆场旁，或贯穿施工现场，塔机与架空输电线的安全距离无法满足上表1的要求，必须在架空输电线靠近塔机一侧（或两侧）搭设隔离防护的脚手架，对其进行全面的安全防护，以消除安全隐患。具体措施如下：首先，应在架空输电线距塔机一侧（或两侧）准备搭设防护架处进行基础平整夯实，最好应进行砼硬化，以保证架体的稳定性。其次，按经审批的专项方案要求搭设隔离防护架，在防护架靠近架空输电线一侧还应安装防护竹榀做为垂直安全屏蔽防护（搭设两侧防护架时，在架体顶部也应安装防护竹榀）。最后，还应在防护架顶部挂设警示牌，在防护架底部按规定距离配备灭火器。
在实际施工过程中，经常还会碰到以下情况：架空输电线在短时间内肯定会拆除或移走，且架空输电线与塔机起重臂的交叉范围较小：架空输电线在施工现场之外，但施工材料必须从架空输电线上方通过，而施工单位无法对其进行采取相应的安全防护的。对于这两种情况，为了保证塔式起重机起重臂的覆盖面，可以采取在塔机起重臂上安装机械止动装置，同时将塔机的变幅外限位调整至机械止动装置之内，暂时缩短塔机起重臂的工作幅度。使用该方法在保证安全可靠的前提下可最大限度地减少额外费用。
例如，某司承建的某科技园2#实验大楼，建筑物高50m，总建筑面积15000m2，在该楼南向安装一台QTZ80A塔式起重机作为垂直运输的主要机具，安装臂长55m。由于施工总体布置的要求及地下结构的限制，塔机只能安装在下图1所示的位置，距离塔机西侧约50m处有一条高度约10m、电压为10kV的架空线。因该架空线在工地围墙边，且距道路太近，无法搭设隔离防护设施。经施工单位与电力部门协商，将在3个月之内，对该架空线进行埋入地下处理。然而，为保证工程施工进度，该塔机必须马上投入使用。考虑到施工现场的实际情况及施工进度迫切要求，决定暂时采取缩小塔吊作业范围的措施，确保塔机与架空线的安全距离满足相关规范要求，以保证安全施工。待架空线拆除后，再将塔机起重臂的覆盖面恢复原状。具体如下：
首先，在塔机起重臂45m处加装外挡板，若塔机因特殊原因发生外限位失灵或失效时，将塔机的变幅小车限制在45m范围之内，确保塔机与架空线至少有5m的安全距离。其次，调整塔机的外限位开关，使塔机变幅小车向外变幅至幅度为43.7m处时，可自动切断向外变幅的电源，此时塔机的变幅小车不能再向外行走。在塔机正常使用过程中，确保塔机与架空线的安全距离的满足表1要求的原则下还有3m的缓冲余地。最后，设置安全警示标志。在塔机起重臂的45m处，朝司机室一侧悬挂一面小旗帜，用以提醒塔机司机注意安全。同时，在使用过程中，各级管理人员和塔机操作人员应定期检查外限位挡板的整体稳定性，发现问题及时整改，并采取补强措施，确保外限位挡板安全、可靠。
二、塔机起重臂回转范围内有建筑物的安全问题
塔机起重臂回转范围内有建筑物，这种情况在大部分旧城改造工程项目中尤为突出。塔机回转制动绝大部分采用继电器开关控制，为常开式，在非作业时或断电状态下起重臂可在空中360°自由旋转。由于其臂幅长、重量大，回转时会产生较大的扭力和惯性力，若塔机在作业过程中遇到突然跳闸断电或电源线路故障时，回转制动失效，极可能发生起重臂碰撞现有建筑物，从而引发起重臂弯曲变形、吊物坠落；甚至机毁人亡的重大安全事故。为确保塔机的正常运行及施工安全进行，可采取以下安全防护措施：
1.应根据塔机与现有建筑物的相对位置，划定塔机的工作区域和禁行区域，并在区域分界线上设置明显的警示标志。若有夜间施工，由于光线不足还需加装红色警示灯，以提醒作业人员注意避让。
2.调整塔机回转限位开关，限定塔机起重臂的旋转角度，将塔机起重臂限定在正常作业范围之内。
3.对塔机的回转系统进行改造，给回转制线圈并联增设一组备用电源，保证回转系统不间断供电，防止塔机在作业过程中，由于线路跳闸或施工现场停电而引起起重臂在惯性作用碰撞现有建筑物的安全事故。改造后回转制动的电路原理如下图2所示，由于增设的辅助触头KM处于常开状态，回转制动线圈的两套供电装置具有互斥功能，在塔机正常使用过程中，即使塔机操作司机误闭合备用电源的控制开关（图2所示SA’），辅助电路也无法给回转制动线圈供电。只有当塔机不能正常供电，主接触器无法吸合的紧急情况下，该套辅助电路才能起作用。在进行应急制动时，操作人员必须采取点刹制动，以避免引起塔身剧烈晃动，且严禁长时间使用以免损坏电瓶。塔机操作人员每天班前应检查备用电源的供电是否正常，并按规定要求定期对备用电源进行充电。
此外，若塔机安装地点风力较大，还应在地面设置固定地锚，防止塔机在非工作状态下，遇到大风，造成起重臂失控而碰撞建筑物。当塔机停机时应将起重臂通过吊钩与地锚牢固连接，防止起重臂随风自由转动。且随着该建筑物升高，塔机固定地锚应及时改移至建筑物顶层的粱或柱上。遇到台风季节，应增加地锚的数量，必要时应将起重臂与平衡臂同时固定。
某司承建的某工程4#楼的一台QTZ80塔机就存在上述隐患，该塔机起重臂长55m，独立高度40m，最终安装高度为110m。在该塔机西侧有一幢已建成的建筑——东方名城53#楼，楼高18层，总高度55m，其外墙边距离塔机回转中心约40m，正好在塔机起重臂的覆盖范围之内且高于塔机的独立高度，工程项目施工初期塔机起重臂随时可能碰撞到它，存在重大安全隐患。采用上述安全防护措施后，成功避免3次碰撞事故，保证塔机和已有建筑物的安全，取得不错的使用效果。该措施经过科学论证和实践运用后，结合一些特殊情况的调整和修改，形成一整套完整的防碰撞措施及预案，已在多个工程项目中加以推广运用。
三、结束语
塔机在非常规作业环境下的安全作业，除了做好安全防护外，还存在很多不确定因素，尤其是人的安全行为。所以，不管是在搭设安全防护措施时，还是塔机日常作业过程中，均应遵循“安全第一、预防为主，综合治理”的方针，切实做到安全生产。对于塔机的相关作业人员和配合人必须进行针对性的安全技术交底，督促相关人员切实执行安全防护措施，增强安全意识。此外，还应定期检查安全防护措施的情况，并做好相应记录，一旦发现存在安全隐患必须立即停机，采取加固补强或调整等措施，确保塔机的安全防护措施有效、可靠，真正实现人、机和环境的和谐统一。
（编辑/黄征）
[关键词]塔式起重机 非常规作业环境 安全使用 预防措施
塔式起重机（以下简称“塔机”）作为垂直运输工具，伴随着国家城镇化建设进程的不断推进，在建筑施工中的作用日趋重要，成为降低建筑施工劳动强度、提高劳动生产力的最重要手段。然而，受到施工现场作业环境的限制，或因施工现场总体平面布置的要求，经常会出现塔机作业过程中，起重臂回转范围内有架空输电线或起重臂尾部会碰撞到周围的建筑物等情形。给塔机的安全使用带来重大的安全隐患，稍有疏忽就可能发生触电、坠落或碰撞等安全事故，甚至是机毁人亡的重大事故。在上述非常规作业环境下，如何确保塔机的正常运行，预防安全事故的发生，保障人民群众的生命和财产安全，是我们面临的重大挑战。
一、塔机起重臂回转范围内有架空输电线的安全问题
对于该问题，塔式起重机的相关规范均有明确的要求，例如：《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）第10.4条规定：“在有架空输电线的场合，塔机的任何部位与输电线之间的安全距离，应符合表1的规定，如因条件限制不能保证表1中的安全距离，应与有关部门协商，并采取安全防护措施后方可架设。”在实际的工程施工中，由于作业环境的限制或施工现场总体平面布置的要求，经常会存在塔机的运动部件与输电线的安全距离无法满足表1要求的情形。塔机在使用过程中极易发生起升钢丝绳、吊钩或吊钩上吊运的钢筋、钢管等物料碰到架空线或在电磁场的作用下被架空输电线吸引，从而引起输电线断路或施工人员触电等事故，造成人员伤亡，破坏生产、生活正常供电等无可挽回的损失。特别在遇到施工现场临时停电、塔机线路跳闸、大（台）风等意想不到的因素，塔机起重臂在惯性作用下自由旋转，则碰触架空输电线的可能性更大，必须采取切实可行的防护措施，以保证安全生产和塔机的安全运行，确保正常供电和施工人员的人身安全，防止发生意外事故。
架空输电线在施工现场材料堆场旁，或贯穿施工现场，塔机与架空输电线的安全距离无法满足上表1的要求，必须在架空输电线靠近塔机一侧（或两侧）搭设隔离防护的脚手架，对其进行全面的安全防护，以消除安全隐患。具体措施如下：首先，应在架空输电线距塔机一侧（或两侧）准备搭设防护架处进行基础平整夯实，最好应进行砼硬化，以保证架体的稳定性。其次，按经审批的专项方案要求搭设隔离防护架，在防护架靠近架空输电线一侧还应安装防护竹榀做为垂直安全屏蔽防护（搭设两侧防护架时，在架体顶部也应安装防护竹榀）。最后，还应在防护架顶部挂设警示牌，在防护架底部按规定距离配备灭火器。
在实际施工过程中，经常还会碰到以下情况：架空输电线在短时间内肯定会拆除或移走，且架空输电线与塔机起重臂的交叉范围较小：架空输电线在施工现场之外，但施工材料必须从架空输电线上方通过，而施工单位无法对其进行采取相应的安全防护的。对于这两种情况，为了保证塔式起重机起重臂的覆盖面，可以采取在塔机起重臂上安装机械止动装置，同时将塔机的变幅外限位调整至机械止动装置之内，暂时缩短塔机起重臂的工作幅度。使用该方法在保证安全可靠的前提下可最大限度地减少额外费用。
例如，某司承建的某科技园2#实验大楼，建筑物高50m，总建筑面积15000m2，在该楼南向安装一台QTZ80A塔式起重机作为垂直运输的主要机具，安装臂长55m。由于施工总体布置的要求及地下结构的限制，塔机只能安装在下图1所示的位置，距离塔机西侧约50m处有一条高度约10m、电压为10kV的架空线。因该架空线在工地围墙边，且距道路太近，无法搭设隔离防护设施。经施工单位与电力部门协商，将在3个月之内，对该架空线进行埋入地下处理。然而，为保证工程施工进度，该塔机必须马上投入使用。考虑到施工现场的实际情况及施工进度迫切要求，决定暂时采取缩小塔吊作业范围的措施，确保塔机与架空线的安全距离满足相关规范要求，以保证安全施工。待架空线拆除后，再将塔机起重臂的覆盖面恢复原状。具体如下：
首先，在塔机起重臂45m处加装外挡板，若塔机因特殊原因发生外限位失灵或失效时，将塔机的变幅小车限制在45m范围之内，确保塔机与架空线至少有5m的安全距离。其次，调整塔机的外限位开关，使塔机变幅小车向外变幅至幅度为43.7m处时，可自动切断向外变幅的电源，此时塔机的变幅小车不能再向外行走。在塔机正常使用过程中，确保塔机与架空线的安全距离的满足表1要求的原则下还有3m的缓冲余地。最后，设置安全警示标志。在塔机起重臂的45m处，朝司机室一侧悬挂一面小旗帜，用以提醒塔机司机注意安全。同时，在使用过程中，各级管理人员和塔机操作人员应定期检查外限位挡板的整体稳定性，发现问题及时整改，并采取补强措施，确保外限位挡板安全、可靠。
二、塔机起重臂回转范围内有建筑物的安全问题
塔机起重臂回转范围内有建筑物，这种情况在大部分旧城改造工程项目中尤为突出。塔机回转制动绝大部分采用继电器开关控制，为常开式，在非作业时或断电状态下起重臂可在空中360°自由旋转。由于其臂幅长、重量大，回转时会产生较大的扭力和惯性力，若塔机在作业过程中遇到突然跳闸断电或电源线路故障时，回转制动失效，极可能发生起重臂碰撞现有建筑物，从而引发起重臂弯曲变形、吊物坠落；甚至机毁人亡的重大安全事故。为确保塔机的正常运行及施工安全进行，可采取以下安全防护措施：
1.应根据塔机与现有建筑物的相对位置，划定塔机的工作区域和禁行区域，并在区域分界线上设置明显的警示标志。若有夜间施工，由于光线不足还需加装红色警示灯，以提醒作业人员注意避让。
2.调整塔机回转限位开关，限定塔机起重臂的旋转角度，将塔机起重臂限定在正常作业范围之内。
3.对塔机的回转系统进行改造，给回转制线圈并联增设一组备用电源，保证回转系统不间断供电，防止塔机在作业过程中，由于线路跳闸或施工现场停电而引起起重臂在惯性作用碰撞现有建筑物的安全事故。改造后回转制动的电路原理如下图2所示，由于增设的辅助触头KM处于常开状态，回转制动线圈的两套供电装置具有互斥功能，在塔机正常使用过程中，即使塔机操作司机误闭合备用电源的控制开关（图2所示SA’），辅助电路也无法给回转制动线圈供电。只有当塔机不能正常供电，主接触器无法吸合的紧急情况下，该套辅助电路才能起作用。在进行应急制动时，操作人员必须采取点刹制动，以避免引起塔身剧烈晃动，且严禁长时间使用以免损坏电瓶。塔机操作人员每天班前应检查备用电源的供电是否正常，并按规定要求定期对备用电源进行充电。
此外，若塔机安装地点风力较大，还应在地面设置固定地锚，防止塔机在非工作状态下，遇到大风，造成起重臂失控而碰撞建筑物。当塔机停机时应将起重臂通过吊钩与地锚牢固连接，防止起重臂随风自由转动。且随着该建筑物升高，塔机固定地锚应及时改移至建筑物顶层的粱或柱上。遇到台风季节，应增加地锚的数量，必要时应将起重臂与平衡臂同时固定。
某司承建的某工程4#楼的一台QTZ80塔机就存在上述隐患，该塔机起重臂长55m，独立高度40m，最终安装高度为110m。在该塔机西侧有一幢已建成的建筑——东方名城53#楼，楼高18层，总高度55m，其外墙边距离塔机回转中心约40m，正好在塔机起重臂的覆盖范围之内且高于塔机的独立高度，工程项目施工初期塔机起重臂随时可能碰撞到它，存在重大安全隐患。采用上述安全防护措施后，成功避免3次碰撞事故，保证塔机和已有建筑物的安全，取得不错的使用效果。该措施经过科学论证和实践运用后，结合一些特殊情况的调整和修改，形成一整套完整的防碰撞措施及预案，已在多个工程项目中加以推广运用。
三、结束语
塔机在非常规作业环境下的安全作业，除了做好安全防护外，还存在很多不确定因素，尤其是人的安全行为。所以，不管是在搭设安全防护措施时，还是塔机日常作业过程中，均应遵循“安全第一、预防为主，综合治理”的方针，切实做到安全生产。对于塔机的相关作业人员和配合人必须进行针对性的安全技术交底，督促相关人员切实执行安全防护措施，增强安全意识。此外，还应定期检查安全防护措施的情况，并做好相应记录，一旦发现存在安全隐患必须立即停机，采取加固补强或调整等措施，确保塔机的安全防护措施有效、可靠，真正实现人、机和环境的和谐统一。
（编辑/黄征）