塔机安全操作作规程
一、塔机重大安全事故及其剖析
在各行各业发生的重大事故中,建筑业起重吊装伤亡事故所占比重较大,而在建筑伤亡事故中,又以塔机重大事故为最多。据资料,在国外塔机广泛用于建筑施工的初期, 塔机安全事故是随着起重机数量猛增而频繁发生。早在20世纪50年代中期,法国和前西德曾多次发生重大安全事故。进入50年代末期，重大事故继续剧增，在前苏联及前西德几乎每6台塔机就有一台发生重大安全事故。至60年代,塔机构造设计及安全保护装置虽相继得到完善,但是在大量生产和应用塔机的前西德和法国仍然不断发生一些重大安全事故。对此,国外有关专业书刊曾屡有报道,并纷纷专著论述分析其发生原因,探讨其预防对策。表4-4-19是国外1200例塔机安全事故性质分类表。表4-4-20是对国外1200例塔机安全事故产生原因的分析。
据资料,1976-1984期间,国内共发生重大安全事故311起,其中建筑起重机伤亡事故55起，占总数的l7.5%。同期,上海地区累计发生l99起伤亡事故,其中因塔机安全事故造成的伤亡事件共18起,占上述总数的9.04%。另据资料,在1965—1996期间,北京地区共发生45起塔机重大安全事故，其中仅1988年1月至同年6月期间相继发生了5起机毁人亡的整机倾翻事故。又据统计在2001年1月—2002年7月期间,北京地区共发生倒塔事故11起，毁塔事故4起,共造成死亡10人,重伤12人。
表4-4-20塔机安全事故分析表
据统计,自1998年以来,在塔机安全事故中一次死亡3人以上的重大恶性事故达25起之多,累计死亡76人,重伤18人。据建设部统计资料,2000年1—9月全国建筑施工领域共发生20起重大安全事故,其中塔机事故共4起,占上述总数20%。造成塔机重大安全事故频生的原因甚是复杂,必须对此等重大事故进行详尽的剖析研究,始可求得切实有效的防治对策。
表4-4-21列出京、杭两地58起塔机重大事故性质分类表。表4-4-22列出京杭两地58起塔机重大事故原因分析表。表4-4-23列出京、杭两地58起塔式起重机重大事故中各种机型所占份额表。
表4—4—21 58起塔机重大事故性质分类表
通过以上剖析,我们可以作出如下总结:
(1)58起塔机重大事故共涉及14种机型,其中11种型号几乎覆盖了国产所有批量比较大的塔机,其中发案频率最高者为TQ60/80,其次为TQ2-6。
TQ60/80及TQ2-6之所以超载倾翻事故最多,其主要原因是:构造设计存在一些薄弱环节,潜力储备较少,禁受不住逾限超载;在塔顶集电环的心轴和塔帽下部腹杆结构尤欠合理，容易引发应力集中破坏事故；滚轮回转支承结构单薄，平衡重用量裕度不多，加剧了整机侵翻的危险性。
表4-4-22 58起塔机重大事故原因分析表
表4-4-23 58起塔机重大事故各种机型所占百分比数
TQ2-6是20世纪60年代产品, TQ60/80则是70年代初期开始批量生产的,80年代中期停止生产，使用年龄超过规定,北京地区在2000年己公布属于淘汰机型,禁止继续使用。
(2)所有塔机侵翻事故均与违章作业有关。例如,切断安全装置电源；使力矩限制器和起重量限制器失效，强行严重超载；超负荷运转；不按规定对超载限位等安全装置进行及时调整,为超载提供条件:不按操作规程办事,违反作业程序,疏于检查保养,带病运行等等。可见,必须重视塔机驾驶员的素质,加强培训和安全教育,严格贯彻持证上岗制度，禁止无合格证者上岗操作，才能从源头上防止安全事故的产生。
(3)拆、立塔、顶升接高及装拆附着装置过程等都是容易引发事故的重要环节,必须严密注意。每次拆、立塔、顶升接高和装拆附着杆件之前，一定要进行详细技术交底,反复说明按使用说明书规定程序执行的利害关系，同时还要加强督促检查,防止粗心大意,马虎行事。
对于从事塔机拆装业务的安装队组必须进行资质审查，无拆装许可证者,一概不准承揽拆装业务。
(4)出轨事故在塔机倾翻事故中所占比重甚大。为此,一定要严把轨道基础铺设质量关,地基要坚实,轨道纵横向坡度不得超过千分之一，排水设施要畅通,轨道两端缓冲止挡装置必须及时安装牢固。工作班结束之后,应把夹轨器夹紧。
(5)搭机发生事故或出现故障时,作为驾驶员必须及时上报,消求上级派专人前来协助采取有效的解救措施。1983年,北京某公司一台QTZ200型塔机转台上部有一根主弦杆焊缝开裂,驾驶员闻得有异响,经检查补焊后,裂纹仍继续发展。由于驾驶员最后能及时向上级如实反映情况,经仔细检查并进行及时拆卸检修,才得以避免一场大祸。
与此相反,1986年,北京某公司的一台TQ60/80型塔机发生出轨事故后,塔机值班驾驶员不仅隐瞒实情不报,还企图通过起吊9t重物的方法,使己出轨的主、从动走行台车跷起与地面脱离接触,然后借助外力使塔机台车重新回落到轨道上。结果不仅没能摆脱困境,反而使塔顶结构及芯轴损坏,集电环系统变形,整个塔机瘫痪。
(6)必须加强塔机安全技术检查工作,根据统计分析,至少21%—31%的安全事故萌芽是可以通过详尽、周密、认真负贵的安全技术检查加以排除的。安全技术检查应由有经验的工程技术专家带领进行。塔机每年以及每次转场安装完毕投产以前都应进行一次安全技术检查。每4年进行一次安全技术大检查。在安全技术大检查中,要对塔机的轨道基础、塔机金属结构的各个部件、塔机的各工作机构以及电气系统与液压系统各个
重要组成部件,共约30大项(合计约90余子项关键要点)进行检查并作出记录,记录副本抄送给建筑工地领导层和塔机所属单位的主管部门。安全技术检查要有塔机机组人员参加,使塔机司机接受教育,切实履行整改措施,消灭隐患,认真贯彻执行操作规程,防止安全事故的发生。
二、高层建筑采用塔机施工的经验
(一)概述
采用塔机进行高层和超高层建筑施工可加快施工进度并取得良好效益乃众所共识，但要使其切实如愿实现,则需妥善地解决好一些相关问题:选择好合适塔机并合理安排施工乃是其中的关键。
影响塔机选择的因素是:建筑物的体型和平面设计；建筑层数、层高和建筑总高度；建筑工程实物量；建筑构件、制品、材料和设备搬运量；建筑工期、施工节奏、施工流水段的划分以及施工进度的安排；建筑基地及周围施工环境条件（如近旁有无已建成或正在施工的高层建筑、是否面临繁华街道，场内交通条件，有无妨碍塔机安装的障碍物等）；本单位资源条件（有无财力购进大型设备、有无熟悉管理和使用大型设备的人员）；当时塔机供应条件以及对经济效益指标的要求等。因此作出最佳抉择需深入论证。
（二）塔机的选型原则
1、主参数适合需要
塔机的选用首要原则是主参数必须适合需要，主参数如前所述包括幅度、起升高度（吊钩高度）、起重量和起重力矩。幅度参数又分为：最大幅度、最大起重量时的幅度和这两种不同型式塔机的有效使用寿命均按9年计算，假定每年都转移一次施工现场。
由表4—4—26的对比可见，选用底架固定式塔机在基础购筑费用上的节约效果是极其明显的，因而选择也是明智的。
表4—4—26 两种不同型式塔机基础费用的对比
塔机型式一经选定之后，待解决的问题是以较低代价取得主参数符合需要的塔机。
取得主参数合适的塔机的途径有：（1）由本单位机械设备库存提供；（2）向塔机拥有单位或向经营塔机租赁业务的单位租用；（3）从二手货市场觅购；（4）购置一台崭新塔机。（1）（2）实质相同，建筑施工承包单位都要付出数额大致相等的租金。目前我国建筑机械二手货市场尚处在萌芽阶段。二手塔机是可遇而不可求。因此租赁或购置便成为待选择的途径。
塔机的租金由机器折旧费、司机人员工资、维修管理、油料费和安装运输等项开支组成。过去,塔机的租金按台班计算,塔机的使用寿命按15年甚至按20年计算。现今塔机的租赁费用则按月计算,每日工作按3个台班计,无论天气变化如何影响施工,也无论施工现场发生何种停工事故,租用塔机的单位必须遂月缴纳为数相当90个台班费的月租金。由于这种租金按塔机使用寿命期为9年进行折旧提成,并且收取较高的维修管理费,因此月租金相当昂贵。目前一台幅度60m、总高100m 的水平吊臂自升底架固定式塔机的造价约110—120万元,月租金约4.5—5.5万元。因此,若为某结构工期不太长的高层建筑工程项目动用大笔资金购进一台长吊臂崭新塔机，并在工程竣工之后,将塔机送入仓库封存较长时间,显然是不经济的。与此相反,若在该工程项目竣工后不久,塔机即可转场到另一高层建筑工地施工,则筹措巨资购进一台新搭机仍是合算的。
(三)塔机的安设位置
在编制施工组织设计和绘制施工总平面图时,应慎重选定合适的塔机安设位置,并满足下列诸项要求:①塔机幅度与起重量均能满足±0以下及地上部分施工需要并留有一定的裕量;②施工现场要留有环行交通道路,便于满足运输塔机部件的载重汽车和平板拖车进出现场,并有利于配置安装用的液压伸缩臂汽车式起重机;③塔机安设位置应靠近工地电源变压站;④工程竣工后(或结构部分完工),仍有充足空间,便于拆卸并将部件运出施工现场;⑤在一个栋号工程同时装设两台或数台塔机的情况下,应注意塔机工作面的划分和相互间的配合,并要采取相应措施防止相互干扰。
在选择高层建筑用的自升塔机和在工地上安置塔机时,还应妥善处理好下列一些问题:①考虑塔机安设位置时，应注意塔身锚固点（塔身锚固环固定点）与建筑物附墙箍的装设位置，平衡臂在回转过程中有无建筑物突出部分发生矛盾的可能;
②在多台塔机同在一个小区作业条件下,应处理相邻两塔机的塔身高度差，以防止
两塔机彼此相互干扰；③周密考虑并处理好塔机在顶升、接高、锚固以及竣工后落塔、拆卸附着装置以及解体转场过程中每一环节的具体矛盾；④在安装自升式塔机时，应保证塔身节引进平台或引进轨道与起重臂保持同向；⑤注意建筑物悬挑部分以及外脚手架的支搭方式，以免与塔机突出部分发生矛盾。
(四)塔机基础做法
据上所述，高层和超高层建筑以采用无底架塔身固定式自升式塔机或底架固定式自升式塔机进行施工，经济效益较好。
底架固定式自升塔机可采用分块式钢筋混凝土基础。在地耐力较高的地基上，这种混凝土基础板块的尺寸取为200 cm×20O cm×50 cm,板块的顶部和底部均应双向配筋。如塔机必须安装在深基坑近旁,则应采用钻孔灌注桩承台基础,以保证基础的坚固和稳定。
塔身固定式自升塔机的基础必须满足两项要求：一是将塔机上部荷载均匀地传给地基主并不得超过地耐力;二是保证塔机在各种不利工况下均能保持整机稳定而不致倾翻。因此,这种基础体积相当庞大,基础重量相当于塔机压重的重量。这种固定式塔机基础重量与塔机自由高度密切相关,自由高度越高，则基础重量越大。据法国POTAIN资料,FO/23B塔身固定式自升塔机的自由高度为59.8m时，其混凝土基础重量应达到
172t。
用于高层建筑施工的塔身固定式自升塔机的基础可有三种不同安排:
(l)根据施工组织需要,塔机必须紧密靠近在施工程时,塔机基础可直接构筑在深基坑内的混凝土垫层上。
(2)若塔机必须安设在基坑近旁时,可利用深基坑的支护桩(护坡桩)构筑钻孔灌注桩承台基础。
(3)如塔机安设位置距深基坑较远时，可视土质情况分别采用整体块式基础或钻孔灌注桩承台基础。}:
采用内爬式塔机时，塔机基础可直接构筑在深基坑混凝土底板上。
浇筑灌注桩承台基础时，应特别注意以下几点:采用可调支架以保证四个预埋铁脚位置准确和埋深一致；采用固定框架确保预埋铁脚方位准确，垂直度和标高一致；灌注桩方位应同塔身主弦杆方位吻合。即4个灌注桩的中心线应同塔身主弦杆型心线相吻合。灌注桩施工时,先钻位于同一对角线上的两个桩孔、灌注混凝土时也分先后分两期进行。