日本建设机械化施工新特点

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ECHANIZATION
2006年5月，笔者应邀到日本访问，走访了一些城市的建筑工地。

现将日本建设机械化施工的新特点综述如下，供同行们参考。

1　安全施工的4M 方针
近年来，日本推行了安全施工的4M 方针：Management （管理）、Man （人员）、Medium （环境）、Machine （机械）。

从4个M 方面保证安全施工。

1）管理　施工企业的管理层和现场施工指挥人员、施工安全监督人员必须按照相关的安全法律、法规、制度严格进行施工安全管理；由工程发包方（甲方）、施工企业（乙方）、施工管理和作业人员、建设机械生产厂共同商定施工安全措施，编制《建设机械安全施工手册》（方案），手册的主要内容包括：主要工种标准的施工流程（作业顺序）、作业中应注意的安全事项和必须采取的安全措施，必要时附有解说图。

该手册作为施工现场作业人员和管理人员安全施工的作业指南，方便、适用。

2）人员　根据日本《劳动安全法》，施工机械的操作人员、维修人员都必须进行资格认证，即由政府指定的培训部门（如建设业劳动灾害防止协会，简称建灾防）进行技能培训、安全教育，通过考试合格后方能取得驾驶或维修资格，否则不允许上岗。

由于建设机械的技术进步，一些取得资格认证的司机因为不掌握新技术而引发了安全事故，对此，日本厚生劳动省又实施了《再教育制度》，即对已取得驾驶资格的操作人员，每隔5年左右必须由建灾防等指定部门进行一次再教育，学习建设机械新技术、新操作方法、新的安全对策，时间为5～6小时（依机种而定）。

为防止施工机械作业时伤及周围作业人员及行人，主要采取如下措施：①加强对机械周围作业人员进行安全教育；②在作业区边界设立安全警示牌，提醒周边作业人员和行人注意；③在机械上装备预警装置（如警报笛），提醒进入危险区的周边作业人员和行人退出。

3）环境　安全环境包括作业区的自然环境和社会环境。

日本将作业区的自然环境因素定为：道路、雨、雪等。

日本的施工道路与我国的传统做法不同，我国的施工道路通常是临时道路，晴天扬尘，雨天泥泞。

从确保安全和利于减轻机械磨损、振动等运行损耗角度出发，日本的施工道路都是正式道路，有利于安全运行和施工。

另外，日本将雨、雪当作不利于安全施工的自然环境因素，相应采取安全措施，如采用防雨、雪影响施工和安全的全天候施工（详见后述）等。

社会环境指施工机械的作业时间带（时间表）、作业场地的宽、窄等。

在日本，制定的作业时间带以
日本建设机械化施工新特点
章崇任
（广西壮族自治区政协，广西　南宁　530021）
介绍日本实施4M 安全施工、全天候施工、绿色施工、住宅产业化等方面的建设机械化施工新进展，
阐述日本广泛使用内爬式塔式起重机的原因及其特点，对借鉴日本机械化施工经验提出建议。

机械化施工；绿色施工；全天候施工；日本
［摘　要］［关键词］［中图分类号］TU741.1 ［文献标识码］C ［文章编号］1001-1366(2006)10-0042-04
New specialty of mechanization construction in Japan
ZHANG C hong -ren
不扰民和利于工人休息为原则，通常在早上八时前、中午、晚上十时后不作业。

另外，在施工场地狭窄的地区，选用紧凑型机型作业并采取相应的防碰撞（防碰撞相邻机械、建筑物、人员）措施。

4）机械　为确保安全施工，施工机械要具有良好的安全性、耐久性和可靠性。

另外，日本的建设机械生产厂还协助用户做好如下确保安全施工的工作：①在用户购机后，按用户的要求，生产厂根据机械的用途，预测机械的使用寿命，提出在安全施工前提下延长使用寿命的措施。

②根据搭载（装备）在机械上的作业参数（负荷、发动机运转数）记录器显示的数据，协助用户定期检查，防止机械带病作业和超载作业。

对于装备有GPS的机械，则进行远程监控。

笔者所看到的日本施工工地，由于执行4M 方针，工地安全标识（如悬挂安全第一宣传牌、安全警示牌等）醒目，作业机械清洁，施工秩序井然，工人穿戴正规（一进入工地就穿戴标准的工作服、安全帽），材料堆放整齐，工地呈现文明、安全施工的良好氛围。

因建设机械造成的安全事故逐年下降，在建设业安全事故中的比例，已由前几年的20%下降到14%。

2　全天候施工
传统的施工作业是在露天进行，工人劳动条件差，工期和施工质量受恶劣天气影响。

为了改善作业条件和保障工期、施工质量不受恶劣天气的影响，从上世纪90年代起，日本逐步推进了全天候施工工法。

其主要工法有二类。

①固定式全天候大棚施工法。

此法是在一座固定式全天候大棚下进行施工，大棚是可拆装的钢结构大棚，由钢柱、钢梁、钢屋架和运输吊车（轨道式）等组成。

施工前组装好，竣工后拆出。

笔者在京都和神户市，看到了使用此工法建造神殿。

②全天候全自动化的楼房建设系统，简称A B C S （Automated Building Construction System），系日本大林组株式会社开发，该工法先在地面组装施工平台（由框架、顶升装置、起重机等组成）然后开始作业，用焊接机器人和起重机完成钢结构楼房梁、柱、楼板、侧板等建筑结构件安装。

完成一层楼安装后，靠爬升（顶升）装置将施工平台顶升一层，完成一个循环……如此类推建造到设计标高（顶层），施工平台框架留作新建楼房顶层，施工平台的其他设备（如起重机、顶升机、焊接机器人等）拆除运至地面。

该工法在地面的装备有运料卡车、物料提升机、中央自动化控制室等。

除钢结构、钢筋砼结构的高层建筑采用全天候施工工法外，日本还将全天候工法应用于高层构筑物（烟囱、高架桥桥墩等）施工。

日本フヅタ株式会社开发的FCF工法（Fast Failsafe Climbing Form）是一种用于高层构筑物施工的全天候工法。

F CF工法的主要装置有：全天候自动开闭施工大棚、自动顶升千斤顶、作业平台、大模板。

由微机控制的液压千斤顶（自动顶升千斤顶）与作业平台连为一体，作业平台随千斤顶一起升降。

全天候施工大棚架设在作业平台顶部，大棚顶部装有环形吊车、砼浇灌分配器。

在地面的装置有施工升降机、砼泵车、运输车辆、中央控制室等。

与传统的烟囱滑模施工相比，FCF工法有如下优点：①滑模施工为露天作业，劳动条件差，恶劣天气会影响烟囱砼浇灌的质量。

FCF工法在施工大棚保护下全天候作业，劳动条件好，不影响工期和砼质量。

②由于烟囱从基础到顶部是变径的，所以采用滑模施工时，作业平台不能一次施工到顶，当施工到一定高度，作业平台内径要适应烟囱筒身外径、内径变小的需要，进行一次改装（改小平台内、外径），这增加了施工的难度和复杂性，延长了工期。

另外，施工到烟囱顶部后，要在高空拆除作业平台，这是一项危险性极大的作业。

而FCF工法的作业平台可以一次施工到顶、自动变径，完工后降到地面拆卸，安全、方便。

另外，日本清水建设株式会社还开发了全天候地面砼施工工法，该法用自行移动式全天候施工大棚遮护大坝、道路、机场等地面砼工程施工，大棚为钢结构，4个支腿下安装电动行走轮胎，大棚可按施工需要直行和转弯（最大转向角90°），大棚内装备有除水、阻水装置、砼敷均装置、砼振捣装置、残留水吸收装置等砼施工机具。

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3　广泛采用内爬塔机
在日本东京、大阪、神户等城市的高层和超高层建筑施工中，广泛使用内爬式塔机施工，形成高层和超高层建筑施工的一个鲜明的特色。

日本城市建筑密度大，台风、地震多，与附着式塔机相比，内爬塔机主要有三个优点。

①有效施工能力大。

内爬塔机安装在建筑物内（电梯井），施工面为整圆，有效作业能力为80%以上。

附着式塔机施工面为半圆，有效施工能力小于40%。

②成本低。

内爬塔机的塔身长度在60m 以下，无需像附着式塔机那样随建筑物升高而增加标准节，所以购置成本低。

③安全性好。

内爬塔机的起重臂的作业半径在建筑物边界内，不跨越相邻建筑物和街道、输电线路，不存在与邻近物碰撞、吊物下落砸伤行人等安全隐患。

另外，由于安装在建筑物内部，抗台风、抗地震能力强。

日本使用的内爬塔机，与国内使用的内爬塔机相比，有如下特点：①型号多。

日本的内爬塔机，型号较多，能够满足用户的不同需求。

如除有传统的内爬塔机外，还有以建筑物钢立柱为塔身的钢柱塔身塔机（日本大成建设株式会社制造）。

钢柱既是建筑物支柱，又兼作塔机塔身，开辟了塔机开发的新思路。

日本的内爬塔机多为起伏式，为适应吊装构件大型化的需求，内爬塔机正向大型化（900tm 级）和超大型化（1500tm 级以上）的方向发展。

②性能先进。

日本的内爬塔机，性能先进，便于使用。

以石川岛运搬机械株式会社生产的JCC-1500H 型内爬塔机为例，该机为1500tm 级，最大起重高度300m 。

提升、起伏、回转等作业动作和故障诊断均采用数字式控制。

安全装置（航空警示灯、超载防止、防过卷……等）齐备。

作业参数（负荷量、起重高度、作业半径、风速……等）、故障诊断参数、作业面实况等，均采用液晶显示，操作方便，一目了然。

为了提高工效，适应吊装作业的不同需求，该机的提升速度分快提（160～50m/min ，1～12t ），慢提（64～20m/min ，9～35t ）。

轻负荷时的提升速度比重负荷时的提升速度可快3.2倍。

另外，采用电动式变速，快捷、平滑。

4　绿色施工
日本是实施循环经济的发达国家，施工企业相应实施“高效、低耗、环保”的绿色施工。

日本的施工工地有如下特点。

1）节地型临时工程。

传统施工的施工用临时工程往往要占用大量土地，破坏了环境。

日本施工企业施行节地型临时工程，如在市区用盾构法修筑地铁时，要求采用节地型设计减少临时工程和辅助工程占地。

其主要方法是紧凑布置施工设备用房，设置占地少的立体式设备和材料仓库。

通常可减少占地面积1/2～1/3。

另外，由于日本已实现各种结构件供应商品化，所以施工现场不需设置砼搅拌站、钢筋加工厂、木材加工厂，从而大大减少了临时工程用地。

2）使用环保型建设机械。

日本对环保型建设机械有认证制度，如低噪音型建设机械，低振动型建设机械。

对建设机械的发动机，有废气排放的限制标准。

对发动机的油耗有节油标准。

推广使用可降解液压油。

在日本一些建设公司的屋顶，还立有“已通过ISO14000”的标语牌。

在东京的一个拆除建筑物工地，除使用低噪音、低振动、低排放的液压挖掘机（配冲击破碎器）拆除外，还有带喷水器的液压挖掘机喷水配合，所以拆除现场，很少灰尘。

日本经济产业省（部）在2003年5月颁布了《环境立国宣言》，提出企业要大力采用环保技术。

日本中小型企业金融公库、国民生活金融公库还为使用环保型建设机械的中、小型施工企业提供购机的低息贷款。

3）推广不产生废物的施工工法。

日本早已建成完整的高速公路网，所以新建的高速公路不多，公路工程主要是翻修和维护已有的沥青砼高速公路。

传统的翻修和维修方法是刨除旧路面重新浇筑沥青砼，产生了废弃物，浪费资源和污染了环境。

日本是采用热再生或冷再生法就地再生利用铣刨的旧沥青路面材料。

由于是采用先进的再生机组（具有铣刨、拌和、摊铺、压实等综合成套功能），使沥青路面的旧料可100%得到再生利用，无废料、无污染、工序简单、一条龙作业、工效高。

另外，在城市地下管道的铺设、更换、修复
工程，日本还广泛采用不产生或少产生废弃物（泥土等）的非开挖法。

即利用非开挖机械，在不开挖地表或地层结构破坏很小的情况下探测、检查、铺设、更换和修复各种地下公共设施管线（如导向钻进法、定向钻进法、微型隧道挺进法、冲击矛法、夯管法……等），与传统的开挖法相比，不产生或少产生废弃物，环境污染小，资源消耗低，不影响城市交通，施工进度快，综合效益好。

4）重视建设副产物的再生利用：笔者在《建设副产物再生机械及其发展建议》[1]一文中介绍过日本对建设副产物的再生利用及建设副产物再生利用机械的开发情况，此次访日，亲自看见其对建设副产物的再生利用的实况，很受启发：①员工有很强的环保意识，在日本的施工工地，大宗的建设副产物已就地再生使用或运至再生利用工厂加工，就连小块的废弃物（碎木片、剩余金属件、塑胶件等）也被员工收拾捆礼，整整齐齐地堆放在工地一角，再利用或运走；②列为协会工作范围，为了保障建设副产物得到再生利用，日本政府从上世纪70年代就开始立法，如《建设副产物再生法》、《再生骨料和再生砼使用规范》等，确定了建设垃圾的三条指导方针：尽可能不从施工现场产生或排出建筑垃圾，建筑垃圾要尽可能重新利用，对于难重新利用的建筑垃圾要作无害化处理。

为了协助政府和企业执行上述方针，日本建筑协会等学术和社会团体，也将其列为工作范围，如日本建筑协会中就设置了“建设废弃物再利用委员会”，围绕建设副产物的再利用开展讲座、学术交流等活动。

5　住宅产业化
1968年，日本政府通商产业省提出“住宅产业化”这一指导方针，即用工业化方式生产（建造）住宅，以工厂化方式生产各种住宅的构件、配件（成品或半成品），运到现场进行机械化装配，提高工效、提高质量、缩短工期、降低成本、降低环境负荷。

实践表明，住宅产业化使住宅施工由粗放型向集约型转化，由劳动密集型向技术密集型方式转化，是住宅施工的技术进步。

在日本，木结构住宅占有较大的比重，如
2003年日本开工的住宅项目116万套，其中木结构住宅达53万套，占住宅开工总数的45%。

日本住宅（房地产）业认为木结构有如下好处：①木材是可再生的资源，若将森林资源加以科学的管理，坚持生长量大于采伐量的宏观调控，则森林资源就可持续利用；②木材加工比钢铁、水泥生产污染少，资源利用率高；③木结构建筑易于工业化生产，建筑、拆除工期短、省工、省料、污染少；④木结构住宅设计灵活，环保性好，建造成本低，亲和性好（适合人居住）。

笔者在日本北海道扎幌市看到木结构住宅产业化施工工地，使用轮胎式起重机或高空作业车、叉车等进行标准结构件的安装，工地清洁、清静。

中、小型木结构住宅，采用工业化方式建造，工期仅为12周，大型住宅工期仅为16周左右。

6　小　结
我国的社会、经济制度，生产力发展水平，劳动力和资源状况等国情与日本不同，近年来日本机械化施工所实施的政策和所采用的新技术，我们不能生搬硬套。

但他山之石，可以攻玉，其绿色施工、安全施工等先进的理念和先进的施工技术可供我们进行施工技术创新时借鉴。

我国是一个森林资源匮乏的国家，木结构建筑尚受到一定的限制，但随着森林育成技术和木结构住宅建造技术的进步，木结构住宅环保性、可再生性、速成性、经济性等优点日益突出。

目前，国内已建成1000多栋试验性的木结构住宅，并将成为我国住宅形式多样化的一个部分。

对此，建议有条件的施工企业也可以为木结构住宅的产业化施工作一些技术储备，为将来参与国内外木结构住宅产业化市场竞争作必要的准备。

［参考文献］
［1］章崇任．建设副产物再生机械及其发展建议［J］．建筑机械化，2003，（8）：5～7．
（编辑　吴学松）
［收稿日期］２００６－０８－２５
［作者简介］章崇任（１９４２－），男，回族，广西鹿寨县人，高级工程师，自治区政协副主席，南宁市桃源路３
号．
建筑机械化　2006(10)45。