塔式起重机事故频发判析与对策
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塔式起重机事故频发判析与对策建筑安全事故频发,事故伤亡率一直都远远高于其他行业的平均水平,这已引起政府部门、社会各界人士和人民群众的普遍关注,安全问题已经被提升到一个新的高度。
“以人为本,珍爱生命”的社会理念正融入到建筑安全管理中,体现了社会对人的生命的尊重,是社会进步的一个重要表现0目前,我国基础设施建设规模日益扩大,建筑业从业人员也越来越多,而我国建筑安全管理水平却一直处于较低层次,这就使得建筑业安全管理形势越发严峻国家。
在建筑安全事故中,塔式起重机事故频发是一个老生常谈的问题,一方面因为它是关系到社会稳定和工作人员的生命及国家财产的大事;另一方面是因为对于发生的重大事故,住建部、国家安监总局每年都有通报和相应的安全检查,但还是年年层出不穷。
解决塔式起重机事故频发的问题,仅靠国家有关部门及企业在不同的层面制定相应的规章制度,并提升塔式起重机的质量是远远不够的,还需要更深层次思考解决办法。
塔式起重机常见事故及分类
塔式起重机主要由钢结构组成,一个中型塔式起重机全高时自重高达上百吨,在工作中出现自身裂损事故的力度会相当大;此外它的高度高、工作覆盖面广,发生事故时,也会影响或伤害到许多方面的人和物。
整体倾覆
塔式起重机的事故及其原因主要包括以下几种:对于固定式塔式起重机而言,倾覆事故一般是指塔式起重机的臂架结构和塔身或者大部分塔身整体倒塌的事故;而对于行走式塔式起重机而言,一般是指塔式起重机行走支撑结构或者下回转塔式起重机回转结构以上部分整体倒塌的事故。
此类事故大致可分为以下几种情况:一是塔式起重机基础工程不符合安全性要求引起的事故。
对于承台式基础工程或者轨道行走式塔式起重机地基而言,经常发生没有按要求进行地基处理,地基耐力或者土壤密实度不达标,地基边坡未加固,地基无排水措施,不明地基地下构筑物的情况,或将塔式起重机基础置于地下暗洞或者各类管沟之上。
这样的基础工程常常会发生地基突然下陷或者边坡垮塌情况,导致塔式起重机倾覆。
梁柱结构塔式起重机常用于高层建筑,由于塔式起重机基础离建筑物距离有要求,一般为3.5〜4Qm左右,而高层建筑一般都有地下工程,因此都存在深基坑开挖的施工过程,如果因开挖不当或者塔式起重机基础桩埋深不够,就会使桩基移位或倾斜,造
成塔式起重机倾覆。
有的施工企业为了节约成本,会利用2根边坡支护桩作为塔式起重机基础桩,其配筋和混凝土强度均达不到塔式起重机基础工程要求。
有的施工企业为了赶工期,在混凝土强度未达到设计值的90%时,就已强行安装塔式起重机,或者塔式起重机基础桩出现断桩等情况,这样的塔式起重机基础工程随着塔式起重机顶升和作业的影响,一旦基础过载,就会发生塔式起重机倾覆事故。
二是预埋支腿或者螺栓不符合安全性要求引起的塔式起重机事故。
固定式塔式起重机大部分是通过预埋支腿或者螺栓将塔式起重机基础节或者基座固定,这2种预埋件只能一次性使用,有的安装企业不到塔式起重机厂家购买预埋支腿或螺栓,而是自己加工,或者将上次使用的预埋支腿外露部分割断,再焊接接长,重复使用,一旦预埋支腿或螺栓强度不够而断裂,就会造成塔式起重机倾覆。
也有一些固定式塔式起重机使用可移动压重块来安装,压重块通过特殊构造和拉力元件结合成整体,压在塔式起重机基座上,这种可重复利用的移动式塔式起重机基础,施工专业性强,对地基耐力要求高,地基必须有排水措施,必须由专业施工企业完成,如果施工不当或地基排水不良,造成压重块整体性差、基座锈蚀及地基下陷同样会造成塔式起重机倾覆事故。
三是塔式起重机使用状况不符合安全性要求。
塔身由于未经保养,锈蚀严重,或者因长时间使用焊缝开裂、材质疲劳老化等造成塔身强度降低,当不能承受一定的过载载荷时,就会断裂而造成塔式起重机倾覆。
四是塔身螺栓不符合安全性要求。
塔身螺栓是塔式起重机最重要的紧固件,常使用高强度螺栓,强度等级在8.8级以上。
从塔式起重机使用的高强度螺栓特性上讲,应该只能一次性使用,有的标准规定最多可以重夏使用一次。
实际上塔式起重机的高强度螺栓由于使用量大,造价高,塔式起重机使用企业都是多次重复使用,如果再加上对螺栓保养不当,螺栓锈蚀严重,就会降低螺栓的强度。
当其安全余量完全消失时,即使塔式起重机不超载使用,也会造成塔式起重机倾覆。
五是塔式起重机的附着不符合安全性的要求,自升式塔式起重机必须经过多次附着才能达到所设计的最大高度。
不同型号的塔式起重机其附着间距、悬高、塔身中心与附着点的距离、附着杆的角度和结构是不同的,如果不按要求施工,会使塔身或附着结构受力超载而导致附着失
效或塔身屈曲变形,失去整体稳定性,从而造成塔式起重机倾覆。
还有一种情况比较多见,就是施工企业为了赶工期,在附着点混凝土强度还未达标时就附着,结果造成附着点混凝土结构破坏使附着失效。
或者塔式起重机安装企业对非标准附着情况的附着杆件未经计算,按标准情况对待,使附着杆件过载使用,同样会造成附着的失效。
还有一种情况比较特殊,就是在附着的过程中没有控制住塔式起重机的垂直度,造成塔式起重机整体倾斜,这种情况在拆除塔式起重机时非常危险,必须采取措施,否则会在拆除最后一道附着时造成塔式起重机倾覆。
塔式起重机整体倾覆事故后果严重,危害巨大,性质恶劣,社会反响强烈,此类事故其结果是机毁人亡,其造成的危害往往不止于施工现场,常涉及到施工现场周边的人员和设施,因此作为塔式起重机安全管理人员,必须对以上事故成因认真研究,高度重视,彻底杜绝。
顶升事故
塔式起重机顶升事故,泛指自升式塔式起重机在爬升或者下降作业当中发生的事故。
近年来,塔式起重机顶升事故占整个塔式起重机事故的比例在逐年增加,这一方面是由于自升式塔式起重机在塔式起重机中所占的比重增高,另一方面也说明了塔式起重机顶升作业危险性大,稍有不慎,就会发生事故,严重的顶升事故会导致塔式起重机顶升套架和回转下支撑以上部分整体脱落。
此类事故大致有以下几种情况:一是违章作业,塔式起重机顶升作业就是利用1~2个液压缸的活塞杆伸缩,使塔式起重机下回转支撑以上部分整体升起或下降的过程。
自升式塔式起重机整个臂架长可达80m,其重量可达30多t,要使如此庞大且沉重的结构平稳升降,其危险性可想而知。
因此不同型号的塔式起重机对其顶升作业都有详细的作业规程,而其中最为关键的是在顶升作业中如何保持起重臂和平衡臂的平衡以及调整顶升套架滚轮和塔身之间的间隙,其次是顶升作业必须按步骤进行,凡是由于违章作业造成的塔式起重机顶升事故,均是由于以上两点没有做到位。
二是塔式起重机部件老化,失去应有的强度。
塔式起重机顶升作业中最为关键的受力部件包括爬爪、踏步、顶升油缸横梁、塔身和套架主弦杆,一旦以上部件强度不够,就会发生塔式起重机顶升事故。
塔
式起重机顶升事故往往伤亡巨大,损失惨重,其造成的后果和危害仅次于整体倾覆事故。
脱臂或折臂事故
这种事故常包括以下情形:一是塔式起重机安装时,臂架或斜拉杆销轴未锁固或锁固不可靠,起重机在使用过程中,销轴脱出,使起重机臂架脱落或折断;二是塔式起重机超载使用或斜拉,使起重机臂架断裂或屈曲变形;三是动臂变幅塔式起重机的变幅钢丝绳因磨损或者其他原因断裂,导致整个臂架跌落;四是动臂变幅塔式起重机在起臂变幅时,由于操作不当,且变幅限位和防臂架倾翻装置失效,导致整个臂架向后翻落;五是臂架主弦杆焊缝开裂或者断裂导致整个臂架断裂;六是回转限位失效,导致臂架与周围障碍物或其他塔式起重机碰撞,造成塔式起重机折臂;七是停机时臂架位置不当,突遭强风袭击,臂架折断。
塔式起重机脱臂或折臂事故在塔式起重机事故中的占比也比较高,其危害也很大,常伴随着人员的伤亡。
吊钩或重物脱落事故
此类事故常见于以下情形:一是起升钢丝绳由于磨损断裂引起吊钩和重物脱落;二是吊钩防脱装置失效,再加上斜拉斜吊,导致吊索从吊钩滑出,造成重物脱落;三是高度限位失效,塔式起重机司机操作不慎,吊钩冲顶,起升钢丝绳被拉断,吊钩和重物一起跌落;四是散件绑扎不牢,重物洒落。
塔式起重机吊钩或重物脱落事故在塔式起重机事故中的占比很高,而且非常危险,常会造成人员伤亡和设施的损坏。
制度未落实是根本
从塔式起重机事故发生的直接原因分析,可以归结为以下4类:一是塔式起重机本身的制造质量引起的事故。
这类事故所占的比重并不大,大多是发生于一些小型生产企业生产的小型塔式起重机。
二是塔式起重机结构件失效引起的事故。
这类事故有一定的比重,也因与第一类事故起因难
于区分有关,主要还是由于塔式起重机使用没有准确的记录,使得塔式起重机到底是因超期服役发生事故还是在设计寿命内因质量缺陷发生事故,难以理清。
三是由于塔式起重机安装、拆卸、施工不当发生事故,这类事故占的比重相对较高。
四是使用者违章作业造成的塔式起重机事故,这类事故所占的比重也相对较高。
但是不管哪一类事故,我们究其根源,无不是管理问题。
塔式起重机是特种设备,在生产过程中,除了经过专门的型式试验机构的型式试验和国家有关部门的生产许可外,还要经过厂内质检部门的层层检验,且在制造过程中还要经国家核准的检验检测机构的制造监检。
其生产人员中电工、焊工、质检、安检等人员还必须经过国家有关部门组织的培训考核,才能上岗执业。
从制造企业的准入、制造过程的监督以及作业人员的执业资格等方面都有一系列的制度保障,而且现在大部分企业都实施国际通用的IS09000质量管理体系。
塔式起重机的安装企业同样也要经过国家有关部门的资质许可,塔式起重机拆装人员和操作、指挥人员同样要经过国家有关部门的培训考核。
才能上岗作业。
塔式起重机使用过程中还要经国家核准的检验检测机构进行验收检验(现在为施工监检)和一年一度的定期检验。
这样的制度设计己经将组织和个体的能力,即企业的资质和人员的资质全面考虑进去了,但是塔式起重机事故为什么还是频发?其原因只能归咎于制度未落到实处。
譬如制造企业和安装企业的资质许可,把关不严是塔式起重机事故的源头问题。
进一步说企业的资质许可条件有没有随着社会的发展而相应的提高,如果没有相应的提高,准入资质过低,就会造成企业之间的恶性竞争,其结果是企业想方设法甚至违法降低成本,从而逃避各种制度监管,也增加各级监管人员监督难度,使制度成了增加企业负担和事故后问责相关人员的工具。
同样各种作业人员的作业资质把关不严,也是塔式起重机事故的源头问题,作业人员经培训和考核后上岗,只能说明他具备了最基本执业条件。
但是良好的执业素养不是一蹴而就,要有一定的社会环境,需要长期的培养和积累,除了个人的努力、制度的约束之外,还需要适应的社会环境,需要企业管理层真正建立以人为本,诚信关心劳动者健康与安全的生产管理制度,而不是建立以不发生事故为基础的安全生产管理制度。
如果没有这样一个社
会环境,一个很注重安全生产的劳动者不一定受到企业的欢迎和尊重,那么注重安全生产的劳动者也会变成一般的劳动者,如“中国式过马路”就是一个很好的例子。
当然把事故的根源归于管理,是指广义的管理,包括了国家各级机构和企业的管理活动。
设计理论与实际脱节
固有思维导致设计和实际应用存在明显脱节。
以塔式起重机整体倾翻事故为例,其原因是塔桅前面的起重臂部分所形成的力矩与后面的由平衡重块所形成的力矩严重不对等所造成。
以现在广泛使用的80t∙m塔式起重机为例,在空载时,一般后面形成的力矩比前面的力矩大约20t∙m,满载时则前面形成大于后面约60t∙m的力矩,这种交变的不平衡力矩则由塔桅框格的刚度来长期所承受并作到平衡。
若负载过大时所造成的力矩过大,并在一旦超过塔桅的刚度所能承受时,则会使塔桅框格屈服而出现倾翻的恶性事故。
对塔桅刚度能承受负荷的倍率,笔者作过测算,国产塔式起重机约为1.3倍,国外塔式起重机约为1.7倍。
在现实中人们认为塔式起重机能起吊2倍重物的思想是完全错误的,故一般的力矩限制器要求按1.08倍率的限载调整值。
在实际工作中,引起超极限力矩的原因有:人为拆去力矩限制器,超吊重物;斜拉斜吊;特别的大风;及安装拆除时因工步不当所形成的前(或后)面的超极限力矩等。
而塔式起重机其他部件的裂损多是因为机件疲劳、锈蚀或磨损所至。
预防和规避之策
引起塔式起重机事故的原因包括使用、管理和监管等多方面,采取有针对性的措施,对减少塔式起重机事故频发应是有效措施。
管理人员各负其责
前面已经谈到了事故起因,要避免塔式起重机的事故,必须加强管理。
如果从使用、管理的角度来看,企业是安全生产的责任主体,作为塔式起重机使用和管理企业,必须做好以下几方面的工作:塔式起重机的使用企业要树立以人为本的思想,把关心劳动者的健康和注重劳动者的生产安
全作为最重要的事情,一定要根据法律、法规的相关要求建立健全塔式起重机管理的各项制度。
塔式起重机的使用企业一定要任用好各级管理人员,拆装作业班长、维修作业班长、机长是塔式起重机使用企业生产一线的重要作业岗位,也是管理岗位。
作业人员在日常工作中是否按照操作规程作业与他们的组织协调能力直接相关。
施工员、安全员是塔式起重机使用企业生产一线的重要管理岗位,塔式起重机的拆装施工是否按照拆装方案进行,塔式起重机的作业是否按照塔式起重机操作安全规程进行,都依靠他们的组织协调和监督检查。
因此这两级人员,必须由懂技术,有经验,责任心强的人员担当,而且要深入到生产一线,具体解决拆装施工和塔式起重机作业中遇到的问题,切忌听汇报、发指令式的管理。
塔式起重机的使用企业主要负责人一定要带头遵守安全生产管理的各项制度,一定要处理好施工安全和施工生产的关系,要保证必须的安全生产投入,国家在这方面有规定、必须保证专项安全资金的有效使用。
要严格执行作业人员上岗前培训制度,新上岗人员不能单独作业。
从塔式起重机使用企业的监管角度出发,安全生产监督管理部门和行业主管部门要各司其职,各负其责,依法依规进行安全生产的监督管理。
尤其是建设行业主管部门一定要把好企业的资格准入关,要随着社会发展适时提高企业安全生产的准入门槛,严格执行《安全生产许可证条例》规定。
加大专业技能培训力度
对于塔式起重机的使用、管理和监管3个方面均属于人控。
因此最根本的是急需提高此专业的科普教育问题。
这三方面存在管用多张皮的现象。
监管是代表政府的安监部门,现实中存在“都管都不管”的脱离实际的现象;管理一般是工地的土建管理人员,而现实中的工地的管理人员多只强调施工进程的需求;而作为土建施工所采用到的附属工具(塔式起重机)的使用又分为拥有资产的租赁公司与机组操作人员两方面,也存在各自为经济利益去操作。
在此种种原因下,虽然对于塔式起重机的实际操控订立了各种标准、规范与制度,但往往停留在纸上,流于形式而没有落实执行,这就难怪塔式起重机事故频频发生。
也就是说,只有在协调好了他们的责任与关系,才能真正落实好控制,从而也能找到避免塔式起重机事故的真正措施。
设立准入制
要严把塔式起重机的准入验收:安装前对塔式起重机部件检查;安装前告知;安装结束后经过自检合格,并经过施工所在地的检验检测机构监督检验,然后及时办理使用登记或备案。
企业准入制起重机械安装拆卸维修企业必须具有相应的资质:对于房屋建筑工地和市政工程工地用塔式起重机的安装、顶升与拆卸企业应具有建设主管部门颁发的相应的起重设备安装工程专业承包企业资质;对于电力建设、石油化工等其他建设工地用塔式起重机,从事安装与拆卸作业的企业必须取得相应起重机械安装改造维修资质。
人员准入制起重机械安全管理人员、机械安装维修、电气安装维修、指挥、司机等特种设备作业人员必须经质量技术监督部门培训考核合格并取得相应特种作业人员证书,起重机械检验人员应经过企业内部资格确认;房屋建筑工地和市政工程工地用起重机械的安装拆卸工、建筑起重信号司索工、操作人员等建筑起重机械特种作业人员应当经建设主管部门考核合格,并取得特种作业操作资格证书。
塔式起重机基础要须经过建筑工程师的设计计算、安装、拆卸作业指导书、负荷试验、重大吊装等方案措施必须在实施作业前经过严格的编报审批。
安检防范工程项目部要在塔式起重机的施工作业期间承担起不定期的巡检、重要过程的旁站监督、月度检查、专项检查等机械安全检查任务,做到违章必究。
发现缺陷必须限期整改、奖罚分明,做好记录、总结,控制施工过程中的机械安全。
工程项目部组织的塔式起重机月度检查要在使用保养企业每月自杳的基础上进行。
工程项目部诸如在台风前后、重要吊装作业前等情况时应组织塔式起重机专项检查。
工程项目部应组织编制塔式起重机重大危险因素清单、防范措施、机械事故专项应急预案及演练。
营造质量提升环境
塔式起重机的事故主要发生在使用阶段,其本身质量因素也是导致事故发生的重要因素之一。
营造良好的市场环境
塔式起重机制造业在我国发展已有5O年的历史,现在我国塔式起重机技术与国外先进塔式起重
机相比,还有一定的差距,但已经不大。
从现在生产的塔式起重机来看,塔式起重机的整体结构设计更趋合理,塔式起重机的生产类型向固定自升式水平变幅集中,塔式起重机的电气控制发展相对滞后,但也有向智能化全方位监控发展的趋势。
可是塔式起重机质量,从整个行业来看,并未有多大的提高,或许在走下坡路。
这主要是因为塔式起重机质量和塔式起重机技术的提升是由塔式起重机市场决定的,而国内的塔式起重机市场还很不健全,我国所占有的塔式起重机出口市场也主要集中在发展中国家,市场的需求还集中在低、中端的塔式起重机上,再加上塔式起重机产能相对过剩,使得塔式起重机生产处于低成本竞争过程中。
要改变这种现状,一方面监管部门还是要提高塔式起重机制造企业的准入门槛,避免塔式起重机制造企业的过度竞争,使塔式起重机制造企业有利润去提高塔式起重机的质量,另一方面随着我国社会的发展,劳动力价格大幅提高,有利于塔式起重机制造企业走机械化生产道路,从而保证塔式起重机制造质量,淘汰落后产能;同时监管部门要加强安全生产监督,加大安全生产事故处罚力度,培养安全生产的社会环境,使劣质塔式起重机难以进入市场,才能改变塔式起重机市场环境。
只有市场环境改变了,塔式起重机制造企业才能有重视塔式起重机质量和技术的动力,尽管从塔式起重机事故的原因看,这不是塔式起重机事故频发的主要原因,但是要降低由此引起的塔式起重机事故,不光是塔式起重机制造企业的事,还需要监管部门的责任落实。
改善基础件质量朱森林:塔式起重机基本能满足施工的使用需求,可以说在今后很长时间,对其结构与性能,不会产生太大的改变。
但对国产塔式起重机而言,塔式起重机属于钢结构,要提高其质量无疑是取决于钢材的质量,这方面国外塔式起重机比我们有更大的优势。
要赶超他们,还需依赖于国家钢材冶金技术的提高,这在短时间内还难以作到。
技术方面,对以前所制定的相关于塔式起重机的各种标准与规范,及各种管理制度,存在杂乱不切实际的情况,应尽可能作一个较完全的修定,并要与现行的塔式起重机型号相符合,这很有必要。
另外要做的一个重要事情,就是在科普教育及专业普及方面如何跟上来,这点有赖于国家相关部门。
面对近些年塔式起重机事故的不断出现,国家相关部门是应该认真对待解决的时候了。
操作人员非第一责任人
在大多数人的潜意识中,将塔式起重机事故归咎于操作人员的安全意识差和不规范操作,但事实。