1 引言

為提高施工效率， 大部分建筑工程場地會出現(xiàn)多臺塔吊同時施工的情況，因此，塔吊群位置規(guī)劃對施工場地平面布置非常重要。 群塔的傳統(tǒng)布置方案存在難以定量、 效率低等問題，為此，設計一種簡單易操作、計算效率高的群塔布置優(yōu)化方法對于工程安全和社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義[1]。

2 工程概況

山西省長治市小常片區(qū)小常村、 澤頭村城中村改造建設項目，是集住宅樓、社區(qū)服務綜合樓、配套商業(yè)用房、地下車庫等，以及配套基礎設施為一體的工程。 本工程位于濱湖大道以東、漳澤南路以南、長北干線以西、規(guī)劃北環(huán)路以北，總用地面積112 172.85 m2，總建筑面積370 301.29 m2，其中，地上建筑面積281 284 m2，分為B 和C 地塊，B 地塊占地160 434 m2，C 地塊占地120 850 m2；地下建筑面積86 480 m2。

3 工程施工條件

3.1 基坑條件

B 區(qū)正負零絕對標高為922.300 m，地庫筏板頂標高為-6.050 m；C 區(qū)正負零絕對標高為921.300 m，地庫筏板頂標高為-6.050 m。

3.2 現(xiàn)場實際施工情況及群塔規(guī)劃設計

1）現(xiàn)場塔機平面布置規(guī)劃設計：B 區(qū)共計布置10 個塔吊，C 區(qū)共計布置7 個塔吊。 具體位置如圖1 所示。

圖1 塔吊位置圖

2）現(xiàn)場實際施工情況：B 區(qū)為10 棟樓加地下車庫，C 區(qū)為7 棟樓加地下車庫，為滿足施工要求，塔吊需要能盡量覆蓋到每一個區(qū)域，每棟樓均需配備1 臺塔式起重機。 受樓棟距離限制， 各塔機在施工作業(yè)過程中均存在與其他塔機交叉的情況。 在整個施工過程中，塔吊承擔著吊運各種建設所需材料的工作，由于其使用頻率高、持續(xù)時間長，可能會在人、機器或物體中出現(xiàn)突發(fā)的不利狀況。 為保證施工順利進行、施工現(xiàn)場及周圍車輛人員的安全，科學規(guī)劃塔群位置至關重要。

3）為保證施工順利進行，防止垂直運輸中發(fā)生吊裝事故，最大限度地確保人、機、物的安全，應盡可能采取措施將風險降至最低。 所有塔機均配備安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要功能有：吊鉤視頻、塔機數(shù)據(jù)監(jiān)控、風速監(jiān)控、防碰撞、區(qū)域限制、人臉識別，輔助功能可以接入風速傳感器、傾角傳感器、4G 遠程通信模塊、防碰撞通信模塊、溫度控制模塊等。 （1）提供三維碰撞報警保護， 以數(shù)字和進度條的形式顯示塔機當前運行狀態(tài)和額定能力狀態(tài)，重量、力矩、幅度、高度、回轉、風速、傾角等參數(shù)全方位接入。 （2）擁有空間限制功能，對靜態(tài)的區(qū)域限制和動態(tài)防碰撞，吊裝提醒功能可以精確定位，提高駕駛員工作效率。（3）遠程4G 通信、北斗定位功能可在線隨時查看塔機實時運行狀態(tài)和位置信息。 （4）高度及回轉限位功能更精準，同時還帶有預警減速、工作循環(huán)記錄、實時數(shù)據(jù)記錄、系統(tǒng)修改日志記錄等“黑匣子”功能。 鋼絲繩倍率可輕松切換，方便日常使用。（5）塔機數(shù)據(jù)、視頻可以通過網(wǎng)橋、4G、5G 傳輸給項目部和建筑工地，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和視頻的遠程查看和控制，融合人臉識別功能，可遠程對司機進行人臉識別。

塔吊操作過程中，轉動塔機會使電纜線處于中間位置，所以，不能有任何纏繞，應避免連續(xù)的轉動使電纜線絞斷。 當塔機之間的相對高度發(fā)生變化時，會發(fā)出提醒，避免發(fā)生碰撞危險[2]。

4 施工方法及工藝要求

4.1 施工要點

各塔機在作業(yè)過程中，均與其他相鄰塔機有交叉現(xiàn)象，因此，需考慮群塔關系，對塔機工作狀態(tài)下的危險情形進行分析：

1）多臺塔吊位置規(guī)劃不合理時，多臺塔機起重臂處于同一高度時易發(fā)生碰撞；

2）多臺塔吊在交叉區(qū)域內同時作業(yè)，吊臂與鋼絲繩或起吊物之間存在碰撞風險。 在非工作條件下，吊鉤定位不當可能會導致塔式起重機因風力而旋轉， 從而造成吊臂與吊鉤碰撞的風險；

3）如相鄰建筑物距離太近導致塔吊之間距離過近，在運行過程中也容易造成碰撞。

主要安全措施：

1）將各塔吊間的距離及高度錯開，合理規(guī)劃位置，控制施工進度，針對塔吊群作業(yè)情況制定了避讓規(guī)則，增加了安全報警裝置，并規(guī)定了工作和非工作狀態(tài)下吊鉤的停置位置；

2）塔吊群作業(yè)時，各塔吊需設置回轉限位裝置與機械制檔裝置，以保障施工順利進行。

4.1.1 B 區(qū)群塔作業(yè)情況簡述

B 區(qū)：1#塔機與2#、3#、5#3 臺塔機交叉；2#塔機與1#、4#、5#3 臺塔機交叉；3#塔機與1#、5#、6#3 臺塔機交叉；4#塔機與2#、5#、7#3 臺塔機交叉。 5#塔機與1#、2#、3#、4#、6#、7#、9#7 臺塔機交叉；6#塔機與3#、5#、8#3 臺塔機 交叉；7#塔機與4#、5#、9#、10#4 臺塔機 交叉；8#塔機與6#、9#兩 臺 塔 機 交 叉；9#塔機與5#、7#、8#、10#4 臺塔機交叉；10#塔機與7#、9#兩臺塔機交叉。

4.1.2 C 區(qū)群塔作業(yè)情況簡述

C 區(qū)：1#塔機與2#塔機交叉；2#塔機與1#、3#、4#、5#4 臺塔機交叉；3#塔機與2#塔機交叉；4#塔機與2#、5#、6#3 臺塔機交叉；5#塔機與2#、4#、7#3 臺塔機交叉；6#塔機與4#、7#2 臺塔機交叉；7#塔機與5#、6#兩臺塔機交叉。

4.1.3 塔機交叉作業(yè)原則

本工程涉及多臺塔吊同時施工的情況， 且每臺塔機都與幾臺塔機有交叉，為保障施工順利進行，在塔機作業(yè)前應做好塔機位置規(guī)劃以及各項避免交叉的施工規(guī)則， 特制定以下塔機交叉作業(yè)規(guī)則：

1）低塔讓高塔：低塔起重臂進入交叉作業(yè)區(qū)域之前，應先觀察高塔的工作情況，向高塔按喇叭示意，確認安全后方可進行操作；

2）后塔讓先塔：較晚進入交叉作業(yè)區(qū)域的塔吊應對最先進入該區(qū)域的塔吊進行避讓；

3）動塔讓靜塔：當一臺塔式起重機在交叉作業(yè)區(qū)沒有旋轉吊臂或固定小車或吊鉤， 而另一臺塔式吊車有旋轉吊臂和固定小車時，移動的塔式起重機應避開固定的塔式起重機；

4）輕塔讓重塔：當兩臺塔式起重機同時運行時，輕載塔式起重機應避開重載塔式起重機；

5）客塔讓主塔：根據(jù)不同施工主體的實際工區(qū)進行劃分，客運塔臺需要通過主塔區(qū)時，必須注意主塔的運行情況，地面指揮必須通知主塔司機。

在塔吊運行過程中， 塔吊司機和信號工人應始終關注檢查塔吊吊鉤的位置，并注意操作過程中相鄰塔吊的工作狀態(tài)。如有必要，信號工作人員需及時發(fā)出信號，提醒塔吊司機應控制轉速并低速操作。

為了防止高塔吊繩與低塔臂碰撞， 每臺交叉塔吊在運行過程中必須采取定位、定向、定時、定速、定人等安全措施。

1）定位：根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，將現(xiàn)場劃分為4 個區(qū)域進行作業(yè)[3]。

2）定向：每臺塔式起重機的旋轉操作應采用相同的方向。如果選擇順時針方向，則每臺塔式起重機應同時順時針旋轉；如果使用逆時針方向， 則每臺塔式起重機應同時逆時針旋轉以進行操作。

3）定時：根據(jù)施工進度需要，合理安排每臺塔吊在公共區(qū)域的作業(yè)時間，并交替錯開每臺塔吊的作業(yè)時間。 如果需要延長作業(yè)時間， 項目安全員應首先組織各塔吊的信號工人進行協(xié)商和溝通，然后信號工人應通知各自的塔吊司機。

4）定速：在公共區(qū)域多塔吊同時作業(yè)時，應對每臺塔吊采取限速措施，4 臺塔吊的旋轉操作必須使用最低檔位。

5）定人：如果必須多臺塔吊同時在公共區(qū)域施工，項目部應安排一名指揮人員統(tǒng)一協(xié)調指揮， 并確保每臺塔吊信號工之間的信息暢通。

4.1.4 技術措施

1）開工前，應分別對塔吊司機和指揮人員進行安全技術交底。 在操作塔式起重機之前，駕駛員應首先打開電源，檢查塔機的操作部件、限制器和配電箱，確保安全后再進行操作。

2）為了保證施工的順利進行，在地面上指定了一個安全操作區(qū)，每臺塔吊都被限制在自己的操作區(qū)內進行安全操作。

3）項目部控制施工進度，統(tǒng)一調度、合理安排各類勞務隊伍，在不同時間、不同地點進行塔吊作業(yè)，避免塔吊在交叉區(qū)域同時起吊物體；每個塔機之間始終保持一定的垂直距離，為2 個標準截面高度（6 m）；施工進度控制的關鍵是相鄰建筑物施工進度高差不宜超過5 層，即不得超過20 m 的落差，當出現(xiàn)相鄰建筑施工進度有落差時， 應及時召開項目施工進度協(xié)調會，對施工進度進行協(xié)調，確保相鄰建筑施工進度落差不超過塔機自由高差限度，以防止出現(xiàn)塔機碰撞問題。

4）操作塔機之前，塔吊司機必須首先觀察周圍塔機的運行情況， 確保安全后再啟動起重臂。 在未確定安全性的情況下，嚴禁高速旋轉。

5）拆除塔機的高速齒輪（三檔和四檔），只啟動第一檔，運行第二檔，以減少旋轉慣性。

6)在塔吊上安裝控制旋轉的木楔、備用電源等，并將24 V電池連接到旋轉制動電路。 停電時，它還可以確保旋轉制動器正常工作。 由各塔機司機班長具體負責備用電源的充電工作，定期提醒、監(jiān)督和及時檢查司機備用電源的帶電狀態(tài)。 此外，還需要安裝強制停止裝置。 當設備限位失效或備用電源失效時，可作為確保施工安全的最后保護措施。

7）有必要定期檢查安全注意事項，如限位器、吊鉤是否在非工作條件下升高到安全高度，回轉限制是否有效，小車是否已縮回到吊臂根部。

8）在每個施工區(qū)域和道路一側修建安全防護棚和安全通道，如果塔機吊臂需要在其上方旋轉，應先將小車收到吊臂的根部，主鉤應上升到上限位置，然后再旋轉吊臂。 嚴禁在每個施工區(qū)域和道路上旋轉起重物體。

9）應在安全防護棚上懸掛醒目的警示標志。在高架旋轉時，確保塔機處于負載和空載狀態(tài)，同時將小車收回至吊臂根部。

10）在每臺塔吊的承臺處設置沉降觀測點，安全員應定期做好記錄和記錄， 防止因承臺基礎土剪而造成塔吊碰撞或基礎傾斜，及時發(fā)現(xiàn)并防止事故發(fā)生。

11）如遇惡劣天氣不能施工時，不可強制施工。

12）根據(jù)工程進度和樓層的實際結構情況，有必要適當調整附墻之間的距離或增加附墻， 但兩座塔樓之間的距離必須始終保持在2 個標準截面左右的高度。

5 結語