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(shè)計(jì)一種簡單易操作、計(jì)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(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)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(shè)項(xiàng)目，是集住宅樓、社區(qū)服務(wù)綜合樓、配套商業(yè)用房、地下車庫等，以及配套基礎(chǔ)設(shè)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(fù)零絕對標(biāo)高為922.300 m，地庫筏板頂標(biāo)高為-6.050 m；C 區(qū)正負(fù)零絕對標(biāo)高為921.300 m，地庫筏板頂標(biāo)高為-6.050 m。

3.2 現(xiàn)場實(shí)際施工情況及群塔規(guī)劃設(shè)計(jì)

1）現(xiàn)場塔機(jī)平面布置規(guī)劃設(shè)計(jì)：B 區(qū)共計(jì)布置10 個塔吊，C 區(qū)共計(jì)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(shí)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(jī)。 受樓棟距離限制， 各塔機(jī)在施工作業(yè)過程中均存在與其他塔機(jī)交叉的情況。 在整個施工過程中，塔吊承擔(dān)著吊運(yùn)各種建設(shè)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(jī)器或物體中出現(xiàn)突發(fā)的不利狀況。 為保證施工順利進(jìn)行、施工現(xiàn)場及周圍車輛人員的安全，科學(xué)規(guī)劃塔群位置至關(guān)重要。

3）為保證施工順利進(jìn)行，防止垂直運(yùn)輸中發(fā)生吊裝事故，最大限度地確保人、機(jī)、物的安全，應(yīng)盡可能采取措施將風(fēng)險(xiǎn)降至最低。 所有塔機(jī)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(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控、風(fēng)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(fēng)速傳感器、傾角傳感器、4G 遠(yuǎn)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(bào)警保護(hù)， 以數(shù)字和進(jìn)度條的形式顯示塔機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)和額定能力狀態(tài)，重量、力矩、幅度、高度、回轉(zhuǎn)、風(fēng)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(yuǎn)程4G 通信、北斗定位功能可在線隨時查看塔機(jī)實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)和位置信息。 （4）高度及回轉(zhuǎn)限位功能更精準(zhǔn)，同時還帶有預(yù)警減速、工作循環(huán)記錄、實(shí)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(jī)數(shù)據(jù)、視頻可以通過網(wǎng)橋、4G、5G 傳輸給項(xiàng)目部和建筑工地，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和視頻的遠(yuǎn)程查看和控制，融合人臉識別功能，可遠(yuǎn)程對司機(jī)進(jìn)行人臉識別。

塔吊操作過程中，轉(zhuǎn)動塔機(jī)會使電纜線處于中間位置，所以，不能有任何纏繞，應(yīng)避免連續(xù)的轉(zhuǎn)動使電纜線絞斷。 當(dāng)塔機(jī)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(xiǎn)[2]。

4 施工方法及工藝要求

4.1 施工要點(diǎn)

各塔機(jī)在作業(yè)過程中，均與其他相鄰塔機(jī)有交叉現(xiàn)象，因此，需考慮群塔關(guān)系，對塔機(jī)工作狀態(tài)下的危險(xiǎn)情形進(jìn)行分析：

1）多臺塔吊位置規(guī)劃不合理時，多臺塔機(jī)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(nèi)同時作業(yè)，吊臂與鋼絲繩或起吊物之間存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。 在非工作條件下，吊鉤定位不當(dāng)可能會導(dǎo)致塔式起重機(jī)因風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)， 從而造成吊臂與吊鉤碰撞的風(fēng)險(xiǎn)；

3）如相鄰建筑物距離太近導(dǎo)致塔吊之間距離過近，在運(yùn)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(jìn)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(bào)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(shè)置回轉(zhuǎn)限位裝置與機(jī)械制檔裝置，以保障施工順利進(jìn)行。

4.1.1 B 區(qū)群塔作業(yè)情況簡述

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

4.1.2 C 區(qū)群塔作業(yè)情況簡述

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

4.1.3 塔機(jī)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(jī)都與幾臺塔機(jī)有交叉，為保障施工順利進(jìn)行，在塔機(jī)作業(yè)前應(yīng)做好塔機(jī)位置規(guī)劃以及各項(xiàng)避免交叉的施工規(guī)則， 特制定以下塔機(jī)交叉作業(yè)規(guī)則：

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

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

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

4）輕塔讓重塔：當(dāng)兩臺塔式起重機(jī)同時運(yùn)行時，輕載塔式起重機(jī)應(yīng)避開重載塔式起重機(jī)；

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

在塔吊運(yùn)行過程中， 塔吊司機(jī)和信號工人應(yīng)始終關(guān)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(jī)應(yīng)控制轉(zhuǎn)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(yùn)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(shí)際情況，將現(xiàn)場劃分為4 個區(qū)域進(jìn)行作業(yè)[3]。

2）定向：每臺塔式起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)操作應(yīng)采用相同的方向。如果選擇順時針方向，則每臺塔式起重機(jī)應(yīng)同時順時針旋轉(zhuǎn)；如果使用逆時針方向， 則每臺塔式起重機(jī)應(yīng)同時逆時針旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行操作。

3）定時：根據(jù)施工進(jìn)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(xiàng)目安全員應(yīng)首先組織各塔吊的信號工人進(jìn)行協(xié)商和溝通，然后信號工人應(yīng)通知各自的塔吊司機(jī)。

4）定速：在公共區(qū)域多塔吊同時作業(yè)時，應(yīng)對每臺塔吊采取限速措施，4 臺塔吊的旋轉(zhuǎn)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(xiàng)目部應(yīng)安排一名指揮人員統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮， 并確保每臺塔吊信號工之間的信息暢通。

4.1.4 技術(shù)措施

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

2）為了保證施工的順利進(jìn)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(nèi)進(jìn)行安全操作。

3）項(xiàng)目部控制施工進(jìn)度，統(tǒng)一調(diào)度、合理安排各類勞務(wù)隊(duì)伍，在不同時間、不同地點(diǎn)進(jìn)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(jī)之間始終保持一定的垂直距離，為2 個標(biāo)準(zhǔn)截面高度（6 m）；施工進(jìn)度控制的關(guān)鍵是相鄰建筑物施工進(jìn)度高差不宜超過5 層，即不得超過20 m 的落差，當(dāng)出現(xiàn)相鄰建筑施工進(jìn)度有落差時， 應(yīng)及時召開項(xiàng)目施工進(jìn)度協(xié)調(diào)會，對施工進(jìn)度進(jìn)行協(xié)調(diào)，確保相鄰建筑施工進(jìn)度落差不超過塔機(jī)自由高差限度，以防止出現(xiàn)塔機(jī)碰撞問題。

4）操作塔機(jī)之前，塔吊司機(jī)必須首先觀察周圍塔機(jī)的運(yùn)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(yán)禁高速旋轉(zhuǎn)。

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

6)在塔吊上安裝控制旋轉(zhuǎn)的木楔、備用電源等，并將24 V電池連接到旋轉(zhuǎn)制動電路。 停電時，它還可以確保旋轉(zhuǎn)制動器正常工作。 由各塔機(jī)司機(jī)班長具體負(fù)責(zé)備用電源的充電工作，定期提醒、監(jiān)督和及時檢查司機(jī)備用電源的帶電狀態(tài)。 此外，還需要安裝強(qiáng)制停止裝置。 當(dāng)設(shè)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(hù)措施。

7）有必要定期檢查安全注意事項(xiàng)，如限位器、吊鉤是否在非工作條件下升高到安全高度，回轉(zhuǎn)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(cè)修建安全防護(hù)棚和安全通道，如果塔機(jī)吊臂需要在其上方旋轉(zhuǎn)，應(yīng)先將小車收到吊臂的根部，主鉤應(yīng)上升到上限位置，然后再旋轉(zhuǎn)吊臂。 嚴(yán)禁在每個施工區(qū)域和道路上旋轉(zhuǎn)起重物體。

9）應(yīng)在安全防護(hù)棚上懸掛醒目的警示標(biāo)志。在高架旋轉(zhuǎn)時，確保塔機(jī)處于負(fù)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(shè)置沉降觀測點(diǎn)，安全員應(yīng)定期做好記錄和記錄， 防止因承臺基礎(chǔ)土剪而造成塔吊碰撞或基礎(chǔ)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(qiáng)制施工。

12）根據(jù)工程進(jìn)度和樓層的實(shí)際結(jié)構(gòu)情況，有必要適當(dāng)調(diào)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(biāo)準(zhǔn)截面左右的高度。

5 結(jié)語