03-利用塔机安全监控系统提高施工现场大型机械安全管理

1、利用塔机安全监控系统技术提高施工现场大型机械安全管理-刘洋、金少泉、蒋玉松、刘国振一、成果背景 1、行业背景 2014年中国建筑业进入了新阶段，行业增速急剧下滑，前20年高速增长期的简单粗暴式经营思维已不能延续。人们对施工生产要求越来越高，施工安全管理与人们的生活息息相关，只有重视施工安全，按安全生产的要求严格控制，才能建造出优质的工程。作为高层建筑塔式起重机是必不可少的大型机械设备，然而近期全国各地大型机械设备的特大安全事故频发，其中以塔式起重机的安全事故最为突出，这些事故不但造成财产损失和人员伤亡，而且会造成非常恶劣的社会影响。在建筑施工生产中对于塔式起重机设备重使用、轻管理，往往因为项目

2、管理的疏忽大意，导致事故的发生。因此，如何有效地控制和降低施工现场塔式起重机设备引发的安全事故、有效的保证塔式起重机设备的安全使用，是建筑施工安全工作的一项重要内容。 2、工程简介抚顺兴隆摩尔世界工程位于抚顺市顺城区中心位置，东临长春街，南面为新城路，北面为抚顺城路，西面为珲春街。本项目为抚顺兴隆宝通置业有限公司投资建设的抚顺兴隆摩尔世界总承包工程第二、三标段，是一个集商场、办公楼、酒店、住宅楼及公寓的多功能大型城市综合体，总建筑面积约34万，由数码广场、1#-7#住宅楼、运动商城、快捷酒店及AB座公寓组成，共10座单体塔楼和商城及下沉广场。每栋单体安装一部塔吊，广场及商城区域两台塔吊，共计安

3、装12台塔吊。二、选题理由抚顺兴隆摩尔世界项目二标段于2013年下半年正式开工，三标段2014年也陆续开工，现场也陆续安装12台塔吊。在塔吊的安装和使用前，项目部对安装人员和塔吊司机及工人进行安全教育及交底工作，针对安装和使用过程中的一些安全注意事项和操作规程进行了详细的讲解。并制定了相应的机械管理制度。但在塔吊前期使用过程中，一个月内对现场塔吊的使用过程监督管控来看，依然存在以下安全隐患：（1） 操作人员安全意识淡薄，违章吊运；（2） 塔吊数量多，存在相交作业情况，起重臂碰撞相邻塔吊的起重钢丝绳；（3） 开工先后顺序不同，后安装的塔吊有碰撞先施工塔楼的隐患。（4） 其中一台塔吊覆盖区域有高压

4、线、居民区，吊物时从高压线上运行，起重臂从居民楼上方运行；（5） 塔吊的吊钩高度限位、小车行程限位、重量限制器失效的现象时有发生； 因此，在操作人员素质及安全意识达不到要求的情况下，项目部须采取针对性的措施，引进科学的安全防护硬件设施，利用塔机监控管理系统提高施工现场大型机械的安全管理，杜绝塔吊管理过程中的安全隐患，对大型机械的安全事故进行有效预防。事故案例（塔吊超载）2010年6月8日下午，河南郑州一在建工地一塔吊（QTZ63，TC5010)因超载吊运导致塔身标准节折断，塔吊整体倾覆，造成3死1伤。该塔吊臂端最大起重量荷载1吨，而当时在起重臂40米处吊重钢筋盘螺1捆重量达2.3吨，根据该塔吊

5、荷载性能40米处只能吊重1.3吨，而现场实际吊运2.3吨比荷载性能超重1吨有余。根据事故发生后对现场调查发现该塔吊的力矩限制器处于失效状态、操作人员不懂机械性能超重、违章吊运导致事故发生的重要原因。事故案例（塔吊碰撞） 2009年5月21日18时45分左右，上海江园路一建筑工地发生塔吊碰撞事故，目前已造成1死6伤。事故塔吊分为南北两座，在吊臂发生碰撞后，缠绕在一起，北塔吊被挤压后倒在地面上。3、 实施时间实施时间2014年3月20日2015年7月20日阶段性实施时间目标策划时间2014年3月20日2014年4月1日策划实施时间2014年4月1日2016年4月10日实施效果及检查2014年4月1

6、1日2015年7月20日四、管理重点及难点针对上述问题，项目部对操作人员、信号指挥人员、工人进行了多次安全教育和交底，但在实际使用过程中落实难度极大，主要原因有以下几点：1、 主观原因1） 操作人员安全意识淡薄。事故为小概率事件，并不是所有的违规行为都会造成事故，操作人员就会形成一种侥幸心理，认为自己的违规操作行为不会引起安全事故，长此以往，隐患的加剧越来越难以控制。2） 操作人员素质参差不齐。目前施工现场操作人员大部分是年轻人，责任心不强，不认可项目部的管理做法，总以为一些安全教育及交底是理论常识，在操作过程中也不按相关规程作业，操作前也没有耐心对周围的环境和相邻塔吊作业情况进行观察，在设备

7、实际使用中偶尔发生的隐患不去重视，也不进行排除。2、客观原因1）大多部分设备租赁商根本不去重视设备安全问题，设备安装完成也不对设备的一些安全装置进行调试，机械设备老化，更谈不上维修保养，对防护装置，基本弃而不用，过程检查也远远达不到要求。 塔吊超载和起重臂发生碰撞的危害性极大，除了增大设备的载荷，对一些零部件的损坏之外，一旦发生事故，几乎都是伤亡惨重的重大安全事故，对设备操作人员和施工作业人员的生命安全造成巨大的伤害，对企业也会造成巨大的经济损失，对社会也会造成极其恶劣的影响，相关单位的负责人员也难以逃脱法律的制裁，五、管理策划及创新1、策划目标引进科学的安全防护硬件设施，利用塔机监控管理系统

8、提高施工现场大型机械的安全管理，有效的确保塔吊使用安全。2、策划内容1）吊重传感器：利用传感器借助于起升钢丝绳的幅度拉力计算出吊物的重量，传感器将载重量传输给主机控制系统，根据塔吊性能荷载设定的载重实时有效的控制塔吊的吊重，当吊重超过塔吊载重性能时，主控制系统发出预警并切断吊钩上升和小车向外变幅方向的电源，此时吊钩只能下降和小车向内方向的动作。吊重传感器装置图片2） 群塔防碰撞（无线传输模块、回转角度传感器）：根据两台及以上无线传输模块设备的信号接收和回转角度的控制，当两台塔吊起重臂平行相交10米时主控制系统发出预警，小于10米时切断碰撞方向的电源。当低塔起重臂端与高塔起升钢丝绳间距2米时，主

9、控制系统发出预警，当小于2米时提示减速并切断回转碰撞方向的电源控制。(可以根据现场实际情况设定相应的安全距离） 回转角度传感器装置图片 无线传输及接收模块图片3） 危险区域监控管理系统：监控单塔与建筑物、道路、高压线、等危险区域，在临近危险区域时发出声光预警及报警。可控制危险区域方向的电源，预防塔吊在危险区域运行。（危险区域可根据现场实际进行划分设定）。4） 防倾覆监控：通过检测各种因素造成塔身的倾斜度，当达到临近危险状态时给予报警，提示塔司停止危险作业。5） 高度传感器：当吊钩上升到设定的危险区域时，发出声光预警及报警，防止司机误操作导致吊钩冲顶，造成起升钢丝绳断绳吊钩坠落的现象发生。吊钩高

10、度传感器装置图片6） 变幅传感器：当载重小车向外变幅到臂端设定的危险区域时，发出声光预警及报警，到达危险区域时切断载重小车向外变幅方向的电源，防止载重小车越位脱离起重臂导致载重小车坠落的现象发生。载重小车变幅传感器装置图片7） 风速传感器：在塔顶安装了风速传感器实时监控风力等级，将风的等级传输到主控制系统，当风速达到设定的等级时，主控制系统发出声控预警，超过设定的等级时切断回转方向的电源。有效的防止了由于大风时违章操作带来的安全事故。风速测量传感器装置图片8） 操作人员识别系统（人脸识别、指纹识别、IC卡识别）：录入操作人员的指纹和人脸图像并办理操作人员上岗识别卡，该系统既有效的记录了操作人员

11、的工作时间，又记录了操作人员的信息，防止操作人员疲劳作业，并有效的杜绝了非操作人员操作设备。塔机安全监控系统整机部件图片9） 远程控制系统：塔机安全监控管理系统通过中国移动数据卡实时发射监控过程中的数据到电脑上，只需在电脑上浏览器中打开塔机监控管理平台登录该设备的账号及密码就可以随时查阅塔吊在使用中有无违章操作和使用的情况。远程控制监控监督系统图片6、 管理措施实施及风险控制1、 实施措施 抚顺兴隆摩尔世界项目共12台塔吊，其中2#和4#塔吊周围作业环境存在危险区域（高压线、居民区）、与其它相邻塔吊群塔施工交叉作业也比较密集，2#塔吊东侧有碰撞5#楼的隐患，所以项目部在2#、4#塔吊上安装了塔

12、吊安全监控管理系统。两部塔吊操作人员，项目部为每名操作人员办理了智能锁定卡和录入了操作人员的人脸图像、指纹开机。只能持卡和输入指纹及人脸识别后方可启动设备运行。2、 风险控制（1）设备故障：使用过程中，设备自身发生故障。（2）主观意识：引进科学的安全防护硬件设施，在客观上有效降低了塔式起重机设备的管理难度，大型机械管理中的隐患也得到有效控制，但这并不意味着项目部可以放松管理，从根本上，项目部对大型机械的安全管理不能松懈，操作人员的安全意识和素质同样需要得到提升。塔吊安全监控系统主机图片塔吊安全监控系统显示器图片七、过程监督检查2014年4月10日，本工程施工现场2#、4#塔吊完成了塔机安全监控管理系统的安装工作。自安装后投入使用，在后期的施工过程中经项目的日常自检及监理单位、当地安监部门和公司一系列的检查中，均没有发现群塔碰撞事故、塔吊超载吊运、危险区域运行的现象发生。 检查吊重传感器的使用情况 检查无线传输模块的信号传输接收情况八、效果评价安全效果通过使用塔机安全监督管理系统，有效的杜绝了群塔碰撞事故、塔吊超载调运、起重臂覆盖危险区域的运行、起重臂碰撞的现象，利用科技产品，降