[摘要]群塔密集作业给施工带来了较大危险，施工中建立一套完整的群塔作业安全管理措施显得尤为重要。结合某工程首先介绍了地下室、裙楼、地上塔楼塔式起重机的选型及布置，各塔式起重机安装型号及参数设置，指出塔式起重机的安装及拆除工序，详细论述了群塔作业中采取的各项安全管理措施。

[关键词]项目管理；城市综合体；群塔；防碰撞；安全管理

1工程概况

重庆国金中心位于重庆市江北嘴金融核心区，占地面积5万m2，总建筑面积约64万m2。本工程由4层地下室、3层商业裙楼和5幢塔楼组成，其中T3，T5塔楼高104m，T2，T6塔楼高170m，该4栋塔楼均为核心筒框剪结构，T1塔楼为型钢混凝土框剪结构，地下4层，地上64层，总高度为319．5m。本工程为集甲级写字楼、超五星级酒店、高端购物中心和休闲设施于一体的大型城市综合体项目。

本工程地下室总建筑面积24万m2，单层建筑面积约5万m2，整个地下室施工划分为11个大分区、25个小分区，根据项目特点及工期要求，需在215d内完成地下室施工，所以本工程各分区同时施工。

本工程基坑四周均为未通车的市政道路，东侧和北侧为精学街，南侧为东升路，西侧为江北城大街北街，其中南侧东升路为其他施工单位占用场地，西侧江北城大街北街为正在进行轻轨施工的区域，项目仅东侧和北侧的精学街可以作为施工场地使用。本工程地下室及裙楼施工阶段共布置10台塔式起重机，地上塔楼施工阶段共布置7台塔式起重机，其中T1塔楼地上主体结构施工由2台平头塔式起重机替换为2台内爬式塔式起重机。

2塔式起重机选型及布置

本工程地下室施工体量大，地下室总建筑面积达24万m2，由于施工工期紧，25个小分区同时施工，现场平面分区如图1所示。

2．1地下室及裙楼施工阶段塔式起重机选型及布置

地下室及裙楼施工主要分为两个阶段，分别为：马道开挖前，筏板及地下室结构施工阶段；马道开挖，地下室及裙楼施工阶段。

1)马道开挖前，筏板及地下室结构施工阶段

根据工程特点及施工部署，项目进场以后依次安装9号塔式起重机STT293，1，2号塔式起重机STT553，7，3，6号塔式起重机STT293，8号塔式起重机TCT5513，4号塔式起重机STT200和5号塔式起

重机STT293，进行Q3区筏板和T1，T2，T6，T3，T5，Q5，Q4区地下室结构施工。

本阶段Q3区筏板首先施工完成后作为材料堆场及加工场地，供给T1，Q4，Q5区地下室结构施工。T1，Q4区的材料主要通过马道运至Q2区卸车，Q2区作为材料卸车场地及混凝土浇筑场地。

T2，T3区的材料堆场和加工场地布置在基坑北侧精学街，T5区材料堆场和加工场地布置在Q1区马道东侧，T6区材料堆场及加工场地布置在基坑东侧精学街，地下室施工阶段塔式起重机平面布置如图2所示。

2)马道开挖，地下室及裙楼施工阶段

根据施工部署，本阶段主要进行Q1区马道土方开挖，Q2，Ql区地下室结构施工以及T1，T2，T6，T3，T5，Q5，Q4区裙楼结构施工。Q1区在T3，T5塔楼筏板施工完成后开始进行马道土方开挖，待土方开挖至收尾阶段安装10号塔式起重机TC6013，用于Q1区马道开挖后期的土方吊运和后续Q1区结构施工。

本阶段裙楼陆续大面积结构封顶，Tl区材料堆场及加工场地移至Q6-2区裙楼结构顶板上，T5区材料堆场和加工场地移至T5-2区裙楼结构顶板上，Q1区材料堆场和加工场地布置在基坑东北侧精学街以及Q2区裙楼结构顶板庆云路上，地下室及裙房施工阶段塔式起重机平面布置如图3所示。

2．2地上塔楼施工阶段塔式起重机选型及布置

1)主体结构施工阶段

本阶段为T3，T5，T2，T6，T1塔楼地上主体结构施工和Q3区地下室及裙楼结构施工阶段。地下室全面封顶后先后拆除8，7，10号塔式起重机。待T1塔楼核心筒施工至地上6层时，将1，2号附着式塔式起重机拆除并安装1，2号内爬式塔式起重机STL420A，以及安装11号塔式起重机TC6013供T1塔楼钢筋、压型钢板的材料卸载，地上主体结构施工阶段平面布置如图4所示。

2)装饰装修施工阶段

本阶段为T1塔楼地上主体结构施工和，T3，T5，T2，T6塔楼装饰装修施工阶段，地上结构及装饰装修施工阶段平面布置如图5所示。

2．3各塔式起重机安装型号及参数汇总

本工程使用塔式起重机的数量及类型较多，包括11台平头塔式起重机和2台内爬式塔式起重机，各塔式起重机型号及性能参数如表1所示。

3塔式起重机安装及拆除

3．1塔式起重机安装

根据工程特点及施工进度要求，进场后依次安

装9号塔式起重机STT293，1，2号塔式起重机STT553和7，3，6号塔式起重机STT293，进行Q3区筏板以及T1，T2，T6区土方开挖施工；并根据实际进度陆续安装8号塔式起重机TCT5513，4号塔式起重机STT200，5号塔式起重机STT293和10号塔式起重机TC6013，进行地下室及裙楼结构施工。地下室及裙楼结构施工完成后，拆除T1塔楼1，2号塔式起重机STT553，在T1塔楼核心筒内部安装1，2号内爬式塔式起重机STL420A，并安装11号塔式起重机TC6013，为T1塔楼主体结构施工提供材料卸载服务。

本工程附着式平头塔式起重机均采用汽车式起重机辅助安装，待T1塔楼的2号塔式起重机拆除后利用1号塔式起重机安装2号内爬式塔式起重机，待2号内爬式塔式起重机安装完成后拆除1号塔式起重机，并利用2号内爬式塔式起重机安装1号内爬式塔式起重机。

3．2塔式起重机拆除

根据各区域施工进度情况，本工程先后拆除8，7，10，2，1，4，5，6，3，9，11号外附着式塔式起重机以及1，2号内爬式塔式起重机。

本工程塔式起重机拆除主要分为3种方式，分别为：①若拟拆除塔式起重机相邻塔式起重机具有足够吊运能力，将塔式起重机降至地下室顶板或裙房屋面后，直接利用现有相邻塔式起重机进行拆除及装载。②若拟拆除塔式起重机相邻塔式起重机不具有足够的吊运能力或者无空闲时间，则将塔式起重机降至地下室顶板或裙房屋面，然后采用汽车式起重机分别在精学街或庆云路进行塔式起重机拆除及装载。③1，2号内爬式塔式起重机的拟拆除方式为首先利用2号内爬式塔式起重机拆除1号内爬式塔式起重机，然后利用2号内爬塔式起重机在屋面安装1台WQ16屋面起重机，利用WQ16屋面起重机拆除2号内爬式塔式起重机，再安装1台WQ6屋面起重机，利用把杆配合WQ6屋面起重机自行解体，最终通过施工电梯运输至地面。

4群塔作业安全管理措施

4．1平面及竖向位置相互避让

本工程地下室及裙房施工共布置10台塔式起重机，群塔同时作业时由于相互间的距离较近，合理布置各塔式起重机的水平和竖向位置尤为重要，需充分考虑塔式起重机在水平和竖向位置作业不相互影响，且需考虑塔式起重机和周围建筑物之间的避让，满足塔式起重机安全运行的要求。

4．1．1 塔式起重机的平面位置避让

塔式起重机的平面布置需尽可能覆盖整个施工场地，并且需覆盖到材料的装卸位置，不出现或、少出现塔式起重机不能吊装的盲区，以避免材料的二次搬运，但是又需控制各塔式起重机回转时的覆盖面应尽可能少重叠或不重叠。相邻塔式起重机间应保证足够的安全距离，不出现塔式起重机的前臂碰撞相邻塔式起重机塔身以及塔式起重机的后臂碰撞相邻塔式起重机吊钩的情况。但是由于场地的限制和施工的需要，不可避免地出现塔式起重机之间或者塔式起重机与周边建筑物在平面位置相互交叉的情况。

本工程针对处于低位塔式起重机的起重臂端部与相邻塔式起重机的塔身之间距离不满足2m安全距离以及塔式起重机与周边建筑物平面位置冲突的情况，对低位塔式起重机进行了回转限位。

本工程地下室及裙房施工阶段10台塔式起重机之间的平面位置关系如表2所示。表2中①“一”表示两台塔式起重机未相邻。②表中数据表示相邻塔式起重机之间的最小距离。③2号与8号塔式起重机的相对位置为8号塔式起重机处于低位，5号与10号塔式起重机的相对位置为lO号塔式起重机处于低位，7号与9号塔式起重机的相对位置为9号塔式起重机处于低位。④对塔身与塔端的距离不满足2m安全距离的塔式起重机，将低位塔式起重机设置回转限位。

从以上统计表可以看出，虽然项目场地的限制不可避免地出现了塔式起重机之间的相交，但通过设置高、低位塔式起重机实现了塔式起重机的平面科学合理布置。由于8，7号塔式起重机分别同T2，T6塔楼平面位置冲突，不能满足塔式起重机与建筑物之间至少2m的安全距离，本工程对8号和7号塔式起重机均进行了回转限位，塔式起重机水平限位如图6所示。

4．1．2塔式起重机的竖向位置避让

塔式起重机的竖向位置避让主要考虑了由于地下室及裙房施工阶段塔式起重机数量多达10台的情况，规定相邻塔式起重机的安装高差≥6m，以及运行过程中处于高位塔式起重机的最低部件(或吊钩升至最高点或平衡重的最低部位)与低位塔式起重机处于最高位置部件之间的垂直距离应≥2m。

1)水平位置相互交叉的2台塔式起重机在初次安装及后续爬升中，需保证2台塔式起重机的高差≥6m，相邻塔式起重机安装高差如图7所示。

2)水平位置相互交叉的2台塔式起重机在运行过程中，需保证高位塔式起重机所吊运的构件与低位塔式起重机最高点之间的垂直距离≥2m，相邻塔式起重机构件高差如图8所示。

4．2群塔防碰撞监测系统

为满足材料的垂直运输服务要求，本工程地下室及裙楼施工阶段共布置10台塔式起重机，由于塔式起重机分部密集，安全风险较高，为避免群塔作业时发生塔式起重机碰撞等安全事故，项目部采用了群塔防碰撞监测系统。

该群塔防碰撞监测系统由安装在塔式起重机上的RJ-101型塔式起重机安全监测仪、安装在施工现场办公室的RJ-103型塔式起重机控制器以及安装在远程管理中心的RJ-104型塔式起重机安全管理信息系统3部分组成，群塔防碰监测系统工作原理如图9所示。

4．2．1 RJ一101型塔式起重机安全监测仪

RJ-101型塔式起重机安全监测仪由带动态显示的主机(内置制动控制)、角度传感器、幅度传感器、风速传感器、力矩传感器、质量传感器、倾角传感器、高度传感器和无线通信模块等组成，能够实时采集并显示塔式起重机的运行状态，塔式起重机安全监测仪系统如图10所示。

RJ-101型塔式起重机安全监测仪的主要系统

性能及相应功用介绍如下。

1)具有10．4in(1in=2．54cm)大液晶动态实时显示，能够直观地显示塔式起重机的运行状态以及塔式起重机的运行阈值，其主界面主要显示以下参数：①实际测量值包括小车行程、高度、回转角、起重量、力矩、风速、倾角；②塔式起重机的基本信息包括塔臂长度、后塔臂长度、起重倍率、塔高；③显示塔式起重机的额定值包括风速、幅度以及相应的起重量和力矩；④塔式起重机的负荷比率、运行状态以及预警原因，提醒塔式起重机驾驶员进行有效判断；⑤显示塔式起重机安全制动状态包括塔式起重机的上、下、前、后、左、右运动状态的控制。其主要作用是能够准确地将塔式起重机各方面的性能参数、实时作业的各种监测值以及运行状态一目了然地呈现给塔式起重机操作人员，便于驾驶员及时做出更加准确有效的判断和操作。

2)能够及时准确地获得其他塔式起重机的运行状态数据，并利用终端进行塔机群的防碰撞计算。其主要作用是实现了不同塔式起重机间的距离预警和高度预警，避免塔式起重机间碰撞事故的发生，并集成防碰撞、力矩限制、风速报警、倾斜报警、制动控制、塔式起重机黑匣子等多种功能，解决了塔式起重机全方位的安全监测预警功能。

3)能够实现声、光、图像等方式的综合预警，在必要时能够实现自动控制。

该系统基于测量得到的本塔式起重机的运动状态、其他塔式起重机的运动状态以及系统障碍物的信息进行防碰撞计算，并依据防碰撞计算的结果，采用声、光、图像等多种报警方式提醒塔式起重机驾驶员谨慎操作，在必要时能够实现自动控制，在不同预警程度时系统的预警方式如下：①二级预警发生预警危险的物体显示为黄色，报警声开启；②一级预警发生预警危险的物体显示为红色，报警声开启，报警灯闪烁。

4)能够在碰撞发生前先报警提示且具有制动控制功能。在发生报警提示时，若继续前行则根据算法要对碰撞的方向进行制动，停止前进，避免进一步的危险发生，大大提高了安全防护能力和等级。系统设有安全制动系统，能够保证在出现意外危险时安全制动塔式起重机，避免事故发生。

塔式起重机监测仪是其安全监测的预警系统，能够全方位保证塔式起重机的安全运行，能够在碰撞发生前先报警提示，若继续前行则根据算法对要碰撞的方向进行制动，停止前进，避免进一步的危险发生，大大提高了安全防护能力和等级。

4．2．2 RJ-103型塔式起重机控制器

RJ-103型塔式起重机控制器用于对施工现场多台塔式起重机协同作业进行管理，集塔式起重机远程监控、运行状态记录、历史数据追查、塔式起重机事故调查、塔式起重机安全预警等多种功能于一体的无线传感装置。

塔式起重机群远程监控系统由远程控制器、无线通信控制器、无线网络控制器、远程监控软件、黑匣子记忆、塔式起重机安全预警装置等组成。主要性能及相应功能包括以下几点。

1)塔式起重机安全状态预警①绿色表征塔式起重机处于安全区域；②橙色表征塔式起重机安全值小于预警阈值，二级预警；③红色表征塔式起重机安全值远小于预警阈值，一级预警。

2)独立预警只需要开启塔式起重机控制器就能完成施工现场塔式起重机运行状态的监测以及安全预警，无须开启系统软件，提升了系统安全的鲁棒性。

3)障碍物防护塔式起重机即将进入障碍物(高压线、烟囱、输电塔、周边高层建筑)时，系统能够提供及时预警。

4)历史记录回放自动记录塔式起重机运行数据，查看历史塔式起重机数据，再现塔式起重机历史运行状态，实现黑匣子记忆，为事故调查提供判定依据。

5)预警通知在发生预警事件后，塔式起重机控制器能够将塔式起重机的预警状态和预警信息发送给塔式起重机的管理者，使管理者能够了解塔式起重机的运行状态，并能及时做出相应的反应。

4．2．3 RJ-104型塔式起重机安全管理信息系统

RJ-104型塔式起重机安全管理信息系统用于远程对区域内的多台塔式起重机的运行状态进行实时监控和管理，及时掌握区域内多台塔式起重机的运行状态。

区域内的各塔式起重机的运行状态数据可以通过有线网络或者无线网络传输到区域管理中心，管理中心将结合GIS技术实现塔式起重机运行状态的远程监控。其主要性能及相应功用介绍包括：①能够实现实时、动态、远程地对塔式起重机状态进行监测；②依据塔式起重机的运行状态提供塔式起重机运行状态报表，实现塔式起重机区域监督和管理；③实现对塔式起重机运行状态异地监控；④系统具有塔式起重机信息查询、监测数据查询、报警塔式起重机查询、运营报告管理、系统信息设置、系统管理等功能。

该塔式起重机安全监测预警系统通过设置在大臂、小车、限位器等部位的感应器，准确分辨与其他塔式起重机的位置关系，当塔式起重机间距离小于设定的安全界限，该系统将自动停止塔式起重机运转，确保塔式起重机运行高效、安全。

4．3 LED灯带显示系统

本工程的工期十分紧张，大量钢筋、模板、木方、机电安装材料以及精装修装饰材料等都需在夜间吊运，所以塔式起重机需保证24h运行。夜间群塔作业时，由于光线较暗等因素，操作人员存在较多的视野盲区，极易出现塔式起重机碰撞等安全事故，特别是重庆冬、春季节夜间具有大雾天气的情况，即使操作人员格外谨慎保证安全作业，也会大大降低整体作业效率。项目部借鉴采用了广泛用于勾画性建筑物、桥梁、公园广场等轮廓外形的LED灯带显示系统。将LED灯带安置大臂尖端至平衡臂尾部，在夜间作业时各塔式起重机的轮廓清晰可视，其大臂所处的空间位置、动作趋向、动作速度等工作情况可被相邻塔式起重机的操作人员实时掌握，并据此及时协调各自塔式起重机的作业动向，从而很好地保证了夜间群塔作业安全有序进行，同时极大地提高了大型设备的工作效率。

5 结语

本工程通过设定塔式起重机的水平回转限位，合理布置高j低位塔式起重机，引进群塔防碰撞监测系统以及设置塔式起重机LED灯带显示系统等技术和安全管理措施，科学有效地降低了群塔作业时塔式起重机碰撞风险，保障了生产作业顺利开展。

参考文献：

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[2] GB5144--2006塔式起重机安全规程[s]．北京：中国标准出版社。2006．

[3] 许福新．群塔作业塔机布置与管理实例[J]．建筑机械化，2010(3)：61-63．

[4] 陈存华．施工现场群塔作业防碰撞施工控制[J]．建筑安全，2013(6)：52-54．