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中国电力设备管理协会

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新技术在施工设备安全管理中的应用

作者:   发布时间:2018-11-02

一、前言

     随着我国经济建设的稳步发展和科技的进步,大型施工起重机械已广泛应用于各个领域的工程建设项目中,大大提高了劳动生产率。但是,各式大型施工起重机械的大量使用,给设备安全管理工作带来不小的压力。近年来,各类起重机械事故不断发生,给人们的生命和财产安全造成巨大威胁。为了有效地提高施工起重机械的安全管理,保护人民的生命财产安全,科技人员不断在创新技术,并将新技术成果运用到实践施工领域中去。

     本公司是一家主要从事火力发电施工建设的单位。根据工程大小和施工力能配置,在施工场区内会布置大大小小各种规格型号大型起重机械,提高现场起重设备安全管理工作难度。

二、实施背景

     根据行业事故通报和公司对现场机械检查中问题的总结,发现现场起重机械设备碰撞事故主要以避让不当、误操作等因素造成。虽然国家现行的法律法规规定多机在同一区域时要采取避让措施,但显然无法完全避免各机相互干涉,特别是机体与钢丝绳之间的刮碰时有发生,给安全生产带来很大隐患。在实际的施工应用中,由于机械结构大、工作空间多存在障碍物、工作区间重叠等因素,操作人员的视野受限且存在视觉误差,单纯依靠操作人员很难完全避免事故的发生。不仅如此,随着智能通讯设备的快速发展,操作人员上班时间违规使用通讯设备发生机械事故,造成重大损失的时有报道。针对上述出现的问题,使用新技术、新工艺对原有设备进行改进更新,有效防止设备安全事故的发生。

三、具体实施做法

1.在塔式起重机上安装超声波防碰撞系统

     为了有效避免在同一区域施工的塔式起重机械的机体与钢丝绳之间的刮碰的问题,增加塔机使用的安全系数,保护塔机操作者的生命安全,安装了一套防碰撞装置。

     这套防碰撞装置,具体包括两个摄像头,六个超声波感应器和一台计算机。其中一个摄像头安装在塔式起重机起重臂头部,第二个摄像头安装在塔帽中部。两个超声波感应器对称布置在塔式起重机的起重臂头部两侧,两个超声波感应器对称布置在平衡臂端部两侧,两个超声波感应器分别对称布置在平衡臂中部两侧。两个摄像头和六个超声波感应器分别与计算机连接,计算机设置在操作室。

1、2 摄像头 ,3、4、5、6、7、8超声波感应器 ,9 计算机显示屏

防碰撞装置的结构分布图

防碰撞显示屏 

防碰撞摄像头 

红外线感应器 

     如上图所示,当有障碍物靠近或接近起重臂或者平衡臂时,超声波感应器会感应到障碍信号,并通过数据线将感应信号传到设置在操作室的计算机上,计算机通过显示屏以图像和声音的方式提示操作人员采取避让措施。首先是障碍物较远、即将靠近塔机的平衡臂或起重臂时,超声波感应器感应,计算机发出警示信号提示操作人员。当超声波感应器感应到距障碍物较近时,计算机切断相应动作但不切断反方向动作,自动规避风险。操作人员会根据显示屏的图像和声音做出相应的调整,规避碰撞风险。

2.在门式起重机上安装防碰撞装置

     在施工现场组合场区域,同一轨道上安装多台龙门式起重机,龙门式起重机行走区域内必有提供运输货物通行的厂区道路。因此,当有车辆或者施工人员经过马路时,龙门式起重机在工作时可能会发生碰撞。为了避免发生以上情况,我们在门吊大车行走机构上安装了红外线感应开关,代替老式的机械防碰撞限位开关。不仅当同轨道上的门式起重机靠近时能切断动作,而且在有人或车辆经过靠近时探测范围(≥1.5m)即能切断动作,这种红外线感应系统,大大提高了限位器的可靠性和实用性,非常有效地防止碰撞的发生。  

龙门式起重机红外线感应器

3.在施工机械登机口安装登机感应器

     为了确保塔式起重机和门式起重机的安全使用,当起重机械工作时,有检修人员或者工作人员登机时,安装在通道口的红外线感应器就能感应到有人登机,这时操作室内就会有感应信号并切断起重机械的动作,防止操作人员的误操作伤人等意外事故发生。

登机感应装置

4.操作室安装监控记录仪

     随着科技的进步,智能手机越来越普及,在方便的同时也带来一定的弊端,有些施工机械的操作司机在工作时,违规使用手机,注意力不集中,导致出现机械事故的案例比比皆是。

     为了防止操作人员在工作时违规使用手机,出现注意力不集中的状况,在操作室内安装了监控记录仪。这种记录仪只朝着操作室内的座位方向安装,操作室内的其他地方并不能监控到。这样,当司机有事需要使用,他们必须先切断施工机械动作,然后离开驾驶室座位。既监督了施工机械的司机,防止他们在工作时玩手机,也不侵犯他们的隐私。

 监控记录仪

5.在施工升降机楼层门上安装自动连锁装置

     施工升降机是高层建筑施工中最重要的垂直运输设备,由于它客货混装,在露天作业下,工作环境恶劣,不确定因素很多,是施工现场重大的危险源之一。历年来,施工升降机的安全事故屡屡发生。其中由于楼层门缺陷造成的事故占有一定的比例。分析事故发生的主要因素有以下原因:楼层防护门没有随手关闭或者未关闭牢固。楼层门采用栅栏式结构,很难控制或保证电梯吊笼在非停靠状态下始终处于完全关闭状态,随时可能被待乘人员打开。简单的办法是每层楼层门都上锁,由施工升降机司机直接控制,待吊笼到达楼层后开启。但是这种方法比较繁琐,如果司机怕麻烦或者处于施工高峰期,往往很难坚持下去,可操作性很差。目前,市场上的防护门多为简单的插销锁门方式,通过吊笼内乘员打开防护门,或者是笼内没有乘坐人员时操作人员离开操作台,打开防护门,此类防护门与吊笼是相互独立的,不能相互控制。正因为如此,楼层门不关或者吊笼未到达时提前打开,造成从楼层口发生坠落事故的情况时有发生,带来很大的安全隐患。

     为防止和杜绝上述情况导致出现安全事故,研究了一种楼层门自动连锁装置,其包括门栓、转臂式行程限位开关、红外线光电开关、电磁阀、门栓保险销、门本体、拨片和若干个门栓固定环。若干个门栓固定环依次呈直线焊接在门本体上,门栓穿过固定环,门栓上方的门本体上开有长条形通孔,拨片穿过长条形通孔并焊接在门栓上,拨片沿所述长条形通孔滑动,转臂式行程限位开关固定在门本体上,光电开关和电磁阀通过导线连接,门栓保险销一端与电磁阀的弹簧拉杆固连,门栓保险销位于长条形通孔的上方,转臂式行程限位开关与吊笼控制电源连接。

自动联锁保护装置

     当施工升降机不在楼层时,平台门楼层门处于关闭状态,门上的转臂式行程限位开关在拨片的触动下处于闭合状态,门栓保险销在电磁阀的弹簧力作用下弹出,挡住拨片。这时,平台上的人员不能打开平台层门,这时转臂式行程限位开关处于接通状态,吊笼得电可以运行。当施工升降机吊笼到达某呼叫楼层时,光电开关感应到施工升降机吊笼后接通电磁阀的电源打开门栓保险销,此时可以手动拨动拨片使门栓横向移动,该楼层门打开,门打开后,转臂式行程限位开关脱离拔片,限位开关处于断开状态,吊笼控制回路断电而不能运行。所有楼层的转臂式行程限位开关串联后,再与吊笼控制回路串联,只要有一层防护门打开,吊笼就不能得电运行。通过电源线将红外线光电开关和电磁阀串联起来,门栓保险销挡住拨片,转臂式行程限位开关处于闭合状态,这样楼层平台上的待乘人员不能打开平台门,这将有效地防止高空坠落的发生,增加了安全系数。自动连锁装置在施工现场容易安装和维护,可靠性好,成本低,经济效益高,适用性强,可推广性很强。

四、新技术所使用的装置特点

     具有一定的创新性:对施工机械的结构不产生影响,相当于增加多重施工机械的安全方式。众所周知,施工机械在生产完成后,有许多的安全装置,如力矩限制器,小车行程限位,断绳保护装置,高度限位等等。这样,多了一项安全装置,就给起重机的使用多了一份安全保障。

     具有一定的可推广性:因为我国城镇化建设进程加快,大型施工机械作为非常重要的起重设备,是施工中不可缺少的起重工具,区域密集的地方会有很多的机械在进行施工。防止机械作业间碰撞发生,防碰撞装置不可或缺。同样,施工升降机自动连锁装置能很好的防止高空坠落的发生,安装的监控记录仪也是提醒操作人员遵守操作规程。此次推广的一系列装置结构简单,没有许多的电器元件。结构简单,施工现场容易安装和操作,并且容易维护,成本并且不是很高,具有一定的经济效益,实用性很强。

五、实施后所产生的效果和影响

     直接效益:自从本公司在宿迁工程施工现场安装这些新技术下的安全装置后,出现机械的碰撞概率大大减少。通过防碰撞装置上电脑收集的信息和反馈,操作者与现场起重人员之间的沟通更为直接。由于视野的限制,现场起重人员和操作人员并不能很好的观察到吊物与建筑物之间是否存在碰撞可能,但是经过信息反馈到电脑和语音的提示,操作人员和起重人员就能很好的沟通,做到规避危险,大大降低了事故的发生。

     通过安装的监控记录仪,同样也督促了操作人员,让他们在工作中能集中精力,能做到机械安全操作,很好的完成工作和任务。现场没有发生一起因为操作人员违规使用手机而发生事故。

     间接效益:提高了企业安全生产的管理能力。安全生产是企业重中之重,通过防碰撞装置、自动连锁装置和行车记录仪等一些列装置的预防,降低了事故的发生,提高了安全生产效率。在业主、监理及同行业单位中取得了较好的声誉, 被国电公司检查组做为新技术进行推广。