高樓塔式吊車 作業安全管理

高樓興建採用塔吊 是無法避免之趨勢

一、前言

營造施工風險是各行業別中較高者,因此,施工中安全管理乃非常重要。一旦發生工安事故災害時,可能非僅為工區內之風險,有時亦會造成公共危險、衝撞社會秩序等情事。

2002年3月31日世界第一高樓『台北101』因台灣地區發生331大地震,引致施工中塔式吊車掉落意外,除作業勞工傷亡,同時亦造成工區外第3者受傷,此事件也因當時其為世界第1高樓工程光環,因而受到台灣社會震驚且躍上全世界媒體報導。

2009年4月24日同樣為超高層大樓施工之統一開發大樓(31樓高),發生施工用塔式吊車於拆除過程飛落,且不幸地撞擊道路上之遊覽車造成人員傷亡。

姑不論世界其他國家,其實此期間於台灣地區亦另發生多起吊車傾倒或墜落事故(勞委會指出,去年造成勞工死亡的重大職災中,起重機吊掛作業所致共12件,但死亡都是勞工本身,並未波及路人)。但是以上述『台北101』及『統一開發大樓』2個案例而言,雖然災害發生機制不同,但明確可以瞭解在都市興建超高層建築日益頻繁之下,使用空中吊車之機會無法避免,特別是工業化建築(預製-模矩式施工法)是近年來各國為節能減碳所提倡之議題。因此,建造一棟高樓使用塔吊車機會將更為密集而無法避免。

二、相關管理法規

1.勞工安全衛生法
第8條對於危險性之機械或設備之檢查有明文規定相關權責機構;第15條針對危險性機械或設備其操作人員提出限制條件。
2.勞工安全衛生法施行細則
第11條定義了危險性機械包括之項目;第13條針對危險性機械列出檢查項目。
3.起重升降機具安全規則
針對起重機之安全管理及吊掛作業過程之安全管理提出規則供遵循,必要之結構部分則要求參照相關構造標準。
4.固定式起重機安全檢查構造標準
針對結構部分及機械部分列有詳細之構造標準。
高空使用起重機具之安全管理分3階段

三、作業流程之主要安全管理概念

任何1個工地如擬於高空使用起重升降機具(特別是塔式吊車及人字臂起重機等),必然經過3個主要安全管理重點程序,包括:1.安裝;2.使用維護(含爬升);3.拆除。而此整個過程中,國內法規如前所述已有相當明確規定可供參考引用、遵循。茲提出3個階段之管理重點,供各位參考:

1.安裝階段

以3個主要階段而言,安裝起重機具是較為安全(或說相對較不危險)的步驟:主要針對機具之本身結構安全、機械性能、吊掛器具或配件是否安全及符合規定為主,當然也包括應事先檢討整組起重機與結構體或與地盤結合之安全強度。由於一般在安裝階段,大樓結構體尚未興建,現場大部分均有充分之空地可以供起重機具構件置放,同時因為安裝時之座落高度往往不高(移動式起重機可施行範圍),因此本階段是較為『不危險』的階段。

但是一般在安裝階段最重要的是,已完成整個塔吊作業計畫之確認,亦即應包括施工中維護爬升及後續拆除作業,均應有完整之計畫,以免在急就章或是趕工狀態下,造成更多不必要之風險。當然不只其作業計畫,其整個作業過程之安全管理辦法亦應在此階段確實擬定並加以實施。

2.使用階段

塔吊安裝完成後開始正常使用中,依照法令規定或是現場實際安全需要,每日的專人安全巡視及定期(建議每週)之安全檢查,仍然是必須的。由於吊車每天運轉揚重,難免之反覆動態載重隨時變化中,一般起重機具主要以H-T Bolt及或Ping為主要組裝整組機具,因此,隨時檢視Bolt及或Ping是否鬆動是此階段之重點。當然本階段最重要之安全管理應為塔吊爬升過程,由於在爬升過程中整組塔吊乃是處於一種動態平衡之假穩定中移動,可想而知在此階段務必確實掌握爬升無阻礙,且縮短爬升時間以降低風險。

3.拆除階段

一般咸認此階段是『最為不安全』階段,由於通常到了拆除塔吊時間點,往往已近完工階段,工程單位均因工期限制或是迫在使用執照取得之期限下,顯得相當緊迫而無法謹慎地考慮當地週邊環境和氣候,且萬一碰上不可預測之地震等因素。何況此階段大樓結構體均已完成,大部分外牆裝飾材料(如帷幕、玻璃、石材、燈光、器具等均已安裝完成),最重要的是此時塔吊位置將是在高空中,除非是非市區而周邊有空地可利用,同時高度不高(限制約70公尺)方可能足以有機會採用全吊拆除,否則勢必在高空安裝較為小型塔式吊車來解決原有塔吊拆除之需求,當然小型的塔式吊車仍然需要被進一步地拆除。

所以除了拆解過程將原有穩定架構轉成不穩定架構並加以拆除吊運外,還有人員必須在最高空作業、防止吊運過程撞擊已完工之大樓,地面交通維持等危險因素必須加以掌握。

人的管理 仍是危險性機械之要因

四、安全注意事項

依照每一年國內外之施工災害類型統計中,在營建範疇內,發生災害之嚴重度(SR)為危險性機械類之災害,也因此才會有危險性機械之相關特別安全法令規定。基本上雖然是被名為『危險性機械』,事實上究其發生之間接原因或基本原因,往往是人為因素佔大多數比例。由於此部分屬於較為專業性高風險性之行業,工地中較難有太多人瞭解並加入管理,但是相信其實其相關安全法規已非常完整,只要用心管理,按部就班地依照安全準則操作,事實上『並非不安全』,茲列幾項操作安全注意建議事項提供參考:

1.操作手之訓練:好的專業操作人才,是確保安全最佳方法,除操作技能之專業教育還要有工作理念及情緒管理等。同時唯有優渥待遇、給予高尚尊嚴才能提升人員素質,目前國內之操作手學歷普遍較低,對於個人安全認知或許足夠,但是不那麼瞭解對於公共安全維護的重要性。
2.預製式施工,不論鋼骨構架安裝、高樓帷幕牆安裝、預鑄構件、其他建材、機具及設備等在吊裝前,應先擬妥施工計畫書方能使用起重機具進行安裝。
3.塔式吊車屬於爬升式機器,每節爬升一次。吊索能量檢核及其他臨時設備檢驗,均必須全面性檢查,不應原先檢查符合即可忽略之。
4.重要安全管制節點(如安裝、爬升、拆除)成立專責小組專案管理,管理項目包括:人員、機具、工具、材料、工法、時/地、現實環境及氣候因素等均需考量。在高樓層施工,是屬於特殊的施工法,勞動檢查機構訂有操作守則、作業標準,施工時考慮的因素有很多,風力及風速都會列為考慮範圍內。
5.高空物體飛落時往往不會垂直掉入工區範圍內,有可能墜入鄰房、鄰近道路,甚至因風勢關係而飄到很遠之處。然管制空間需要多大,目前無法可循,最重要者仍有賴在現場管理工程師團隊經驗及專業技術判斷。
6.有關單位本位主義下,施工單位有其安全管制上之難處,如現行道路暫用申請,相當困難,如規定借用道路必須1個月前提出申請,對於工地而言,現場變化因素很大,往往1個月之後可能無法準確地依照原計畫時間點實施。因此,臨時提出重新申請,也往往無法通過核准,迫使施工單位必須『自行處理』,而僅能以默默承受罰單告發下,自求多福地完成拆除作業,事實上,現行此種困難重重下,增添更多危險。
7.事先模擬試吊運作業,以完整的模擬程序來確認各項作業節點可能之危害風險並加以逐一排除或降低風險。

五、緊急應變

僅提供台北101大樓於2002年3月31日 331大地震時之緊急應變作為供參考:

1.事故名稱:331地震(震央位置:花蓮秀林站東方44.3公里;規模:6.8;震源深度:9.6公里(極淺層地震);震度:台北地區5級。
2.發生時間:2002年3月31日(星期日)14:52。
3.發生過程:331地震發生時,塔樓鋼骨施工樓高56層,因地震造成放大效應,施工中四台塔式吊車(高度約212公尺)其中二台因塔節斷裂,造成吊車自高空掉落,包括塔吊相關配件及未安裝鋼骨構件之物體飛落。
4.緊急應變:(1)地震發生時(塔吊搖晃尚未墜落過程),工區內勞工緊急就近避難,工程師管制工區外交通並引導車輛及行人避難。(2)物體飛落後,進行傷者搶救與急救(含附近軍、警、消及政府單位出動協助救災及封鎖道路)。(3)啟動緊急聯絡體系,通報相關主管機關並請求救災單位協助、通報各單位部門主管(相關人員快速到達工地)。(4)協助引導救援單位進入災區救災。(5)中央及市政府分別成立災害應變中心協助救災,並定時召開救災會報。(6)就近成立臨時救災指揮中心,啟動自衛編組及任務分派,共將救災作業分為救災、調查及復舊3階段進行。自衛編組包括:現場救災、2次危險因子排除、媒體公關說明、撫卹善後、事故原因調查及災害現況鑑定、復工小組、工程保險及政府機關應對、勞工安撫等。(7)各協力專業包商相關工程師進場協助持續護送傷者就醫及全面清查人員將受驚嚇之勞工陸續引導至安全區域,同時進行現場危險物件緊急處理,防止2次災害。(8)指派專責小組進行罹災及傷患之慰問、救濟及補償和解事宜。(9)由各級政府單位代表及專家學者成立事故原因調查及現況鑑定、復工審議小組。(10)結構體復舊與補強,重新檢討各項施工設備及提出復工計畫送審議小組審查。(11)勞工之安撫、復工前教育訓練及再次全面舉辦各項防災演練。

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超高層建築之塔式吊車 肩負起施工重要之責任

六、結論

1.現代之超高層建築施工機具以塔式吊車最為倚賴,尤其近年來塔吊之技術,不僅在吊運荷重及揚升速度大大提升外,駕駛室舒適之作業空間及各相關安全設施及設備如通訊、監視系統、均非常之完善。塔式吊車在超高層建築已不僅擔任吊運作業之任務,由於位置居高臨下也肩負著監控基地之周邊都市交通狀況及天氣狀況,並可隨時將資訊回饋地面管理中心,以俾掌握整體施工狀況及緊急應變措施。當然有關塔式吊車如何安裝、爬升、拆除及操作手在空中一日的生活等,都是有趣的話題。
2.在都市超高層建築日益頻繁之下,使用空中吊車情況無法避免,特別是工業化建築(預製-模矩式施工法)是近年來各國為節能減碳所提倡之議題,因此建造一棟高樓使用吊車機會將更為密集而無法拒絕。
3.使用起重升降機具(特別是塔式吊車及人字臂起重機等),必然將經過3個主要安全管理重點程序,包括1.安裝2.使用維護(含爬升)3.拆除。
4.一般咸認塔吊拆除階段是『最為不安全』階段,往往已因近完工階段,大樓結構體均已完成,此時塔吊位置將是在高空中,除非有空地可利用,同時高度不高(限制約70公尺),方可能有機會採用全吊拆除,否則勢必在高空安裝較為小型塔式吊車來解決原有塔吊拆除之需求,當然小型的吊車仍然需要被進一步地拆除。因此拆除階段風險最高。
5.好的專業操作人才,是確保安全最佳方法,除操作技能之專業教育還要有工作理念、情緒管理等,同時唯有優渥待遇、給予高尚尊嚴才能改善台灣目前之施工安全水準。
6.都市道路借用申請有法可循,但可行性不高,為了保護勞工安全,此種拆除作業一般禁止在夜間施工,但是位於都市的白天,車水馬龍的交通問題似乎限制了施工單位選擇最安全的計畫來施做,此部分有賴主管機關互不推諉或由中央立法來遵循,方能根本解決問題。
7.本次424塔吊事故,也凸顯一個長期存在的問題,就是總包商(現場安全管理單位)對專業分包廠商的管理能力不足或不仔細,衍生分包商的便宜行事而釀災。
8.最後提出『凡事照起工、一切攏輕鬆』來共同勉勵及分享,只要瞭解危險之所在,充分面對解決它,相信安全度是『八九不離十』,然工程師最忌諱的是自恃安全無虞,曾經1位技師前輩提過『十拿九穩/一敗塗地』,針對本次事故值得省思。

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424塔吊災變場景(一)

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424塔吊災變場景(二)

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424塔吊災變場景(三)

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】


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