某4×1 250MW電站項目租賃的#1鍋爐設備吊裝的塔機塔身垂直度偏差嚴重超標，塔機和鍋爐設備吊裝存在重大事故隱患。公司及時派專家組赴現場處理，通過拆除全部塔機部件、對塔機支腿和塔身基礎節處實施糾偏、重新安裝塔機后投用等措施，消除了塔機和鍋爐設備吊裝存在的重大事故隱患。塔機塔身糾偏后，公司制定了塔機基礎安全管理措施，加強塔機基礎設計、施工和塔機安裝過程垂直度控制，定期對塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差測量、分析和控制，使塔機基礎和塔身垂直度偏差在標準規定的安全范圍內，確保塔機安全使用。

1 塔機塔身垂直度偏差超標及糾偏案例

1.1 塔機垂直度偏差嚴重超標

筆者公司海外某4×1 250MW電站施工項目向國內某租賃公司租賃1臺TC7035B-16塔機，用于#1鍋爐設備吊裝，至2016年底塔機工況：塔機最高塔身高度75m，伸臂長度50m，最大起重量16t，塔機分別在22m和40m處各安裝一道附著。

電站處于海灘并于前期進行圍填，圍填后進行基礎處理，據當地第三方測試報告，電站圍填并進行基礎處理后地耐力達0.26MPa及以上；#1塔機地基比較復雜，塔機基礎設計前未單獨對地基進行地耐力測試；設計院現場土建技術人員設計基礎，基礎尺寸：6 600mm×6 600mm×1 700mm；塔機安裝后塔機基礎上方圍填3m土層。

塔機基礎由2016年7月2日澆筑，7月中旬開始安裝，8月上旬安裝并將塔身頂升到37.5m，并進行負荷試驗，8月8日經當地安全監督檢驗合格后使用，8月16日頂升到最大獨立高度61m塔身后繼續使用；塔機安裝過程未留存支腿水平度測量資料和塔身垂直度偏差測量資料，塔機使用過程未進行塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差測量。

10月初，項目部發現#1鍋爐塔機塔身往鍋爐方向偏移，即組織對該塔機塔身垂直度測量。測量結果：塔身高度61m，塔身偏西560mm，偏9.18/1 000；塔身偏南280mm，偏4.59/1 000。GB/T 5031-2008《塔式起重機》規定：空載，風速不大于3m/s狀態下,獨立狀態塔身（或附著狀態下最高附著點以上塔身）軸心線的側向垂直度允差為4/1 000，最高附著點以下塔身軸心線的垂直度允差為2/1 000。可見#1鍋爐塔機塔身垂直度嚴重超標。

項目部將塔機偏差通報給租賃公司，要求租賃公司采取措施；租賃公司在22m塔身處安裝一道附著；然后頂升塔身至75m，在塔身40m處安裝第二道附著。二道附著安裝后，塔機繼續使用。

1.2 塔機塔身垂直度糾偏

公司2016年年底獲悉該項目#1鍋爐設備安裝所租賃塔機塔身偏差嚴重超標信息后，為消除#1鍋爐設備吊裝和塔機嚴重事故隱患，決定派專家組現場消除隱患，2017年1月中旬專家組赴現場處理#1鍋爐塔機塔身垂直度偏差糾偏事宜。

1.2.1 塔機塔身垂直度偏差和基礎沉降測量

第一道附著處（0～22m）塔身垂直度偏差測量，偏西200mm偏9.09/1 000，偏南90mm偏4.09/1 000；第一道附著與第二道附著（22～40m）塔身偏差測量，偏西125mm偏6.94/1 000，偏南105mm偏5.83/1 000；第二道附著處（0～40m）塔機塔身垂直度偏差測量，偏西325mm偏8.13/1 000，偏南195mm偏4.875/1 000；自由端（40～75m）塔機塔身垂直度偏差測量，偏西125mm偏3.571/1 000，偏南70mm偏2/1 000。由于塔機基礎埋在地下3m處，因此無法直接測量基礎沉降值，我們實測塔機基礎節與加強節的連接4根主弦桿中間點（2 000mm×2 000mm）水平高低差值，以間接測量塔機支腿處基礎相對沉降差的數值，支腿處基礎偏西18mm、偏南9mmm、4只支腿最大絕對差27mm，基礎分別向西、南方向不均勻沉降9/1 000和4.5/1 000。

1.2.2 塔機狀況分析

1）盡管塔機自由端塔身偏差在標準允許的范圍內，但二道附著塔身垂直度偏差均嚴重超標。

2）二道附著下的塔身偏斜的斜率有較大變化，空載情況下二道附著支撐給塔身均有較大水平拉（或推）力，特別是第二道附著處受更大的水平力。

3）塔機支腿不均勻沉降的差值與塔身垂直度偏差基本相對應，可以肯定在整過安裝、使用過程中，塔機塔身垂直度嚴重超標是塔機支腿不在一個水平度造成的。

4）由于缺少支腿埋設、基礎澆筑后支腿驗收資料和塔機安裝驗收資料，以及塔機安裝前、后和前期使用過程未進行塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差測量，無法準確判斷目前塔身垂直度偏差嚴重超標原因，但從間接測量四個支腿高低差最大27mm，存在基礎不均勻沉降可能。

5）從整個量數據分析，塔機采用附著后，塔機基礎減少不均勻承載，塔機基礎沒有再發生較大不均勻沉降，基礎相對穩定。

1.2.3 塔機塔身糾偏措施

根據上述分析，專家組采用以下糾偏措施：①采取塔機附著后基礎沒有進一步擴大不均勻沉降，目前基礎相對穩定，并且工期不允許廢除原基礎做新基礎，現場無法采取措施進行基礎糾平處理；②塔身全部采用主弦桿軸銷連接，塔身無法采用增加墊片的方式進行糾偏；③專家組決定塔機全部拆除，塔機支腿與塔身基礎節不再用軸銷連接，而通過焊接方法連接，經計算焊縫強度大于軸銷連接時強度；④塔機拆除后，保留支腿四只方銷，以西南角最低支腿為基準，切割其它三只支腿外圈鋼板（計劃切割9mm、18m和27mm），使切割后塔機四只支腿外圈鋼板在同一水平面上；⑤焊接塔機支腿和基礎節塔身焊口上下30°坡口，焊接要求對稱同步焊接，焊接參數選擇小能量輸入，電焊條選用結507?3.2焊條，實施多道多層焊接；⑥塔機焊接前、后進行塔身垂直度控制和復測，焊接前塔身垂直度控制在5/10 000，焊接后塔身垂直度控制1/1 000；⑦塔機支腿和塔身基礎節連接焊縫處采用16mm鋼板加固，垂直焊縫連接焊，水平焊縫間斷焊。

1.2.4 塔機塔身糾偏實施

根據專家組意見，施工單位編寫塔機拆除和安裝方案、塔機塔身糾偏方案，經專家組同意，項目審批后實施，共用6天時間完成塔機拆除、塔機塔身糾偏和塔機安裝工作。未安裝塔機上部結構前，在塔身40m處在未受水平外力情況下先安裝附著；塔機最后伸臂長度50m，塔身高度78m，一道附屬高度40m，塔機安裝完成后進行垂直度測量和負荷試驗。塔機塔身垂直度測量結果：附著以下（0～40m）偏西29mm偏0.725/1 000，偏北5mm偏0.125/1 000；自由端（40～78m）偏西35mm偏0.92/1 000，偏北5mm偏0.13/1 000；塔機基礎節和加強節四根主弦桿連接縫在同一水平面上，檢驗結果符合專家組糾偏措施的控制要求。

公司要求項目部每月對塔機塔身偏差和基礎沉降進行測量并匯報到公司本部，據6月對#1塔機測量，附著以下（0～40m）偏西30mm偏0.75/1 000，偏北10mm偏0.25/1 000；自由端（40～78m）偏西40mm偏1.05/1 000，偏北10mm偏0.26/1 000，符合塔機垂直度偏差標準。

2 案例分析

1）電廠基礎由海灘圍填并加固處理而成，盡管當地第三方測量單位提供測量報告，電站地基承載力0.26MPa以上，但第三方測量范圍大，#1塔機基礎位置本身地基復雜，挖深后地基并不能確定具有0.26MPa地耐力，而基礎設計前并沒有對塔機地基進行地耐力測試，事后對基礎設計復核，基礎設計未留有充足余量。因此未真實了解塔機基礎的地基地耐力、基礎承載力不足是造成基礎沉降主要原因。

2）塔機租賃公司對塔機支腿安裝不重視是造成本次案例的重要原因。塔機支腿安裝對塔機安裝質量至關重要，在安裝塔機支腿時，嚴格控制四只支腿的水平度；澆筑支腿時要對4只支腿加以保護，防止澆筑過程支腿位置發生變化；基礎澆筑未凝固前，設法對支腿位置進行復測；基礎移交安裝時，做好支腿復測技術記錄。安裝單位未留存塔機支腿安裝和移交技術資料，無法排除由于塔機支腿安裝偏差過大或混凝土澆筑過程支腿位置變動，造成塔機塔身偏差超標。

3）塔機安裝驗收不規范，不按規定定期限對塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差進行測量，造成不能及時了解塔身垂直度偏差超標情況，使塔機和鍋爐設備吊裝長期存在嚴重事故隱患，也為以后專家組準確性確查找偏差原因重大困難。

4）租賃公司采用在22m和40m增加二道附著，降低了傳遞給基礎的彎矩值，對基礎不均勻受力起到保護作用，附著后未發現塔機基礎繼續不均勻沉降等。但時，我們對附著后塔身偏差數據分析，二道附著（特別是第二道附著）處，附著支撐桿給塔身較大水平力，#1鍋爐塔機設備吊裝僅存在較大安全事故隱患。

5）對租賃和協作單位塔機安裝、使用的管理，項目部存在較大薄弱環節，管理基本失控，應引起足夠重視。

3 塔機基礎和塔身垂直度安全管理措施

針對海外項目部租賃塔機發生塔身嚴重超標的案例，公司各級管理人員引起高度重視，并采取特定措施，防止該案例事件在其它項目重復出現。

3.1 基礎設計施工

根據GB/T 13752-2017《塔式起重機設計規范》和JGJ/T 187-2009《塔式起重機混凝土基礎工程技術規程》進行塔機基礎設計或選用，并組織施工。

1）根據起重機械基礎地質資料，特別是地基地耐力和制造廠推薦基礎圖紙，進行塔機基礎施工。

2）根據制造廠提供的塔機對基礎傳遞的受力情況和地質情況，委托專業設計單位進行基礎設計，并進行基礎施工。

3）本單位土建專業根據地質情況和塔機制造廠提供的塔機對基礎傳遞受力情況，根據規范要求進行基礎設計，并經本單位土建專業總工程師（或副總工程師）批準后施工。

4）施工單位按批準的基礎圖紙實施基礎施工，并進行過程質量檢驗，留存基礎施工資料。

3.2 塔機安裝過程塔身垂直度控制

1）預埋支腿安裝和驗收：塔機支腿預埋時，控制支腿安裝尺寸和水平度；基礎澆筑前，做好防止支腿移動的保護措施；基礎澆筑未初凝時，及時對支腿進行復測和處理，防止基礎澆筑過程支腿移動。

2）擱置在基礎上的支腿，在支腿安裝過程中，根據制造廠要求，控制支腿水平度。

3）根據制造廠對塔身安裝垂直度控制要求，嚴格控制塔身安裝垂直度，制造廠垂直度控制要求一般都高于國家相關標準確、規范要求。

4）塔機安裝完成后（往往塔身獨立高度或低于獨立高度），在基礎四角用油漆標注基礎沉降檢測點，并將沉降測量點位置尺寸留存資料；在進行負荷試驗前和負荷試驗后，分別進行塔機基礎沉降和塔身垂直度測量，并將測量值留存在塔機安裝技術資料。

5）安裝附著控制塔身垂直度：塔機安裝和使用過程中，塔身發生偏差是正常的；安裝附著時，可以適當降低塔身偏差，但過大糾正偏差會使塔身在非負荷時承受較大水平力，對塔機安全是極不利的。應該根據本次塔機施工所需的附著，有計劃地利用附著降低塔身偏差。

3.3 塔機基礎沉降測量和塔身垂直度偏差測量

1）測量周期：塔機安裝后前2個月1周測量1次，以后每2周測量1次，測量有疑問時應增加測量頻次；當安裝工況發生變化或遇臺風、暴雨后必須及時進行測量。

2）塔機基礎測量：在基礎頂面四角應作好沉降及位移觀測點，并作好原始記錄，以后按規定定期測量；當基礎的沉降量大于50mm或傾斜率(tanθ)大于0.001，應及時匯報，由上級技術領導組織基礎處理。

3）塔機塔身垂直度偏差測量：塔機塔身垂直度偏差分2種工況測量：①獨立狀態測量：沿著塔身垂直2個面測量塔身垂直度偏差，此時除制造廠有特別規定外，塔身垂直度偏差不大于4/1 000；②附著狀態測量：也沿著塔身垂直2個面進行塔身垂直度測量，除制造廠有特別規定外，最高附著以下部分塔身垂直度偏差不大于2/1 000，最高附著以上自由端塔身垂直度偏差不大于4/1 000。

3.4 塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差測量數據分析

1）項目部加強對塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差測量管理，及時對測量數據進行分析，當發現基礎沉降和塔身偏差超標時，應及時向上級機械管理部門報告。

2）項目每月1次將塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差測量記錄上傳到本單位機械管理部門，公司所屬各單位應認真分析測量數據，及時處理有關測量異常事宜，并及時將各項目塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差上報上級公司。

3）公司本部設備管理部門對各單位、項目塔機基礎和塔身垂直度偏差值分析，有疑問及時同基層單位、項目溝通，了解公司系統所使用的所有塔機基礎沉降和塔身垂直度偏差狀況，及時組織處理塔機使用突發事件，確保塔機使用安全。