2024年5月12日上午10时18分,河北省张家口市某风电场内,一台650吨级履带起重机(型号为某品牌SCC6500)在吊装3.X MW风机机舱(重量约98吨,吊装高度约105米)时发生倾覆。起重机向侧面翻倒,吊臂折断,机舱坠地报废,事故造成1人死亡、2人受伤,直接经济损失约3200万元。
一、事故经过还原
当天天气晴好,风速4-6m/s(满足吊装条件)。事故起重机配置为:主臂84米+塔臂42米,超起工况,超起半径15米,超起配重180吨,中央压重40吨,车身压重80吨。作业半径24米,额定起重量112吨,实际吊载98吨(含吊具约5吨),载荷率约88%。
吊装于上午9时50分开始,机舱被平稳起升至约100米高度后开始回转。回转约30度时,起重机右侧履带下方地面突然发生不均匀沉降,整机向右侧倾斜约5度。司机立即停止回转并尝试反向操作,但倾斜在2-3秒内迅速加剧至倾覆角度,起重机向右侧翻倒。整个倾覆过程约5秒,司机室随车身翻倒,司机被甩出(未系安全带)后经抢救无效死亡,2名地面信号工被飞溅物击中受伤。
二、事故技术调查
1. 地基承载力不足。事故现场地质勘查显示,吊装作业区域表层为0.8-1.2米厚的粉土回填层,下伏粉质黏土层。回填层压实度不均匀,部分区域压实度仅为86%(要求≥94%),承载力特征值仅为120-150kPa。650吨履带吊在该工况下单侧履带接地压力约为180-220kPa,已超过实际地基承载力。
施工方案要求吊装区域铺设2层20mm厚钢板,钢板下方铺垫50cm厚碎石垫层并分层压实。调查发现:实际仅铺设了1层钢板(部分区域未铺设);碎石垫层厚度约30cm,且未分层压实;未进行地基承载力检测。在右侧履带位置,回填层下方存在一条已废弃的灌溉管沟(宽约0.8m、深约1.2m),沟内回填松散,形成局部软弱带,这是导致不均匀沉降的直接原因。
2. 载荷计算存在偏差。施工方案中额定起重量查表取值为112吨,但实际作业中还需考虑以下附加载荷:吊钩和吊具重量约5吨(已计入);风载荷(机舱迎风面积约28m²,风速6m/s时水平风载约1.2kN,对倾覆力矩有一定贡献);回转制动时的水平惯性力。更关键的是,超起配重的实际重量未经验证——调查发现超起配重块为多家单位拼凑,实际称重为172吨而非标称的180吨,少了8吨,降低了抗倾覆裕量。
3. 安全装置状况。事故起重机的力矩限制器在事故时显示载荷率88%,设备本身未超载。但力矩限制器无法检测地基沉降——当车体倾斜时,虽然倾角传感器有信号,但仅触发了声光报警(设定值3度),未与回转和变幅动作联锁。调查发现,该型号起重机的倾角报警阈值被现场操作人员从3度调高至5度(为了减少在不平地面上的频繁报警干扰),导致事故时倾角达到5度才报警,此时已来不及纠正。
三、管理原因分析
施工单位:风电吊装项目部对地基处理重视不足,未按方案要求铺设钢板和碎石垫层,也未进行地基承载力检测。现场存在"经验主义"——在该风电场前7台风机吊装中均未严格处理地基也未出事,产生了麻痹思想。专项施工方案虽经审批,但现场执行严重走样。
监理单位:监理人员未对吊装作业进行旁站监理,事发时不在现场。在之前的例行检查中曾发现地基处理不规范的问题并发出整改通知,但在施工单位未整改的情况下未予跟踪,也未向建设单位和监管部门报告。
设备租赁单位:起重机超起配重块管理混乱,不同项目的配重块混用,部分配重块标识不清。设备日常维护中未发现倾角报警阈值被更改,或发现后未纠正。
人员资质:司机持有有效的特种设备作业人员证,但安全意识淡薄——事发时未系安全带(履带吊司机通常不需要像塔吊司机那样系安全带,但在倾覆风险下安全带可以救命)。信号工无证上岗。
四、责任认定
事故调查组依据《中华人民共和国特种设备安全法》和《生产安全事故报告和调查处理条例》作出认定:施工单位对事故负主要责任,被处罚款200万元,暂扣安全生产许可证6个月;项目经理和项目总工因涉嫌重大责任事故罪被追究刑事责任;监理单位被处罚款80万元,总监被吊销注册监理工程师证书;设备租赁单位被处罚款50万元,责令限期整改配重管理和设备维护制度。建设单位因安全管理不到位被通报批评。
五、风电吊装地基处理要点
这起事故再次警示:大型起重机倾覆事故中,地基问题是最常见的直接原因。风电吊装作业中,地基处理应做到以下几点:
吊装前必须进行工程地质勘察,掌握作业区域各土层的分布和承载力特征值。对回填土、软弱土层和地下隐蔽工程(管沟、洞穴、古井等)必须重点探查,可采用地质雷达或钎探。地基处理方案应根据起重机最大接地压力确定,承载力安全系数不应小于1.5。常用处理方式包括:换填碎石并分层压实(每层厚度不超过30cm,压实度≥94%);铺设路基箱或钢板(厚度和数量经计算确定);浇筑混凝土硬化层。处理完成后必须进行地基承载力检测(平板载荷试验或动力触探),合格后方可作业。
起重机行走路线和站位区域应统一处理,不能只处理支腿位置而忽视行走路线。雨后应重新检查地基,因为雨水浸泡会显著降低回填土承载力。吊装过程中应有专人观察地面有无沉降、开裂和隆起,发现异常立即停止作业。
每一次大型吊装都是对技术方案和现场管理的综合考验。方案写得再好,不落实就是废纸一张。起重圈将持续分享起重事故案例与安全经验,欢迎关注,更多吊装安全管理方案请访问www.cheermore.cn。