CHƯƠNG IV: KỸ THUẬT AN TOÀN KHI SỬ DỤNG MÁY XÂY DỰNG

Đ1 MỞ ĐẦU

-Cơ giới hoá các công việc trong xây dựng không những nâng cao năng suất lao động mà còn giảm chấn thương tai nạn do các điều kiện làm việc của công nhân được giảm nhẹ và an toàn hơn.

-Các máy móc thi công thường dùng trên công trường: máy làm đất (máy đào, ủi, cạp), máy nâng chuyển (cần trục, thang tải, băng chuyền), máy sản xuất vật liệu (máy đập, nghiền, sàng đá, máy trộn BT), máy gia công kim loại, gỗ, máy đóng cọc, máy khoan phụt vữa, máy lu, máy san, máy phát điện, biếm áp, máy bơm,... Hầu hết các loại máy móc trên đều có các loại phụ tùng như dây cáp, curoa, ròng rọc, puli, móc cẩu, xích,...

-Khi sử dụng các máy móc và các phụ tùng của chúng nếu không hiểu biết hết cơ cấu và tính năng hoạt động, không nắm vững quy trình vận hành, không tuân theo nội quy an toàn khi sử dụng có thể gây ra những sự cố và tai nạn lao động.

Đ2 CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA SỰ CỐ, TAI NẠN LAO ĐỘNG

-Nguyên nhân sự cố, tai nạn khi sử dụng máy móc, thiết bị bao gồm thiết kế, chế tạo, lắp đặt và sử dụng. Ở đây chỉ xem xét và phân tích những nguyên nhân chủ yếu về lắp đặt và sử dụng.

1.      Máy sử dụng không tốt:

a)     Máy không hoàn chỉnh:

·        Thiếu thiết bị an toàn hoặc có những đã bị hỏng, hoạt động thiếu chính xác, mất tác dụng tự động bảo vệ khi làm việc quá giới hạn tính năng cho phép.

·        Thiếu các thiết bị tín hiệu âm thanh, ánh sáng (đèn, còi, chuông).

·        Thiếu các thiết bị áp kế, vôn kế, ampe kế, thiết bị chỉ sức nâng của cần trục ở độ vươn tương ứng...

b)     Máy đã hư hỏng:

·        Các bộ phận, chi tiết cấu tạo của máy đã bị biến dạng lớn, cong vênh, rạn nứt, đứt gãy.

·        Hộp số bị trục trặc làm cho vận tốc chuyển động theo phương ngang, phương đứng, xoay không chính xác theo điều khiển của người vận hành.

·        Hệ thống phanh điều khiển bị gỉ mòn không đủ tác dụng hãm.

2.      Máy bị mất cân bằng ổn định:

·        Đây là nguyên nhân thường gây ra sự cố và tai nạn.

·        Do máy đặt trên nền không vững chắc: nền yếu hoặc nền dốc quá góc nghiêng cho phép khi cẩu hàng hoặc đổ vật liệu.

·        Cẩu nâng quá trọng tải.

·        Tốc độ di chuyển, nâng hạ vật với tốc độ nhanh gây ra mômen quán tính, mômen ly tâm lớn. Đặc biệt hãm phanh đột ngột gây ra lật đổ máy.

·        Máy làm việc khi có gió lớn (trên cấp 6), đặc biệt đối với máy có trọng tâm cao.

3.      Thiếu các thiết bị che chắn, rào ngăn nguy hiểm:

·        Vùng nguy hiểm khi máy móc hoạt động là khoảng không gian hay xuất hiện mối nguy hiểm cho sức khoẻ và tính mạng con người. Trong vùng này thường xảy ra các tai nạn sau:

Ø     Máy kẹp, cuộn quần áo, tóc, chân tay ở các bộ phận truyền động.

Ø     Các mãnh dụng cụ và vật liệu gia công văng bắn vào người.

Ø     Bụi, hơi, khí độc toả ra ở các máy gia công vật liệu gây nên các bệnh ngoài da, ảnh hưởng cơ quan hô hấp, tiêu hoá của con người.

Ø     Các bộ phận máy va đập vào người hoặc đất đá, vật cẩu từ máy rơi vào người trong vùng nguy hiểm.

Ø     Khoan đào ở các máy đào, vùng hoạt động trong tầm với cảu cần trục.

4.      Sự cố tai nạn điện:

·        Dòng điện rò rỉ ra vỏ và các bộ phận kim loại của máy do phần cách điện bị hỏng.

·        Xe máy đè lên dây điện dưới đất hoặc va chạm vào đường dây điện trên không khi máy hoạt động ở gần hoặc di chuyển phía dưới trong phạm vi nguy hiểm.

5.      Thiếu ánh sáng:

·        Chiếu sáng không đầy đủ làm cho người đIều khiển máy móc dễ mệt mỏi, phản xạ thần kinh chậm, lâu ngày giảm thị lực là nguyên nhân gián tiếp gây chấn thương, đồng thời làm giảm năng suất lao động và hạ chất lượng sản phẩm.

·        Chiếu sáng quá thừa gây hiện tượng mắt bị chói, bắt buộc mắt phải thích nghi. Điều này làm giảm sự thu hút của mắt, lâu ngày thị lực giảm.

·        Thiếu ánh sáng trong nhà xưởng hoặc làm việc vào ban đêm, sương mù làm cho người điều khiển máy không nhìn rõ các bộ phận trên máy và khu vực xung quanh dẫn tới tai nạn.

6.      Do người vận hành:

·        Không đảm bảo trình độ chuyên môn: chưa thành thục tay nghề, thao tác không chuẩn xác, chưa có kinh nghiệm xử lý kịp thời các  sự cố.

·        Vi phạm các điều lệ, nôị quy, quy phạm an toàn: sử dụng máy không đúng công cụ, tính năng sử dụng.

·        Không đảm bảo các yêu cầu về sức khoẻ: mắt kém, tai nghễnh ngãng, bị các bệnh về tim mạch,...

·        Vi phạm kỷ luật lao động: rời khỏi máy khi máy đang còn hoạt động, say rượu bia trong lúc vận hành máy, giao máy cho người không có nghiệp vụ, nhiệm vụ điều khiển...

7.      Thiếu sót trong quản lý:

·        Thiếu hoặc không có hồ sơ, lý lịch tài liệu hướng dẫn về lắp đặt, sử dụng bảo quản máy.

·        Không thực hiện đăng kiểm, khám nghiệm, chế độ trung tu bảo dưỡng, sửa chữa theo định kỳ.

·        Phân công trách nhiệm không rõ ràng trong việc quản lý sử dụng.

Đ3 KỸ THUẬT AN TOÀN KHI SỬ DỤNG CÁC MÁY THI CÔNG

I.Đảm bảo sự cố định của máy:

-Các máy xây dựng phải đảm bảo ổn định khi làm việc, di chuyển và cả khi không hoạt động.

-Sự mất ổn định do:

·        Máy nghỉ hoặc làm việc ở nơi quá dốc.

·        Nền không chắc chắn.

·        Làm việc quá tải trọng cho phép.

·        Lực quán tính và lực ly tâm lớn hoặc gặp khi gió lớn...

-Hệ số ổn định đặc trưng cho mức độ an toàn khỏi lật của máy là tỷ số giữa tổng mômen của các lực giữ và tổng mômen các lực gây lật đối với điểm lật hoặc đường lật:

                                             _      (4.1)

         Trong đó:

              +K: hệ số ổn định.

              +Mg: mômen giữ.

              +Ml: mômen lật.

-Hệ số ổn định K được tính khi có tải trọng K1 và khi không có tải trọng K2.

1.Ổn định của cần trục tự hành:

a/Khi có tải:Trong trường hợp máy cẩn trục làm việc trên mặt đất nằm ngang, nếu không không xét đến các thành phần lực ly tâm, quán tính, gió,...thì hệ số ổn định tảI trọng K1 là:                                              

b/Khi không có tải:

2/Biện pháp an toàn khi sử dụng máy xây dựng:

-Để đảm bảo ổn định cho cần trục khi vận hành phải thực hiện:

·        Không cẩu quá tải làm tăng mômen lật.

·        Không đặt cần trục lên nền hoặc ray có độ dốc lớn hơn quy định.

·        Không phanh đột ngột khi hạ vật cần cẩu.

·        Không quay cần trục hoặc tay cần nhanh.

·        Không nâng hạ tay cần nhanh.

·        Không làm việc khi có gió lớn (cấp 6).

·        Đối với cần trụ tháp thường có trọng tâm cao gấp 1.5-3 lần chiều rộng đường ray, cho nên độ nghêng của đường ray ảnh hưởng rất lớn đến ổn định cần trục tháp. Vì thế không cho phép ray có độ dốc ngang, độ dốc dọc có thể là 1-2.5% tức khoảng 0o35-1o30.

II.An toàn khi di chuyển máy:

-Sử dụng các máy móc xây dựng ở trên các công trường xây dựng có liên quan đến việc vận chuyển chúng trên đường sắt và các đường vận chuyển khác. Để ngăn ngừa sự dịch chuyển của những máy đó thường được buộc chặt vào toa tàu.

-Lực tác dụng lên cần trục hoặc máy đào khi vận chuyển phát sinh không lớn. Nó phụ thuộc vào điều kiện di chuyển của tàu và tác dụng của gió. Nguy hiểm nhất là lực gây ra sự trượt dọc,đó là lực quán tính khi tăng tốc và hãm

Đ4 KỸ THUẬT AN TOÀN KHI SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ

 -Trên công trường thường dùng các loại thiết bị bốc dỡ như cần trục ôtô, cần trục bánh xích, cần trục tháp,... hoặc các loại máy cần trục đơn giản như kích tời, palăng,...để nâng hạ, vận chuyển hàng hoá, vật liệu, các cấu kiện...

-Khi sử dụng các loại máy này, nhiều trường hợp đã xảy ra tai nạn do nhiều nguyên nhân nhưng nguyên nhân chủ yếu thường gặp là do tính toán, sử dụng hoặc điều khiển các thiết bị nâng hạ của các loại máy móc không đúng mục đích hoặc không theo quy phạm an toàn.

-Khi dùng máy bốc dỡ phải đặc biệt chú ý đến độ bền dây cáp, dây xích và độ tin cậy của phanh hãm.

I.Các tiêu chuẩn và an toàn khi sử dụng cáp:

1.Phương pháp buộc kẹp đầu dây cáp:

-Để buộc chặt đầu dây cáp, mối nối bện không được ngắn hơn 15 lần đường kính dây cáp và 300mm:

-Nếu kẹp chặt bằng bulông thì số bulông phải tính toán nhưng không được ít hơn 3 và bulông phải ép 2 nhánh dây cáp lại với nhau. Khoảng cách giưac 2 bulông phụ thuộc vào số lượng bulông kẹp và đường kính dây cáp.

-Ngoài ra nếu không có phương pháp chằng buộc tốt thì vật dễ bị rơi. Có một số cách buộc cáp như sau: 

2.Tính toán sức chịu tải của cáp:

-Tính toán các loại dây cáp theo công thức sau:

              +P: lực kéo đứt dây cáp (kg).

              +S: lực kéo thực tế dây cáp (kg).

              +k: hệ số dự trữ sức bền, đối với loại cáp thép lấy như sau:

·        Cáp uốn treo để nâng vật tải trọng đến 50 tấn ® k=8

·        Cáp uốn treo để nâng vật tải trọng nặng hơn 50 tấn ® k=6

·        Cáp buộc chặt vật nặng treo trên móc cẩu hoặc vòng treo ® k=6

·        Cáp kéo, dây chằng, dây giằng có xét đến lực gió ® k=3.5

·        Palăng với tời tay ® k=4.5

·        Palăng với tời điện ® k=5

a/Khi dây cáp ở vị trí thẳng đứng:

                                                     _      (4.9)

         Trong đó:

              +Q: khối lượng vật nặng (kg).

              +Sn: lực kéo thực tế trên nhánh dây cáp (kg).

              +m: số nhánh dây.

              +k: hệ số dự trữ sức bền.

b/Khi dây cáp ở vị trí nằm nghiêng:

-Khả năng nâng vật của nó giảm vì sự tăng lên góc nghiêng thì lực kéo ở các nhánh cũng tăng lên 

-Lực kéo trong mỗi nhánh đước xác định theo công thức:

Góc a (độ)

0

30

45

60

Hệ số c

1

1.15

1.42

2

3.Xác định độ dài của nhánh dây:

-Trong trường hợp có ³4 nhánh dây thì độ dài dây của các nhánh đồng đều như nhau có ý nghĩa rất quan trọng vì đảm bảo sự phân bố đồng đều tải trọng lên các nhánh, nếu không sẽ có nhánh chịu vượt tải làm giảm tuổi thọ của dây và có khi gây tai nạn.

-Chiều dài của mỗi nhánh dây được xác định theo công thức sau:

                                                  _    (4.11)

         Trong đó:

              +L: độ dài của nhánh dây cáp (m).

              +h: chiều cao tam giác tạo thành bởi các nhánh(m).

              +b: khoảng cách giữa các điểm cố định dây cáp theo đường chéo (m).

4.Loại bỏ dây cáp trong quá trình sử dụng:

-Trong quá trình sử dụng cáp phải thường xuyên kiểm tra số sợi đứt hoặc mức độ gỉ của cáp mà loại bỏ.

-Việc loại bỏ căn cứ vào số sợi đứt trên đoạn dài 1 bước bện, cũng như dựa vào sự hư hỏng bề mặt hoặc mòn gỉ các sợi. (*Bước bện cáp là khoảng cách dọc trên mặt cáp trong đó chứa tất cả số sợi cáp trong tiết diện ngang«tương tự như bước xoắn*).

-Các quy định:

·        Tiêu chuẩn quy định loại bỏ cáp phụ thuộc vào kết cấu dây cáp, phương pháp bện (trái chiều hay cùng chiều) và hệ số dự trữ sức bền được xác định trong bảng sau:

6_22_11_36_18_36_18_

Hệ số an toàn ban đầu

Số sợi có trong tiết diện ngang của cáp

6*19=114

6*37=222

6*61=366

18*19=342

Số sợi đứt trong 1 bước bện cáp khi cáp có dạng xoắn

_Trái chiều

Cùng chiều

Trái chiều

Cùng chiều

Trái chiều

Cùng chiều

Trái chiều

Cùng chiều

_£6

12

6-7

14

7

26

13

38

19

38

19

>7

16

8

30

15

40

20

40

20

·        Cáp của những máy nâng dùng cẩu người, vận chuyển các kim loại nóng, nấu chảy, các chất độc, dễ nổ, dễ cháy thì phải loại bỏ đi khi số sợi đứt ít hơn 2 lần so với loại dây cáp khác.

·        Khi mặt cáp bị mòn hoặc gỉ thì số sợi đứt phải giảm đi tương ứng so với phần trăm tiêu chuẩn quy định.

·        Khi dây cáp bị mòn hoặc gỉ đến 40% kích thước đường kính ban đầu hoặc bên ngoài bị xây xát thì coi như bị bỏ đi.

II.Quy định đối với tang quay và ròng rọc:

1.Đường kính của tang quay, puli, ròng rọc:

-Đường kính của tang quay, puli và ròng rọc có ý nghĩa thiết thực đối với sự làm việc an toàn của cáp khi sử dụng cáp thép trong những thiết bị nâng hạ.

-Để đảm bảo độ bền mòn của cáp và tránh cho cáp khỏi biến dạng thì đường kính của nó phải tính theo đường kính của cáp bị uốn trong đó.

-Đường kính cho phép nhỏ nhất của rọng rọc hoặc tang cuộn cáp xác định theo công thức:

       Trong đó:

              +D: đường kính của tang quay hoặc ròng rọc ở chỗ cáp tiếp xúc (đo theo đáy rãnh) của thiết bị nâng hạ (mm).

              +d: đường kính cáp thép (mm).

              +e: hệ số phụ thuộc vào kiểu dáng của máy nâng hạ và chế độ làm việc của nó:

Ø     Đối với cần trục có tay cần, e=16-25.

Ø     Đối với palăng điện, e=20.

Ø     Đối với tời tay, e=16.

Ø     Đối với tời để nâng người, e=25.

-Thể tích quấn của tang quấn cáp sẽ được xác định từ điều kiện là khi móc của cần trục ở vị trí thấp nhất thì trên tang quấn cáp còn lại không được ít hơn 1.5 vòng cáp.

2.Quy định về tang hãm:

-Tất cả các máy vận chuyển và nâng hạ nhất thiết phải trang bị phanh hãm để phanh khi nâng hoặc di chuyển vật nặng.

-Phanh hãm phải tốt. Đánh giá trạng thái phanh hãm bằng hệ số hãm. Hệ số này thường lấy bằng 1.75, 2.00 và 2.50 tương ứng với chế độ sử dụng máy nhẹ, trung bình và nặng.

-Khi sử dụng tời quay nhất thiết phải có 2 phanh hãm: một phanh để giữ vật trên cao và còn phanh kia để hạ vật từ từ. Trong một số tời, sự kết hợp này có thể thực hiện được dễ dàng bằng cách sử dụng tay quay an toàn.

-Palăng cần được trang bị loại thiết bị hãm có thể tự hãm và giữ vật ở  độ cao bất kỳ khi nâng cũng như khi hạ. Thường có thể truyền động bằng trục vít, bánh vít hoặc bánh xe cóc.

-Thiết bị ròng rọc phải có bulông chằng để phòng ngừa trường hợp cáp hoặc xích bị tụt vào khe và kẹt lại trong đó.

III.Ổn định của tời:

1.Phương pháp cố định tời:

-Để ngăn ngừa hiện tượng trượt và lật của tời trong khi sử dụng thì phải cố định chúng một cách chắc chắn. Có thể thực hiện theo các trường hợp sau:

·        Đóng các cọc neo thẳng đứng vào đất để cố định tời bằng cữ chặn và đối trọng.

·        Chôn neo dưới hố thế, tức là dùng 1 cây hoặc bó gỗ chôn sâu (theo kiểu nằm ngang) dưới đất 1.5-3.5m; dùng cáp buộc vào gỗ, còn đầu kia kéo lên mặt đất xiên 1 góc 30o-45o để nối vào dây neo tời.

-Trong tất cả mọi trường hợp, quấn dây cáp vào trục tời phải tiến hành từ phía dưới tang quấn để giảm mômen ứng lực trong dây cáp.

2.Tính toán ổn định tời:

a/Trường hợp có đối trọng 1 bên và dây cáp nằm ngang:

-Điều kiện ổn định khi kéo tời theo phương ngang:

                                              _      (4.13)

         Trong đó:

              +P: lực kéo dây cáp.

              +G: trọng lượng tời.

              +Q: trọng lượng đối trọng.

              +a, b, c: các cánh tay đòn các lực đối với điểm A.

ÞTừ công thức trên, trọng lượng của đối trọng là :

                                             _       (4.14)

         Trong đó:

              +k: hệ số an toàn k=1.3-1.5

b/Trường hợp có đối trọng phụ và dây cáp có độ nghiêng:

3.Tính toán hố thế để cố định tời:

-Khi neo bằng hố thế cần tính toán kiểm tra cường độ chịu ép của đất và tiết diện thanh gỗ neo.

a/Trường hợp neo không có gỗ gia cường:

-Kiểm tra ổn định của neo dưới tác dụng của lực thẳng đứng:

                                               Q+T ³ kN2       (4.18)

         Trong đó:

              +Q: trọng lượng đất tác dụng lên neo, tính theo công thức:

                                                     _     (4.19)

              +b1,b2: bề rộng phía dưới và phía trên hố thế.

              +H: chiều sâu đặt neo.

              +l: chiều dài thanh neo.

              +g: khối lượng đơn vị của đất.

              +T: lực ma sát giữa đất và gỗ neo, tính theo công thức:

                                                           T = fN1

              +f: hệ số ma sát giữa gỗ và đất, f=0.50

              +N1: thành phần nằm ngang của lực S.

              +k: hệ số ổn định, k=3.

_

-Kiểm tra áp suất cho phép lên đất do lực ngang N1:

                                                     _      (4.20)

         Trong đó:

              +m: hệ số giảm áp suất cho phép của đất vì cường độ chịu lực của đất không đồng đều, m=0.25

              +h: chiều cao bó gỗ neo.

-Kiểm tra tiết diện thanh neo:

·        Khi kéo bằng 1 dây, mômen uốn lớn nhất gần đúng:

                                                         _

         Trong đó:

              +q: lực phân bố của lực S trên suốt chiều dài của thanh gỗ neo.

              +S: lực trong dây cáp.

·        Khi kéo bằng 2 dây với góc nghiêng b, thanh neo được kiểm tra điều kiện uốn và nén:

Ø       Mômen uốn lớn nhất:

                                                          _

         Trong đó:

              +a: khoảng cách từ đầu thanh neo đến chỗ buộc dây cáp.

Ø       Lực dọc trong thanh neo:

                                                           _

         Trong đó:

              +b: góc giữa dây néo và thanh neo trong mặp phẳng chứa 2 nhánh dây cáp.

-Ứng suất tính toán trong thanh neo:

                                                                            _       (4.21)

         Trong đó:

              +W: mômen chống uốn của tiết diện thanh gỗ neo, W=0.1nd3.

              +d,n: đường kính 1 thanh gỗ và số lượng thanh gỗ làm neo.

              +F: diện tích tiết diện ngang của thanh neo.

              +m: hệ số điều kiện làm việc của thanh neo.

              +R: cường độ tính toán của gỗ làm neo.

b/Trường hợp hố thế có gỗ gia cường:

-Kiểm tra tính toán tương tự như trên nhưng trọng lượng Q của đất được tính Q=H.b.l.g (b: bề rộng hố thế).

_

-Kiểm tra áp suất cho phép lên đất do lực ngang N1:

                                                     _        (4.22)

         Trong đó:

              +h1, h2: chiều cao của gỗ gia cường phía trên và phía dưới lực ngang N1.