超高層建筑施工中液壓爬模的安全防護標準化

中國建筑第八工程局有限公司西北分公司 西安 710075

1 工程概況

寧夏亙元萬豪大廈工程位于銀川市北京中路與寧安大街交匯處，是城市的文化行政核心區(qū)域，建筑高222 m，地下3層、裙樓4層、主樓50層，總建筑面積173 100.81 m2。建筑體型新穎，平面呈非對稱六邊形，核心筒墻體數(shù)量眾多，空間狹小，非正交布置，如圖1所示。主樓采用型鋼混凝土框架—鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，核心筒墻厚從地上1 000 mm漸變?yōu)?00 mm，標準層高4 200 mm、3 600 mm。

地下3層使用普通木模板支撐體系施工，±0.00 m開始采用全鋼大模板支模施工，+4.4 m墻體施工時預(yù)設(shè)爬模用埋件；液壓自爬模從+4.4 m安裝，至+8.6 m開始進入正常爬升狀態(tài)；爬模用于核心筒內(nèi)外剪力墻；核心筒內(nèi)因空間太小，局部無法布置爬模，故采用鋼模板支模同步施工；爬模只用于核心筒外圍主墻及內(nèi)部高區(qū)電梯井施工。由于工程爬模面積較大，為便于管理，我們將爬模平臺為分13 個區(qū)段施工，可多區(qū)同時爬升，也可按施工進度流水作業(yè)。

2 爬模選型及施工過程中存在問題

寧夏亙元萬豪大廈工程核心筒使用的是液壓爬模內(nèi)外雙爬工藝，采用江都攬月機械有限公司生產(chǎn)的LY-ZPM-160型液壓自動爬模。但由于液壓爬模在前期設(shè)計中圖紙缺乏（超高層建筑邊設(shè)計邊施工的特點），專業(yè)設(shè)計優(yōu)化不足，爬模系統(tǒng)本身的構(gòu)造與剪力墻之間存在200 mm左右的縫隙，若此部位防護不嚴密到位，將導致爬模在施工期間不斷有高空墜物的現(xiàn)象發(fā)生，防不勝防。

圖1 標準層平面

所以，作為一項重大危險源施工控制，如何在爬模施工過程中，對容易出現(xiàn)的模板坍塌、高處墜落、物體打擊、火災(zāi)及觸電等事故，特別是如何解決墻體截面發(fā)生變化及設(shè)計鋼柱、牛腿與附墻預(yù)埋裝置發(fā)生沖突等問題，是爬模施工過程中控制的重點[1,2]。寧夏亙元萬豪大廈通過對爬模施工過程中經(jīng)驗的總結(jié)，采取了以下技術(shù)措施來保證爬模體系在超高層建筑施工中安全性，并形成一套行之有效的防護及創(chuàng)新使用標準。

3 關(guān)鍵措施實施

3.1 爬升過程中突遇大風天氣時

爬模在爬升過程中突遇大風時應(yīng)立即停止架體的爬升作業(yè)，用鋼管將架體與結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼梁鋼柱連接固定，保證架體在有雙重保護的載體，復(fù)位模板，安裝上對拉螺桿。切斷架體爬升所需電源，將架體上端懸挑端進行拉接固定，待大風天氣停止后再進行爬升作業(yè)。

3.2 爬升過程中遇到障礙物影響爬升時[3-5]

爬升過程中遇到障礙物將對整個架體的安全造成嚴重影響，如遇事先沒有發(fā)現(xiàn)的障礙物，應(yīng)立即停止爬升，待拆除障礙物后方可再進行爬升作業(yè)。

3.3 架體螺栓松動或被剪斷時

如螺絲有松動現(xiàn)象，應(yīng)立即對螺栓進行緊固；如螺栓被剪斷，應(yīng)作臨時固定并立即更換螺栓。臨時固定方法：用500 kN手拉葫蘆將架體與墻體內(nèi)的鋼梁或鋼筋連接，以轉(zhuǎn)移架體質(zhì)量至墻體上。

3.4 因超載導致局部架體變形時

此時應(yīng)立即清理架體上所有物品，對局部變形位置進行暫時加固，立即安排更換變形部件的工作，做安全檢查，看其他部位是否正常（施工過程中嚴禁架體進行超載或集中荷載作業(yè)）。

3.5 附墻裝置螺栓斷裂時

如出現(xiàn)附墻裝置螺栓斷裂情況，因相鄰架體安裝有鋼梁連接，架體不會墜落，此時應(yīng)立即用塔吊吊住附墻裝置螺栓斷裂所屬的機位，并更換附墻裝置螺栓。

3.6 施工過程中火災(zāi)事故的預(yù)控[6]

如施工作業(yè)面出現(xiàn)火災(zāi)事故，我們在核心筒爬模架內(nèi)設(shè)置了兩路消防水管，并安置了充足的干粉滅火器，以第一時間內(nèi)將火災(zāi)控制并撲滅。為了減少作業(yè)面火災(zāi)事故的發(fā)生，本工程還從源頭著手，盡量減少作業(yè)面可燃材料的使用，在焊接、切割作業(yè)面層全部采用厚3 mm的花紋鋼板鋪設(shè)，并在四周焊接角鋼防護作為擋腳板。另外，單獨設(shè)計了消防水路直通爬模平臺，隨爬模的提升向上延伸，各層間消防水環(huán)形布置。

3.7 核心筒內(nèi)、外架防高空墜物

核心筒施工過程中，防高空墜落是重點，為了保障核心筒下部及建筑周邊人員的安全，在核心筒外架每層外架設(shè)置3 道水平鋼管防護，立面連續(xù)布置剪刀撐，每層設(shè)置高18 cm的擋腳板，外立面防護網(wǎng)為網(wǎng)眼邊長10 mm的鋼板網(wǎng)（圖2），它不僅能防止鋼筋頭、小粒徑的混凝土石子掉下，而且還具有抗沖擊、透風、透光的功能。核心筒內(nèi)架與剪力墻連接處的縫隙則采用活動式鋼板防護，并在靠墻一側(cè)使用柔性橡膠帶連接，以形成整圈閉合（圖3），避免小體積物件（特別是混凝土塊、鋼筋頭等）滑落。

圖2 外立面防護

圖3 底層全封閉防護

3.8 現(xiàn)場作業(yè)面防止觸電事故

為了保障工程施工現(xiàn)場的用電安全，分高、底壓兩路進行供電，爬架內(nèi)部照明使用36 V低壓燈，作業(yè)面用的高壓電線施工標準化拉設(shè)，并設(shè)三級接電箱進行供電。項目部配置2 名電工對作業(yè)面用電安全進行監(jiān)控，對觸電事故的發(fā)生實現(xiàn)提前預(yù)控。

3.9 垂直運輸

垂直運輸機械如何與爬模系統(tǒng)安全對接是重點，本工程考慮到施工人數(shù)多、上下頻次大，為方便、安全地使施工人員從地面上到爬模，在核心筒內(nèi)安置了3 部施工電梯，但電梯不能直接到爬模的最下層，為此在爬模內(nèi)架設(shè)置了下掛平臺。爬架內(nèi)部上下通行時安置爬梯，爬梯兩側(cè)設(shè)置扶手欄桿，通道遇平臺處均設(shè)置600 mm圍護結(jié)構(gòu)，下部固定高180 mm的擋腳板，并懸掛行進指示牌。設(shè)置雙層吊平臺安裝爬梯，并在明顯處掛限重標識和最大使用人數(shù)警示牌等。平臺與電梯籠之間采用翻板通過（圖4）。

圖4 創(chuàng)新的下掛平臺設(shè)計

3.10 預(yù)埋爬錐與鋼柱牛腿、結(jié)構(gòu)洞口沖突

爬升模板過程中，模板依附在建筑結(jié)構(gòu)上，隨著結(jié)構(gòu)施工而逐層上升[7-10]。其間，爬架通過液壓油缸對導軌和爬架交替頂升來實現(xiàn)提升，模板不落地，依靠機械設(shè)備和支承體將模板和爬模裝置向上爬升1層，定位緊固，以此反復(fù)循環(huán)施工。然而在實際爬模施工過程中，用于支撐導軌的附墻預(yù)埋裝置經(jīng)常會遇到鋼結(jié)構(gòu)牛腿、門窗洞口等，不能嚴格按照設(shè)計要求位置進行掛設(shè)。為此，我們對附墻連接板實施改進，專門用于不能按照設(shè)計要求位置掛設(shè)的附墻預(yù)埋裝置（圖5、圖6）。

圖5 普通附墻連接板安裝效果

圖6 改進后附墻連接板安裝效果

4 結(jié)語

萬豪大廈核心筒采用的液壓爬模施工工藝，通過將模板加固、安全防護、爬模架提升以及爬模架與施工電梯的連接等一系列安全防護及技術(shù)措施的改進，解決了模板坍塌、高處墜落、物體打擊、火災(zāi)及觸電等安全問題，特別是墻體截面發(fā)生變化及設(shè)計鋼柱、牛腿與附墻預(yù)埋裝置發(fā)生沖突等難題也一并取得解決，與常規(guī)大鋼模板施工相比，勞動力投入減少40％，施工速度加快一倍，具有技術(shù)先進、施工簡便、省工、省料、省時等特點，獲得同行及社會各界的一致好評，社會效益和經(jīng)濟效益顯著。為今后超高層建筑液壓爬模的模板加工、安全防護等方面提供了寶貴的實踐經(jīng)驗，在西北地區(qū)為大力推廣應(yīng)用液壓爬模技術(shù)樹立了成功的典范。