超高層項目建造中躍層電梯的安裝技術研究

孫洋

摘 要：超高層建筑項目建筑體量大、密度高、施工單位眾多，需要極其龐大的電梯運輸施工人員與材料數量，需要在短時間內將大量的建筑材料、設備、建筑垃圾以及施工人員運送到指定位置。其裝飾工程中材料種類樣式繁多、數量巨大，對于層間運輸的需求遠遠大于結構層期間的需求，對垂直運輸的運能提出巨大的挑戰。基于此，通過介紹躍層電梯產品原理、結構及使用，總結此類產品在施工中的應用要點，切實有效提高施工效率。

關鍵詞：施工垂直運輸；效率；安全；提前完工

中圖分類號：TU974? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）05-0116-03

1 傳統施工電梯對超高層建筑工期的影響

超高層建筑的垂直運輸時，如果組織不合理，就會出現人員和材料上不去、運輸不及時而出現窩工問題。但由于施工電梯運行速度慢、有效載人數少、室外最大提升高度小（通常提升高度≤200 m），往往無法滿足高層建筑在建造期間的運輸需求。

工人每天需要耗費大量時間用于等待電梯的接駁。而且施工電梯的設計對于建筑物的外立面有要求，即在建筑物上會留下一條“拉鏈口”，從而使得外立面無法完全封閉。從工序上來說，無法進行室內精裝修環節和交叉施工環節，使得工期被無形中延后了。

由于施工電梯安裝于大樓外立面，會受到大風、雨水、雷電、冰雹等自然天氣的影響，使得外墻施工電梯無法正常運行（安全因素），工人的有效工作時間再次被影響，工期也有延后的可能。為提高施工期間人員運輸效率，“躍層”電梯應運而生，在最大程度上解決超高層建筑工期的難點。

2“躍層”電梯的簡述

“躍層”電梯是一種建筑施工階段的垂直運輸方案，其基本原理就是在大樓建設期間，依托原有的電梯井道和設備，在增加防護、確保安全的前提下，在最終永久井道內使用臨時機房設備和提升設備，將電梯各部件跟隨大樓建造的爬模平臺的躍升速度而躍升，最大程度使得電梯的運動行程增加，使總包可以在大樓建造期間就使用到運輸效率極高的“正式”電梯，為建筑商、業主和工人帶來可觀的利益。

3“躍層”電梯產品

3.1 “躍層”電梯的結構

躍層電梯的從結構上來說，就是一臺原有的有機房電梯配合提升（爬升）機構完成。各家躍層電梯產品如圖1所示。

由于電梯在安裝使用躍層期間，大樓結構層仍處于施工狀態，井道位置從俯視角度看為一個暴露在外的“洞”，所以在井道的適當位置，現需要安裝多層保護板，以起到防止異物墜落和部分防水的功能。在下方是一個可自動升降的工作平臺，工人可在不影響下方電梯運行的情況下完成上部井道導軌和廳門等部件的安裝。其下方就是一臺可正常運行的電梯，其安全等級和一般客用電梯完全相同。與一般電梯的不同就是在靠近井道處，需要一個臨時儲存電梯鋼絲繩和隨纜的空間（約12～18 m2），確保每次電梯躍升時不用重新放鋼絲繩和隨纜，這也使得躍層電梯每次躍升期間的停梯時間縮至最短[1]。

3.2 “躍層”電梯的工作原理簡述

躍層電梯是一種新的電梯安裝技術，其工作基本原理是在將已完成的部分井道臨時封閉，并在井道頂部臨時固定移動機房，安裝電梯動力裝置、轎廂及其他電梯部件，安裝完成后可在已封閉的井道內運行，進行施工材料、設備和人員等垂直運輸，兼做施工電梯使用。上部井道結構完成一定樓層，提升臨時封閉隔斷，再次安裝調試運行，以此類推，直至結構封頂后，將移動機房的設備提升進永久性機房，電梯再次安裝調試，即轉換為建筑物永久使用電梯。

3.3 躍層電梯的安裝

大樓建造初期，土建處于低樓層階段時，在核心筒內開始安裝正式電梯，并投入使用作為施工運輸人員及貨物。隨著土建施工進度，核心筒上升3～4個樓層，電梯機房可向上提升3～4層，即跳躍一次，提升完成后即可再次投入使用。按照相同流程循環往復，直至核心筒土建封頂。土建封頂且電梯機房完工后，躍層電梯將完成最后一次躍升，并將電梯曳引機控制柜等機房設備移至最終機房，更換相應部件后重新進行調試，并經過政府驗收后轉換為最終電梯，即刻投入臨時使用。

3.3.1“躍層”電梯安裝步驟

當大樓建造到7層左右時，開始“躍層”電梯的安裝。首先和總包協調后，在電梯井道最上方完成保護多層平臺的安裝，使井道達到電梯安裝標準。然后安裝工作平臺，其將作為整個“躍層”電梯安裝及跳躍施工期間唯一的“自上下”施工平臺。隨后從下端防撞平臺的頂部放樣板線，以確定下方所有運動部件的位置定位。在定位放線結束后，開始逐擋安裝導軌支架，并在底坑安裝緩沖器。在這些機械部件完成后，需要為工作平臺和底坑安裝相應的電氣裝置和保護開關，以測試保護平臺的安全鉗是否可以 正常工作[2]。

在確保安全部件可以正常工作的情況下，開始安裝中間導軌和廳門，并同步安裝相應的電氣部件和井道照明。導軌安裝完成后，將吊鉤聯結到安裝平臺的底部，開始安裝臨時機房，并將用于臨時機房的曳引機導向輪運輸進入底坑待用，然后便進入了最關鍵的“自提升”設備的安裝，需要特別注意繩輪的檢查，確保導向輪對齊。向下驅動機房至緩沖器，使其停在可以更換導向輪的高度。移動導向輪到合理位置并固定滑輪到吊板上，同時將自提升鋼絲繩安裝就位并固定。隨后安裝對重架，并從臨時儲存房間中拉出曳引繩，連接主機，轎頂，反繩輪，對重等設備，放繩距離還需參看現場情況而定。在曳引繩完成安裝后，需視情況安裝補償繩或補償鏈，完成臨時機房內所有的電氣組裝，包括電源箱、控制柜、驅動等。把臨時機房設備安裝完畢后進行轎廂的安裝和對重架。在轎架上拼接轎廂并安裝轎頂檢修及接線盒，并在轎內安裝必要的信號系統。在安裝完限速器后，在底坑安裝漲緊裝置使電梯限速器可以安全工作。隨后回到底坑安裝轎廂緩沖器等安全部件和底坑其他必要設備。于是一臺躍層電梯基本便安裝完成了[3]。

當需要跳躍時，使用臨時工作平臺先安裝上方的導軌和廳門（保護平臺已經提起），隨后將固定鋼梁收起，并通過自爬升裝置將工作平臺、臨時機房、轎廂等部件依次上移到跳躍位置并再次固定，在通過必要的驗收后便可以恢復電梯的正常使用。

3.3.2“躍層”電梯安裝期間土建配合

躍層電梯在安裝和使用期間，土建需要配合井道的需求，在底坑側面預留一個12 m2的封閉空間用于儲存鋼絲繩。由于電梯屬于電氣設備，且大樓施工期間，大部分結構都是暴露在露天環境，所以為了防止進水，不單在井道上方需要有二次防護的防水平臺，在每個廳門口需要設立防水坡和臨時門套，防止施工用水倒灌入井道破壞電梯設備。每個廳門開孔處需要做臨時封堵，防止墜落。電梯廳需要有臨時照明設施，保證施工人員安全。躍層電梯會隨著建筑高度的增長而躍升，所以躍升期間在最高服務樓層及以上每次跳躍的樓層提供獨立電源接駁。臨時機房的支撐裝置需要有足夠的支撐點，所以在電梯井道后墻針對地坎的合適位置，需要預留鋼梁的支撐孔位置，且需要有足夠的受力需求（受力計算事先需和結構工程師共同商討）。

當躍層電梯到達大樓最高處時，在機房具備交付要求后，需要將臨時機房內所有設備拆除，將馬達和控制柜等關鍵部件移入正式機房，馬達重新就位并更換曳引繩，按照最終電梯的速度，載重等數據配備相應的安全設備（安全鉗、限速器等），在完成所有部件更新、大修和確認后，即可將原先一臺躍層電梯在最短時間內轉換成正式電梯并投入使用，為大樓垂直運輸增加運力。

3.3.3躍層電梯的驗收

每次跳躍后，都需要按照現有乘客電梯安全規范做檢驗后方可交付使用。由于電梯屬于特種設備，所以雖然此電梯使用環境是未交付的大樓，但由于其需要承擔人員的垂直運輸，所以按照規定在其使用前，必須通過當地特種設備檢驗檢測機構進行安裝驗收。

建議電梯公司聯合甲方在施工前與當地技監部門進行溝通，設定一個合理且安全的驗收方案，例如每次躍升后的驗收都按照“提升高度增高，樓層數量改變”的改造工程進行驗收，并事先準備好相應的文件，待驗收合格后可第一時間出具驗收報告，將停梯時間縮到最短，從而將電梯躍升期間的垂直運輸暫停的影響減到最小。

3.4 “躍層”電梯施工方案的優勢

3.4.1安全

在高層或超高層建設過程中，傳統的建筑施工電梯速度慢，且安全等級較低。而“躍層”電梯每次跳躍到新的高度后，都會由當地的特檢院對電梯進行檢驗，和其他正式乘客電梯處于同一安全等級，運行舒適感好、電梯速度快，有多重安全保護使得電梯不受任何外界影響，一直處于內部全封閉安全運行環境。

3.4.2高效

高層和超高層的建筑工地，每天有超過1 000～? 1 500名工人需要運輸至結構層，而當工程后期，一旦開始交叉施工，工地的垂直交叉運輸需求更大，每天可能有超過3 000名工人需要用到垂直交通運輸。

以某項目為例計算如下：躍層電梯：V-1 & V-2? ? ? 1 600 kg，196.8 m，6 m/s （躍層期間 4 m/s）。井道內施工電梯：FS-1 施工期間1 000 kg，209 m，1 m/s。

目前得知，客戶原先準備使用2臺井道內施工電梯，而如果使用躍層電梯，則建議使用2+1的方案，具體電梯參數如圖2所示。

該大樓樓高為200 m，施工高峰期間預計施工工人的人數為800人，則通過軟件模擬計算后得知，每個工人的平均等候時間僅為原來方案的30%，每天預計可節約超過3 600個工時。客戶原先準備使用2臺井道內施工電梯，而如果使用躍層電梯，則建議使用2+1的方案，電梯參數可參見“案例項目具體參數”。通過結合整個項目工期，預估此項目有機會提前100天以上完工，節約塔式起重機租用的時間，從而進一步節約總包的支出。

4結束語

相對于建筑外墻施工梯，躍層電梯的使用相比建筑產品和工藝，可提前2～3個月完成電梯安裝，并拆除施工用梯，提高投資收益比，減少投資利息。相比傳統施工升降機，躍層電梯完全符合普通乘客電梯規范，更安全可靠，還能縮短候梯時間，上班高峰可高效率地運送施工人員，減少無謂的等候時間。躍層電梯還可以減少施工電梯數量，并可更早地拆除外墻施工電梯，節約施工電梯的租賃費用可以實現人貨分離，優化工地管理水平。相比傳統施工升降機，躍層電梯更節能環保交叉施工，不受天氣因素影響，方便現場管理人員監督檢查，并為訪客提供安全快捷的乘梯體驗。

參考文獻

[1] 屠春軍.躍層電梯在超高層建筑施工中的應用[J].建筑施工， 2022，44（5）：957-960.

[2] 張琨，楊蔚彪，彭明祥，等.北京中信大廈工程建造關鍵技術[J].建設科技，2022（7）：109-114.

[3] 王磊，任昭霖，蔣濤.躍層電梯安裝風險管理研究[J].中國電梯， 2022，33（8）：33-35.