超高层建筑施工中液压爬模的安全防护标准化

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司 西安 710075

1 工程概况

宁夏亘元万豪大厦工程位于银川市北京中路与宁安大街交汇处，是城市的文化行政核心区域，建筑高222 m，地下3层、裙楼4层、主楼50层，总建筑面积173 100.81 m2。建筑体型新颖，平面呈非对称六边形，核心筒墙体数量众多，空间狭小，非正交布置，如图1所示。主楼采用型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体结构，核心筒墙厚从地上1 000 mm渐变为500 mm，标准层高4 200 mm、3 600 mm。

地下3层使用普通木模板支撑体系施工，±0.00 m开始采用全钢大模板支模施工，+4.4 m墙体施工时预设爬模用埋件；液压自爬模从+4.4 m安装，至+8.6 m开始进入正常爬升状态；爬模用于核心筒内外剪力墙；核心筒内因空间太小，局部无法布置爬模，故采用钢模板支模同步施工；爬模只用于核心筒外围主墙及内部高区电梯井施工。由于工程爬模面积较大，为便于管理，我们将爬模平台为分13 个区段施工，可多区同时爬升，也可按施工进度流水作业。

2 爬模选型及施工过程中存在问题

宁夏亘元万豪大厦工程核心筒使用的是液压爬模内外双爬工艺，采用江都揽月机械有限公司生产的LY-ZPM-160型液压自动爬模。但由于液压爬模在前期设计中图纸缺乏（超高层建筑边设计边施工的特点），专业设计优化不足，爬模系统本身的构造与剪力墙之间存在200 mm左右的缝隙，若此部位防护不严密到位，将导致爬模在施工期间不断有高空坠物的现象发生，防不胜防。

图1 标准层平面

所以，作为一项重大危险源施工控制，如何在爬模施工过程中，对容易出现的模板坍塌、高处坠落、物体打击、火灾及触电等事故，特别是如何解决墙体截面发生变化及设计钢柱、牛腿与附墙预埋装置发生冲突等问题，是爬模施工过程中控制的重点[1,2]。宁夏亘元万豪大厦通过对爬模施工过程中经验的总结，采取了以下技术措施来保证爬模体系在超高层建筑施工中安全性，并形成一套行之有效的防护及创新使用标准。

3 关键措施实施

3.1 爬升过程中突遇大风天气时

爬模在爬升过程中突遇大风时应立即停止架体的爬升作业，用钢管将架体与结构内的钢梁钢柱连接固定，保证架体在有双重保护的载体，复位模板，安装上对拉螺杆。切断架体爬升所需电源，将架体上端悬挑端进行拉接固定，待大风天气停止后再进行爬升作业。

3.2 爬升过程中遇到障碍物影响爬升时[3-5]

爬升过程中遇到障碍物将对整个架体的安全造成严重影响，如遇事先没有发现的障碍物，应立即停止爬升，待拆除障碍物后方可再进行爬升作业。

3.3 架体螺栓松动或被剪断时

如螺丝有松动现象，应立即对螺栓进行紧固；如螺栓被剪断，应作临时固定并立即更换螺栓。临时固定方法：用500 kN手拉葫芦将架体与墙体内的钢梁或钢筋连接，以转移架体质量至墙体上。

3.4 因超载导致局部架体变形时

此时应立即清理架体上所有物品，对局部变形位置进行暂时加固，立即安排更换变形部件的工作，做安全检查，看其他部位是否正常（施工过程中严禁架体进行超载或集中荷载作业）。

3.5 附墙装置螺栓断裂时

如出现附墙装置螺栓断裂情况，因相邻架体安装有钢梁连接，架体不会坠落，此时应立即用塔吊吊住附墙装置螺栓断裂所属的机位，并更换附墙装置螺栓。

3.6 施工过程中火灾事故的预控[6]

如施工作业面出现火灾事故，我们在核心筒爬模架内设置了两路消防水管，并安置了充足的干粉灭火器，以第一时间内将火灾控制并扑灭。为了减少作业面火灾事故的发生，本工程还从源头着手，尽量减少作业面可燃材料的使用，在焊接、切割作业面层全部采用厚3 mm的花纹钢板铺设，并在四周焊接角钢防护作为挡脚板。另外，单独设计了消防水路直通爬模平台，随爬模的提升向上延伸，各层间消防水环形布置。

3.7 核心筒内、外架防高空坠物

核心筒施工过程中，防高空坠落是重点，为了保障核心筒下部及建筑周边人员的安全，在核心筒外架每层外架设置3 道水平钢管防护，立面连续布置剪刀撑，每层设置高18 cm的挡脚板，外立面防护网为网眼边长10 mm的钢板网（图2），它不仅能防止钢筋头、小粒径的混凝土石子掉下，而且还具有抗冲击、透风、透光的功能。核心筒内架与剪力墙连接处的缝隙则采用活动式钢板防护，并在靠墙一侧使用柔性橡胶带连接，以形成整圈闭合（图3），避免小体积物件（特别是混凝土块、钢筋头等）滑落。

图2 外立面防护

图3 底层全封闭防护

3.8 现场作业面防止触电事故

为了保障工程施工现场的用电安全，分高、底压两路进行供电，爬架内部照明使用36 V低压灯，作业面用的高压电线施工标准化拉设，并设三级接电箱进行供电。项目部配置2 名电工对作业面用电安全进行监控，对触电事故的发生实现提前预控。

3.9 垂直运输

垂直运输机械如何与爬模系统安全对接是重点，本工程考虑到施工人数多、上下频次大，为方便、安全地使施工人员从地面上到爬模，在核心筒内安置了3 部施工电梯，但电梯不能直接到爬模的最下层，为此在爬模内架设置了下挂平台。爬架内部上下通行时安置爬梯，爬梯两侧设置扶手栏杆，通道遇平台处均设置600 mm围护结构，下部固定高180 mm的挡脚板，并悬挂行进指示牌。设置双层吊平台安装爬梯，并在明显处挂限重标识和最大使用人数警示牌等。平台与电梯笼之间采用翻板通过（图4）。

图4 创新的下挂平台设计

3.10 预埋爬锥与钢柱牛腿、结构洞口冲突

爬升模板过程中，模板依附在建筑结构上，随着结构施工而逐层上升[7-10]。其间，爬架通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现提升，模板不落地，依靠机械设备和支承体将模板和爬模装置向上爬升1层，定位紧固，以此反复循环施工。然而在实际爬模施工过程中，用于支撑导轨的附墙预埋装置经常会遇到钢结构牛腿、门窗洞口等，不能严格按照设计要求位置进行挂设。为此，我们对附墙连接板实施改进，专门用于不能按照设计要求位置挂设的附墙预埋装置（图5、图6）。

图5 普通附墙连接板安装效果

图6 改进后附墙连接板安装效果

4 结语

万豪大厦核心筒采用的液压爬模施工工艺，通过将模板加固、安全防护、爬模架提升以及爬模架与施工电梯的连接等一系列安全防护及技术措施的改进，解决了模板坍塌、高处坠落、物体打击、火灾及触电等安全问题，特别是墙体截面发生变化及设计钢柱、牛腿与附墙预埋装置发生冲突等难题也一并取得解决，与常规大钢模板施工相比，劳动力投入减少40％，施工速度加快一倍，具有技术先进、施工简便、省工、省料、省时等特点，获得同行及社会各界的一致好评，社会效益和经济效益显著。为今后超高层建筑液压爬模的模板加工、安全防护等方面提供了宝贵的实践经验，在西北地区为大力推广应用液压爬模技术树立了成功的典范。