超高层建筑施工过程中的安全防护及应用

王为民

上海建工集团股份有限公司 上海 200080

星港国际中心项目位于上海市虹口区市中心区域，位于著名的提篮桥（犹太）历史保护区及黄浦江之间，处于北外滩核心区域，东至海门路、南至东大名路、西至公平路、北至东长治路。地块用地总面积为40 577.40 m2，总建筑面积444 328.4 m2，由2幢高263 m的双子塔楼，1座3层的主题商业中心和地下6层的地下室组成，其中地上部分计容建筑面积为243 464.4 m2。塔楼标准层高4.5 m，1层高9 m，2层高6 m，3层高7.5 m，4层高6 m，设备层层高为5 m。塔楼核心筒结构采用落地式脚手架施工至5层后安装液压爬模，之后应用液压爬模施工至结构封顶。本项目超高层塔楼施工过程中应用的安全防护装置有液压爬模安全防护、临边安全防护、立体交叉作业安全防护和钢结构吊装安全防护[1-4]。

1 液压爬模安全防护

1.1 液压爬模施工流程

1）流程1：浇捣第N结构段及N＋1层水平楼板结构混凝土。

2）流程2：养护结构混凝土期间，绑扎第N＋1段结构钢筋。

3）流程3：第N结构段混凝土养护等达到强度后，拆模；同时安装爬模附墙装置；拆除N－2层水平结构模架，翻转至N＋1层。

4）流程4：液压顶升导轨一个层高，固定导轨；拆除最下端附墙装置，以备下次使用。

5）流程5：液压顶升爬模一个层高，由N－1段爬升至N段，并完成力系转换。

6）流程6：清理模板，安装爬架预埋螺杆，测量定位校正立模；同时快速搭设N＋2层结构水平模板架体，绑扎楼板钢筋；进入N＋1段结构施工流程。

1.2 液压爬模架体围护的封闭设计和施工

液压爬模在进行高空施工时，最重要的就是保证施工人员的安全以及防止高空坠物。为此，必须对液压爬模采取安全、有效的封闭措施。

1.2.1 液压爬模模板层与墙体间的隔离

模板层架体与墙体间存在较大间隙，为保证施工安全，在模板层架体与墙体间设置定型化钢翻板。模板架翻板采用定制钢翻板，翻板宽度400 mm，翻板离模板对拉螺杆距离为150 mm。

1.2.2 架体顶层设置可拆卸式围护栏杆

液压爬模顶层架体，主要用于绑筋操作，为保证施工安全，爬模顶层临边采用工具式可拆卸围护栏杆，栏杆立杆采用M12螺栓与架体固定，水平杆采用M10对穿螺栓固定，底部设置定型化踢脚板，构件统一采用银灰漆（同爬模架体色），油漆二度。

1.2.3 爬模顶层楼梯口安全防护

爬模顶层楼梯口采用工具式围护栏杆，底部设置定型化踢脚板，栏杆底部与钢板焊接固定，构件统一采用银灰漆（同爬模架体色），油漆二度。

1.2.4 爬模施工人员的安全通道

结构施工阶段，液压爬模采取全封闭措施，人货电梯始终在架体下面。所有施工人员乘人货电梯到达已完成结构层，然后通过液压爬模下挂的安全通道从人货电梯前往结构施工层，以此确保了液压爬模施工过程中的安全全封闭。

2 临边安全防护

2.1 临边安全防护设置

本工程为超高层施工，必须做好“四口五临边”的防护工作：

1）铺设好压型钢板的楼层周边设置防护栏杆（高1.8 m），外框压型钢板混凝土浇捣时在结构边线外部设置防护板。在挡板上焊接长5 cm短钢筋，间距400 mm，防护板搁置在短钢筋上，防护板上部留洞，用铅丝绑扎在防护栏杆上（图1）。

图1 外框压型钢板临边节点

2）筒体周边设置防护栏杆（高1.8 m），人货电梯、1#、2#塔吊楼层临时留洞边、材料周转平台的临空处、人货两用电梯与脚手架、建筑物通道的两侧边等区域设置防护栏杆（图2、图3）。

图2 核心筒内防护栏杆示意

图3 压型钢板区域防护栏杆设置示意

3）楼梯及梯段边安装租赁公司定型化临时护栏。所有的安全防护栏杆均在结构混凝土浇筑前预埋100 mm×100 mm×5 mm埋件，防护栏杆本体采用钢管扣件，高度有2种，为1 200、1 800 mm，分区域布置。钢管立柱间距1 200 mm，与埋件电焊固定，水平杆上杆离地1 200 mm，下杆离地500 mm，与立柱扣接，防护杆刷黑黄标志漆，密目网围封。在尚未施工外框结构的核心筒楼层，核心筒的防护栏杆应在液压爬模爬升前全部安装到位。

2.2 其他临边防护设置安全事项

消防电梯井道内每隔一定高度搭设井内脚手架，脚手架面满铺钢笆封闭，电梯井内不搭设脚手架时，应每隔10 m设1道安全网。电梯井、管道井分隔完成后，在门口设金属防护门封闭。

自2层起，在完成组合板施工的钢框架外围每4层设置1道水平安全挑网。要求外挑宽度3 m；水平网接口连接严密；与建筑物间缝隙不超过100 mm，外沿略高于内沿。

筒体施工时，因剪力墙阻隔无法进入楼层平台区域，故要求施工人员在爬架提升前，拆除所有的模板、排架，并及时清运，平台上不得遗留有任何物件。

3 立体交叉作业安全防护

3.1 立体交叉作业施工要求

各工种进行上下立体交叉作业时，要求施工人员不得在同一垂直方向上操作。下层作业的位置必须处于上层高度确定的物品可能坠落范围半径之外。不符合以上条件时应设置安全网、防护棚等安全措施。

3.2 布置钢结构安全防护棚

在塔楼投影区域3 m内的管理人员办公通道及施工人员安全通道处搭设钢结构防护棚，且为双层防护棚（图4），防止高空坠物。

图4 双层钢结构安全防护棚剖面示意

3.3 布置塔楼硬隔离安全防护

塔楼上部结构在1～9框、10～25框、26～36框、37～50框分阶段完成中期结构验收后，开始幕墙施工，此时上部筒体钢结构同时施工，因此在10层、26层、37层、50层搭设硬隔离平台，平台采用组合楼板的压型钢板，型钢悬挑（图5）。

硬隔离平台主钢梁采用热轧普通18a#工字钢，间距不大于2 100 mm，临边围护栏杆高1.8 m。隔离平台钢梁上设置3根立杆，立杆间距1 m，工钢梁端部往内0.1 m开始设置立杆，水平格栅采用钢管，钢管间距0.3 m，上铺双层彩钢板隔离层（图6）。

图5 隔离平台布置示意

图6 隔离平台示意

模板、脚手架等拆除时，下方不得有其他操作人员。拆除物料的临时堆放处离临空边至少1 m，堆放高度不得超过1 m。楼层边、通道口、脚手架边缘等处严禁堆放任何拆下物件，作业时严禁投掷物料。

4 钢结构吊装安全防护

4.1 外框圆管柱对接操作平台

外框圆管柱对接操作平台设置在下层已安装完成的钢梁上，抱箍钢柱进行搭设，钢柱分段点设置在结构面以上1.2 m，对接操作平台横杆间距为300 mm，操作平台上铺设定型式钢丝网片（图7）。

图7 圆管柱对接操作平台布置

4.2 外框钢梁安装操作脚手

外框钢梁操作脚手搭设主要分为2个部分，外框钢梁连接核心筒以及外框钢梁连接外框钢柱（图8）。

4.2.1 外框钢梁连接核心筒脚手

本工程核心筒东、西、南3个立面与外框钢结构有钢梁连接，因此外框钢梁连接核心筒部分脚手需沿核心筒在东、西、南3个立面上搭设。

图8 塔楼外框脚手架平面布置

设置双排脚手在已安装完成的下一层外框钢梁上，钢梁与钢梁间最大跨度4 m（核心筒门洞），脚手搭设初始高度为1层，当上层钢梁吊装完成后，再利用吊装完成的钢梁搭设上1层施工脚手，原则上该脚手2层一翻。

立杆横距0.9 m，步距1.5 m，纵距按钢梁间距设置，跨度超过3 m处需抱箍核心筒连梁，钢梁标高下1 m设置操作平台，操作平台纵向水平杆间距300 mm，操作平台上满铺钢丝网片。

4.2.2 外框钢梁连接外框钢柱脚手

本工程12层以上外框柱分段考虑3层一节，因此外框柱与钢梁安装脚手抱柱搭设3层高度，步距1.8 m，在钢梁上表面设置一圈脚手架用于悬挂操作平台，在钢梁标高下1 m处设置操作平台，操作平台纵向水平杆间距300 mm，操作平台上满铺钢丝网片，竖向立杆每300 mm设置1道爬梯（图9）。

图9 塔楼外框脚手搭设立面布置

4.3 外框钢结构安装水平通道设置

外框钢梁上需设置水平通道满足施工过程中施工人员水平行走，在主梁上设置生命绳，生命绳采用φ9.0～φ11.0 mm的无油钢丝绳或涂塑钢丝绳，钢丝绳设置高度离梁面1.5～1.8 m。生命绳一端用卸甲或夹头固定，另一端用花篮螺栓收紧，花篮螺栓挂钩处应用铅丝封口，防止生命绳脱落。在外框钢梁吊装完成后，应及时将定尺的生命绳先安设在钢梁上，高处作业人员应将安全带挂钩在临时设置的生命绳上进行通行（图10）。

图10 外框钢结构安装水平通道示意

4.4 钢承板安装水平通道设置

钢承板铺设时需设置水平通道满足施工过程中施工人员水平行走，最外围一圈矩形钢梁上焊接一圈钢管脚手用于拉设生命绳（钢管脚手架的间距为5.4 m），生命绳采用直径9.0～11.0 mm的无油钢丝绳或涂塑钢丝绳，2根脚手架之间设置3道钢丝绳（距离梁面高度分别为200、800与1 400 mm；内外侧水平通道在主梁上拉设生命绳同安装钢梁时的拉设方式相同。生命绳一端用卸甲或夹头固定，另一端用花篮螺栓收紧，花篮螺栓挂钩处应用铅丝封口，防止生命绳脱落。高处作业人员应将安全带挂钩在临时设置的生命绳上进行通行（图11）。

5 结语

图11 铺设钢承板时水平通道示意

在城市市中心的超高层结构施工过程中，安全防护占有非常重要的地位。而传统的安全防护措施往往并不能够满足超高层施工的要求。由于星港国际中心项目建筑规模大、分包单位众多、作业点多面广，人员总体上而言较为分散，为保证各专业平行作业与立体交叉作业的安全，对安全防护措施的策划更显得尤其重要。本文通过对星港国际中心项目塔楼施工过程中各阶段安全防护形式与措施的详细描述，为今后城市市中心相类似超高层建筑施工过程中的安全防护措施提供了一定的参考依据。