曳引式施工升降机安全风险与预防措施研究

周传林，邓代军

（湖北特种设备检验检测研究院宜昌分院，湖北 宜昌 443005）

近几年来，曳引式施工升降机在房屋建筑施工中的使用越来越多。曳引式施工升降机是指通过吊笼或者运载装置和其对重由经曳引轮的曳引钢丝绳悬挂而相连并由曳引钢丝绳和曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动的施工升降机，一般临时安装于建筑物原有设计的室内电梯井道内，如图1所示，相比传统的安装于建筑物外墙的SC型或SS型强制驱动施工升降机有以下优点：

图1 曳引式施工升降机结构示意图

（1）安全性能提高。曳引式施工升降机主要采用曳引驱动电梯的结构、原理和功能，将电梯技术和设备运用于施工过程中，永磁同步电机及变频控制系统让升降机启动、制动及运行更加平稳，安全性能大大提高；采用曳引驱动的方式以及安装于室内井道中可以杜绝强制驱动施工升降机容易发生的如武汉“9.13”和衡水“4.25”等因冒顶导致轿厢坠落的重特大事故。

（2）施工效率提高。曳引式施工升降机额定速度一般为1.0m/s及以上，比强制驱动施工升降机运行速度快；电梯井道大多设计在建筑物的中间位置，建筑材料和人员的输送距离较短，进出料方便，省时省力；不受雨、雪、风等气候条件的限制可全天候使用，利用率高。

（3）更加节能环保。曳引式施工升降机因驱动方式的原因比强制驱动施工升降机额定输出功率小、整体重量轻，制造、运输及使用成本低；运行噪音小，润滑油脂少，污染小；无需额外搭设脚手架、防护网和附着装置，既节约建筑施工材料，也便于建筑物外墙装饰施工。

但曳引式施工升降机毕竟是临时施工用设备而不是固定使用的室内电梯，不具备电梯的安装、使用条件和环境，而且需要随着建筑物的升高不断的升层，每一次升层都是一次再安装的过程，因此不能简单的将电梯照搬到建筑施工中来，目前在设计、制造、安装、使用、维护等方面还存在一些不完善的地方，具有一定的安全风险。

1 存在的安全风险

1.1 标准及规范

按照《特种设备目录》，起重机械和电梯是2个不同的种类，曳引式施工升降机归属于起重机械，其设计、制造、安装、使用应符合起重机械相关要求。目前曳引式施工升降机暂时没有GB类国家标准，制造厂家大多采用的制造标准是《施工升降机 曳引式施工升降机》（JB/T 13031-2017），其中明确规定其不适用《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）规定的电梯。起重机械产品及安全保护装置的制造应按《起重机械型式试验规则》（TSG Q7002-2019）进行型式试验，目前大多数曳引式施工升降机制造厂家能按该规则的要求对整机产品进行型式试验，但其安全保护装置如重量限制器、限速器、安全钳、制动器等主要部件因采购的是电梯配件厂的设备，所以其型式试验仍然依据的《电梯型式试验规则》（TSG T7007-2016）进行的，不符合起重机械相关要求。

1.2 升层

曳引式施工升降机在建筑物主体施工阶段（一般9～10层）开始安装，并随着建筑物的增高而不断升层(一般5～6层或15～18m升层一次)。曳引式施工升降机没有和强制驱动升降机一样自带一套完整的液压顶升装置，每次向上升层都需要先拆卸再安装。特别是曳引机及承重梁需要在井道上方临时固定电动葫芦或利用施工现场的塔式起重机来帮助提升，由于施工现场条件所限，提升过程存在很多不确定因素，例如：如何搭建脚手架，电动葫芦如何固定，吊点的设置是否恰当，曳引机及承重梁如何拆卸和重新固定，现场是否存在交叉作业，安全防护措施是否到位等等。每一次升层都是一次新的安装调试，这其中的安全风险可想而知。

1.3 钢丝绳

曳引式施工升降机的曳引比大多为2:1，一般有3～6根曳引钢丝绳，其长度要能满足整个建筑物施工高度的需要，一般按井道高度的2倍设计，因此在升降机首次安装及每一次升层后，剩余出来曳引钢丝绳需要盘整好并置于承重梁所在的楼层里，如果保护不好容易被施工现场的水、水泥、沙子等损坏。绳头固定型式一般用楔形绳套的方式，如图2所示，钢丝绳与楔形绳套承受着轿厢、对重及载荷的主要重量，其承载力由钢丝绳、楔套和楔块之间形成的摩擦自锁提供。因此绳头处的钢丝绳在楔套内容易产生弯曲、挤压、扭曲等变形，在每一次升层后，原来的绳头将重新作为曳引钢丝绳的一部分使用时其性能会下降，严重时甚至要报废。限速器钢丝绳也存在在同样的问题。

图2 钢丝绳楔形绳套示意图

1.4 层门

由于是临时施工用，曳引式施工升降机各楼层层门一般采用自制简易推拉门，从轿厢里由内向外设有门栓，未设置电气联锁保护装置，有可能导致层门未关闭或关闭不严时升降机启动或继续运行，容易造成人员在层门地坎处发生剪切或坠落；各层门也未配置紧急开锁装置，不能从外向内打开层门，紧急情况如果发生困人，给应急救援工作带来极大不便，不满足《施工升降机 曳引式施工升降机》（JB/T 13031-2017）的要求。

1.5 重量平衡系统

曳引驱动的方式是依靠曳引轮和钢丝绳之间的摩擦力驱动轿厢和对重上下运行的，因此轿厢和对重两侧的重量是否平衡就直接关系到升降机的运行安全。轿厢和对重两侧的重量除了轿厢、轿厢里的人及货物、对重以外，还有两侧钢丝绳及随行电缆的自重，这些重量随着升降机的运行不断发生变化。当轿厢位于低层站时，曳引钢丝绳的大部分重量会作用于轿厢侧，使轿厢侧的重量变大，而随行电缆的重量大部分作用在固定端井道壁上，使轿厢侧的重量变小；相反，当轿厢位于高层站时，曳引钢丝绳的大部分重量会作用于对重侧，使轿厢侧的重量变小，而随行电缆的重量大部分作用在另一固定端轿厢底部，使轿厢侧的重量变大。以上这些重量的改变在提升高度较小时，对升降机的安全性能影响很小，但随着提升高度的不断升高影响会增大，严重时会因两侧的重力差过大导致溜梯，危及人员的安全。例如：行程100m的升降机，使用6根φ13mm的钢丝绳，钢丝绳的重量将达到约400kg,这些重量若施加在某一侧将严重影响升降机的安全运行。

因此，为避免上述情况的出现，一般采用增加补偿装置（如补偿绳、补偿链）的方式来弥补运行过程中带来的重量差，但曳引式施工升降机由于需要不断升层，一般没有安装补偿装置，这将带来一定的安全风险。

1.6 紧急报警与应急救援

曳引式施工升降机因发生故障或突然停电等原因而停止运行时，如果轿厢停在层距较大的两楼层之间，或遇到蹲底、冲顶等情况时，人员将被困在轿厢中，按要求轿厢内应配备紧急报警装置使被困人员能够向轿厢外呼叫救援，但建筑施工工地因条件有限，一般只在轿厢内配备对讲机，没有安装与工地长期有人的值班室保持联系的对讲电话，加上临时施工井道和密闭轿厢内的无线通讯信号差，有可能导致紧急情况不能及时与救援人员取得联系。

曳引式施工升降机应急救援时往往需要盘车或复位安全装置，但曳引机及承重梁在井道顶部处于悬空状态，周围没有平台也没有脚手架，没有足够的安全空间和位置，为应急救援带来了很大的难度。

1.7 井道的防水

曳引式施工升降机是机电设备，井道内安装有很多电气设备和安全装置，严禁有水。由于建筑物及井道在不断的施工，很难有很好的措施防止施工用水或雨水从井道顶部或各楼层层门处进入井道内，同时井道底坑是临时施工用，没有经过处理，也容易渗水，因此容易造成升降机电气设备发生故障或损坏。

1.8 其他

曳引式施工升降机受临时施工条件限制，设备的配置及安装很难达到相关要求，有可能留有一定的安全隐患，例如：由于各层门地坎是毛坯状态，轿厢与面对轿厢入口的井道壁的间距一般会大于0.15m，轿厢地坎下未设置护脚板，在紧急情况下逃生和救援时容易造成人员坠落井道内；曳引钢丝绳张力不均时调整不方便，钢丝绳磨损、变形或锈蚀严重需要更换不方便等。

2 预防措施

根据曳引式施工升降机本身的结构特点，按照特种设备现行法律法规，参照相关规程标准，结合实际安装使用经验，建议采取以下措施以减少曳引式施工升降机存在的安全风险。

（1）在曳引式施工升降机没有新标准规范出台之前，制造厂家应严格按照《施工升降机 曳引式施工升降机》（JB/T 13031-2017）标准的要求制造，同时也要满足《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》（TSG Q7016-2016）的相关要求，规定应具备的功能或安全保护装置一定要按要求配置并安装。

（2）曳引式施工升降机产品及安全保护装置如重量限制器、限速器、安全钳、制动器等应按《起重机械型式试验规则》（TSG Q7002-2019）进行型式试验，以满足起重机械的相关规定及要求。

（3）在曳引式施工升降机每一次升层前应根据建筑物施工进度和设施环境情况制定详细可靠的施工方案和作业计划，作业人员应具备相应资格，对作业人员进行技术培训和技术交底，采取必要的安全防护措施，使用的电动葫芦或其他起重机械应确保完好，确保升层作业的质量及安全。

（4）曳引钢丝绳在安装前应释放其扭力，用楔形绳套固定绳头时避免钢丝绳扭曲，固定端采取绑扎的方式不要使用U型卡，尽量避免绳头受到严重变形；剩余钢丝绳应整齐盘整到绳轮上并用防护设施妥善保管，避免生锈或受到伤害。

（5）在曳引式施工升降机各楼层层门上安装电气联锁装置，确保各层门都处于关闭和锁紧位置时，轿厢才能启动或保持运行；在轿厢底部安装护脚板，规格尺寸符合相关标准要求。

（6）当曳引式升降机行程达到一定的高度，可以在轿厢底部和对重之间安装平衡绳，以达到轿厢和对重两侧的重量保持平衡，因升层的关系，暂时剩余的平衡绳可以盘整好并固定于轿厢底部。

（7）在曳引式施工升降机轿厢和工地长期有人的值班室之间安装有线对讲电话，线路同升降机随行电缆一起捆绑，以确保紧急情况下随时能与值班室取得联系，保证救援的及时性。

（8）在曳引机承重梁两侧设计折叠式或易于拆装的简易走台，在需要的时候可随时打开或安装，便于安装、调试、检查、保养曳引机、承重梁、限速器等主要零部件，也便于应急救援时采取紧急措施。

（9）在曳引式施工升降机井道顶部设置活动防雨棚或其他防水设施，施工过程中井道顶部墙面始终比该楼层地面高出500mm以上，以确保施工用水或雨水不能进入井道；在升降机安装前对井道底坑和容易渗水的地方做防水处理。

（10）由于建筑施工现场状况复杂，一般都是临时用电，停电情况时有发生，建议曳引式施工升降机配备停电应急平层装置，可以在停电时让轿厢自动返平层，减少关人现象发生。

（11）在日常使用过程中对曳引式施工升降机进行定期检查和维护保养，定期开展应急演练，内容、要求及方法可以参照《电梯维护保养规则》TSG T5002-2017的要求。

3 结语

虽然曳引式施工升降机有很多优点，但由于其属于新兴产品，在建筑施工中应用时间不长，目前还处于法规及标准不健全、技术及产品欠完善、安装及使用不规范的摸索阶段，导致市场占有率不是很高，甚至还发生了一些安全事故。因此需要设计、制造、安装、使用、维护等相关单位及人员共同努力，对曳引式施工升降机不断进行改进、升级、创新，比如是否可以为曳引式施工升降机设计一套类似强制驱动升降机那样的液压顶升系统，既可以方便快捷的升层，又可以降低安全风险，使曳引式施工升降机更加安全、高效、节能，保障建筑施工的质量及安全。