新型井道式室內(nèi)施工升降機的研究與應(yīng)用

郭曉紅 田衛(wèi)國 顧 亞 侯立偉 徐佳鈺 劉存剛

中國建筑第二工程局有限公司 遼寧 沈陽 110016

施工升降機是建筑施工中經(jīng)常使用的載人、載貨施工機械，由于能夠在垂直方向上層層停靠，人貨兩用，被廣泛地運用到高層建筑施工現(xiàn)場。

近年來，新型井道式室內(nèi)施工升降機開始出現(xiàn)在施工現(xiàn)場，相對于SC型施工升降機，該類型升降機具有安全可靠、施工成本低、環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點，并且有利于提升項目的安全形象與施工品質(zhì)[1-4]。

1 工程概況

東韓砦城中村改造項目位于河南省鄭州市，總建筑面積28.5萬 m2，共5棟高層、4棟洋房，最大建筑高度108.54 m。

根據(jù)河南省鄭州市揚塵管控的相關(guān)規(guī)定，進入11月份以后禁止揚塵類施工生產(chǎn)活動。傳統(tǒng)施工升降機能耗、噪聲大，易產(chǎn)生揚塵，而采用井道式室內(nèi)施工升降機，電梯井道砌筑外墻全部深化成混凝土現(xiàn)澆墻，為施工升降機導軌安裝創(chuàng)造條件。施工升降機設(shè)置于井道內(nèi)可保證揚塵管控期間施工的正常運行。

目前施工用雙龍外掛升降機安全事故頻發(fā)，經(jīng)常出現(xiàn)升降機墜毀、驟停、部件脫落等安全事故與安全隱患。而采用新型井道式室內(nèi)施工升降機，可以最大程度地規(guī)避此類安全風險。因此，本項目5棟高層采用新型井道式室內(nèi)施工升降機進行施工。

2 研究方法及內(nèi)容

1）通過新型井道式室內(nèi)施工升降機的安裝及使用，研究新型電梯的施工可行性及安全可靠性。

2）通過對不同施工階段人員、設(shè)備及材料等運輸能力的分析，研究新型施工升降機運輸效率是否能滿足正常施工需求，對施工進度是否有不利影響。

3）通過對新型施工升降機與傳統(tǒng)外掛雙龍電梯的各項安全指標、使用性能、運輸效率等方面的對比，分析新型施工升降機的優(yōu)勢。

3 施工工藝流程

3.1 主要施工工藝流程

施工升降機選型及初始安裝樓層選擇→電梯井道全現(xiàn)澆墻體優(yōu)化→結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)留提升天梁及吊點工字鋼洞口→搭設(shè)井道電梯硬防護→安裝并固定提升天梁→安裝導軌、轎廂→安裝曳引機構(gòu)配件及設(shè)備調(diào)試→升降機頂升

3.2 操作要點

3.2.1 施工升降機選型及初始安裝樓層選擇

結(jié)合工程圖紙查閱電梯井道尺寸，選擇匹配的轎廂型號，根據(jù)建筑高度（樓層數(shù)）確定頂升次數(shù)。本工程正式電梯井道尺寸為2 200 mm×2 200 mm，選用FCSSD1600型室內(nèi)施工升降機，該型號升降機依附在電梯井道內(nèi)，速度快、能耗低，載重為1.6 t，速度為1.0 m/s（是普通外掛電梯的2倍），電機功率只有11 kW。

根據(jù)建筑面積及砌筑量設(shè)置不同數(shù)量的升降機，2#、3#、9#、10#樓單層面積最大達1 000 m2，最大砌筑方量達55 m3，樓內(nèi)在中心位置設(shè)1臺施工升降機。4#樓單層面積大，近2 500 m2，單層砌筑量達120 m3，需安裝2臺施工升降機。

電梯在主體結(jié)構(gòu)施工至10層時開始進場安裝，運行至8層。后續(xù)根據(jù)主體施工進度每隔至少7層頂升1次，每次頂升時間為1～2 d。

對于本工程使用2臺施工升降機的樓棟，在主體結(jié)構(gòu)施工至10層時安裝第1臺施工升降機，主體結(jié)構(gòu)施工至20層且底部樓層開始抹灰后安裝第2臺施工升降機，在保證經(jīng)濟最大化的同時確保運輸效率。

3.2.2 電梯井道全現(xiàn)澆墻體優(yōu)化

由于此新型施工升降機與正式電梯類似，需要在井道內(nèi)安裝支架、軌道，所以電梯井道需要提前將正式電梯的圈梁施工完成。為了便于第一時間安裝施工電梯并投入使用，需要提前與設(shè)計單位溝通，將井道隔墻改成全現(xiàn)澆墻體，結(jié)構(gòu)施工完成后可立即開始升降機的安裝。

3.2.3 結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)留提升天梁及吊點工字鋼洞口

提升天梁固定在升降機安裝層，吊點工字鋼固定在安裝層上一層（第11層），需在墻面預(yù)留洞口（圖1）。

圖1 提升天梁洞口

1）每個電梯井內(nèi)安裝層需留設(shè)2個200 mm（寬）×400 mm（高）提升天梁洞口。

2）安裝層上一層（第11層）留設(shè)200 mm（寬）×200 mm（高）吊點工字鋼洞口。

3.2.4 搭設(shè)井道電梯硬防護

安裝層上兩層（第11層、第12層）留設(shè)2個200 mm（寬）×200 mm（高）防護工字鋼洞口，搭設(shè)雙層硬防護（圖2、圖3）。

圖2 吊點工字鋼及電動葫蘆安裝

圖3 第1道硬防護搭設(shè)示意

1）在安裝層上一層（第11層）安裝吊點工字鋼，搭設(shè)硬防護并做防漏水處理。

① 安裝16#工字鋼，長度3 m，穿過預(yù)留洞口并用木楔子楔緊，工字鋼另一端開孔與電梯門洞口地面用4個直徑12 mm的膨脹螺絲固定。

② 工字鋼上設(shè)置2個電動葫蘆，第1個電動葫蘆設(shè)置于離電梯門洞1 500 mm處，第2個電動葫蘆設(shè)置于離電梯門洞2 000 mm處。

③ 在井道內(nèi)采用鋼管搭設(shè)有傾斜角度的水平防護，上鋪模板并采用方木作為龍骨。木板上部用雙層彩條布覆蓋，做好防雨措施，防止雨水直接進入施工升降機頂部。井道門口位置砌筑擋水坎。

2）在安裝層上兩層位置（第12層）安裝工字鋼，搭設(shè)第2道硬防護（圖4）。

圖4 第2道硬防護搭設(shè)示意

① 安裝3根16#工字鋼，每根長度3 m，穿過預(yù)留洞口并用木楔子楔緊，工字鋼另一端開孔與電梯門洞口地面用4個直徑12 mm的膨脹螺絲固定。

② 工字鋼上鋪模板并采用方木作為楞。

③ 井道口臨邊防護可采用定型化圍擋開孔。

3.2.5 安裝并固定提升天梁

將提升天梁和控制柜通過電動葫蘆吊至安裝層，安裝層設(shè)有預(yù)留洞口。拆卸提升天梁（伸縮梁）固定螺栓，將伸縮梁朝向電梯門洞方向拉伸，提升天梁伸出剪力墻洞口50 mm，另一端伸出電梯門洞400 mm，待完全拉出后將提升天梁（伸縮梁）固定螺栓重新安裝鎖緊，推進預(yù)留洞口，采用3塊（100＋300）mm×600 mm×5 mm的L形鋼板將提升天梁固定在主體結(jié)構(gòu)上。井道內(nèi)的2個L形鋼板與提升天梁用2個直徑16 mm螺栓固定，與主體結(jié)構(gòu)用3個直徑12 mm膨脹螺絲固定；電梯門洞口的提升天梁端部L形鋼板與提升天梁用4個直徑16 mm螺栓固定，與主體結(jié)構(gòu)用2個直徑12 mm膨脹螺絲固定。固定完畢之后安裝控制柜和限速器。

3.2.6 安裝導軌、轎廂

1）導軌安裝。在提升天梁安裝層，按圖紙要求放6根直徑0.5 mm鋼絲繩作為校準導軌的基準線，在井道底部固定6根鋼絲繩，并且將導軌材料抬至電梯井道坑底，安裝最底部導軌支架、安裝導軌、安裝第二步導軌支架、安裝第二步導軌直至最頂層，復核導軌定位與垂直度偏差，校正導軌。

2）轎廂安裝。井道安裝5 m導軌后，按照尺寸要求把轎廂的2個減震阻力器用8個直徑12 mm膨脹螺絲固定于井道底坑中，之后安裝轎廂。

減震阻力器固定完畢之后，按照轎廂下橫梁→轎廂立梁→轎廂上梁→轎廂底板→轎廂轎壁→轎廂轎頂→轎廂門的順序，調(diào)節(jié)鋼絲繩及螺栓的緊固程度，確保開關(guān)門靈活可靠。

3.2.7 安裝曳引機構(gòu)配件及設(shè)備調(diào)試

本階段先安裝對重塊與調(diào)節(jié)曳引繩，根據(jù)計算安裝對重塊，轎廂安裝時對重塊數(shù)＝（空轎廂質(zhì)量×40%－100）/40塊；轎廂正常使用時對重塊總數(shù)量＝（轎廂質(zhì)量+額定載重量×45%－100）/40塊，總繩長＝（井道±0 m以上高度＋地下室高度）×2 m。電線電纜安裝完成后，啟動設(shè)備運行升降機進行調(diào)試，讓主機電腦逐層記憶電梯停靠層位置，實現(xiàn)智能化控制。

3.2.8 升降機頂升

將轎廂運行停在最底層，依次將吊點工字鋼、提升天梁、防水防砸雙層防護、對重塊、鋼絲繩提升至樓上后，固定轎廂鋼絲繩完成導軌放線定位，安裝升降機區(qū)段導軌，完成升降機頂升。

結(jié)構(gòu)全部封頂并將正式電梯機房施工完成后，將電梯提升天梁安裝至機房內(nèi)，機房需要提前根據(jù)廠家圖紙要求留洞。

3.3 升降機的運行及管理

本工程主要運輸材料為二次結(jié)構(gòu)施工階段的砌體，根據(jù)電梯運輸荷載大小，提前明確每種材料、人員一次運輸數(shù)量等。根據(jù)項目運行情況，單籠井道電梯完全能夠滿足現(xiàn)場施工需要。

4 新型井道式室內(nèi)施工升降機的優(yōu)點

目前市場上的施工升降機一般都是安裝在室外，外掛于結(jié)構(gòu)臨邊處，單點運輸距離遠，電梯井道位置未得到有效利用。本文提出的新型升降機有效利用電梯井道作為垂直運輸?shù)妮d體，將極大地完善目前高層建筑的施工組織方式，提高施工生產(chǎn)效率。

結(jié)合本工程的實際特點，并考慮到鄭州市進入11月份后揚塵管控的相關(guān)規(guī)定，且工程位于鄭州市中心，存在場地受限等諸多因素的影響。通過對比分析，新型施工升降機存在以下明顯的優(yōu)勢。

1）揚塵管控可持續(xù)運行。根據(jù)河南省鄭州市揚塵管控的相關(guān)規(guī)定，進入11月份以后禁止揚塵類施工生產(chǎn)活動。通過采用室內(nèi)井道施工升降機，能源消耗小、運行平穩(wěn)、無噪聲，且全封閉于結(jié)構(gòu)內(nèi)，不會產(chǎn)生揚塵，可保證揚塵管控期間施工的正常運行。

2）安全性高。傳統(tǒng)人貨兩用施工升降機目前都采用SC系列升降機，其結(jié)構(gòu)是單個吊籠或雙吊籠掛在標準節(jié)兩側(cè)，會產(chǎn)生一個傾翻力矩，當升降機超過最后一道附墻架或標準節(jié)螺栓連接不緊固時，在此狀態(tài)下傾翻力矩有可能會折斷標準節(jié)，從而使吊籠傾翻墜落，造成重大事故。而室內(nèi)施工升降機不存在傾翻力矩，完全避免了該問題的出現(xiàn)，從而也避免了該環(huán)節(jié)事故的發(fā)生。傳統(tǒng)升降機因錨固在外墻上，又被叫做外掛升降機，升降機吊籠與建筑物之間有一段距離，常需要搭建架體、跳板等作為通道，兩邊還要增加防護網(wǎng)和防護欄。工人在施工中稍有疏忽便容易從跳板上墜落，而室內(nèi)施工升降機則無需另加防護網(wǎng)，升降機?？吭谀硨訒r，人員或物料可以直接由轎廂移動到樓層地面，中間無需跳板，避免了工人在跳板上行走時墜落的危險。

3）從電梯下至地下室，可將材料場地設(shè)置于地下室。傳統(tǒng)外掛施工升降機因無法穿過無梁樓蓋柱帽抵達地下室，或者需要在地庫頂板留洞才能運行至地下室，難度較大且不易實現(xiàn)，地上二次結(jié)構(gòu)材料、裝飾裝修材料大量堆積在室外，造成主體結(jié)構(gòu)封頂之后地庫頂板防水、頂板回填遲遲無法施工，進而導致地庫頂板室外施工的整體工期滯后。且大量的材料堆放在地庫頂板上，雜亂無章，造成現(xiàn)場的場容場貌較差，不利于文明施工管理。新型施工升降機的應(yīng)用完全解決了上述難題。從電梯下至地下室，在地下室設(shè)置材料場地，保證地上有較好的文明施工標準且有利于地庫覆土提前回填。

4）無外掛電梯，可保證外立面施工提前完成。在外墻保溫或幕墻施工中，由于傳統(tǒng)外掛施工升降機所占區(qū)域需要預(yù)留拉鏈口，在外掛施工升降機拆除后才能繼續(xù)進行外立面保溫和幕墻施工，導致外立面工期整體滯后，而外立面施工是竣工交付的一道關(guān)鍵工序，這將導致整體竣工交付時間的推遲，而采用室內(nèi)井道施工升降機，則不會影響外墻保溫和竣工交付時間。

5 結(jié)語

本文重點對新型井道式室內(nèi)施工升降機的性能參數(shù)、升降機安裝工藝流程及注意要點進行了闡述，介紹了一種全新的升降機設(shè)備，并通過項目應(yīng)用過程中的有效管理，保證了單籠升降機運能滿足施工進度需求?？偨Y(jié)的施工經(jīng)驗可供同類型其他工程借鑒。