可伸縮式防高墜裝置在高凈空施工中的運用

黃修維 舒鋒

中國建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

引言

隨著體育場館、綜合樓等現(xiàn)代化建筑的跨度、凈空高度等不斷刷新紀錄，作業(yè)過程中防高墜難度也隨之增加，安全生產(chǎn)壓力亦不斷增大。本文結合廣陽島國際會議中心EPC項目，高凈空木結構施工實際，深入對比分析兩類防高墜措施，最終確定了一種可伸縮式防高墜裝置，運用效果較好。

1 可伸縮式防高墜裝置簡介

裝置設計靈感來源于消防氣墊，整體設計思路為矩管鉸接的雙層中空框架，所有桿件為矩管，均采用螺栓與連接件鉸接形式，以實現(xiàn)模塊化快速拼裝，整體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場實際進行調(diào)整。

內(nèi)外層框架底座為正方形，內(nèi)層底座邊長相較于外層減小2a（a為矩管邊長），內(nèi)設剪刀撐。底座桿件端頭、中間均設置連接件，兩個底座共計18個連接件，外層框架連接件底部安裝萬向輪，共9個。底座上除剪刀撐連接件外，其余連接件上均安裝立柱，端頭立柱頂部與中間立柱底部安裝斜撐，外層立柱間依次用矩管通過連接件鉸接成整體。外層中間立柱兩側面分別在1/4、2/4、3/4以及上端頭位置焊接豎向擋板，用以限制內(nèi)層框架水平位移。外層框架端頭立柱頂部、內(nèi)層框架端頭立柱1/2外置分別焊接橫向擋板，使得內(nèi)外層擋板在投影方向重合，用以限制內(nèi)層框架上升高度，于外框架端頭立柱1/2處設置冗余防墜裝置。

內(nèi)層框架立柱頂部至底座中間剪刀撐連接件鉸接矩管，該矩管上方中間及頂部位置焊接矩形框，框內(nèi)穿一根與該矩管等長的矩管，內(nèi)穿矩管底部焊接吊耳。內(nèi)層框架頂部及內(nèi)穿矩管頂部滿掛防墜網(wǎng)[1]。

因高寬比要求，可在外框架選裝剪刀撐，剪刀撐與框架連接件連接成三角形，形成限位。

至此，裝置框架安裝完成，如圖1所示，此框架可通過牽引鋼絲繩、滑輪和卷揚機，實現(xiàn)上下空間伸縮，使其達到防墜網(wǎng)距離墜落點7m，防墜面積伸縮，使其滿足《高處作業(yè)分級》中的墜落半徑要求，及可隨作業(yè)點移動。

圖1 可伸縮式防高墜裝置空間伸縮前后對比圖

2 可伸縮式防墜落裝置可行性分析

廣陽島國際會議中心EPC項目，國際會議廳木結構桁架整體呈網(wǎng)格結構，網(wǎng)格尺寸2400mm×4500mm，木結構桁架截面尺寸為300mm×600mm和300mm×300mm，跨度為37m，最大凈空高度為23m，最小凈空高度為10m，可移動式防墜落平臺搭設尺寸為6m×6m×9m。

2.1 傳統(tǒng)防高墜措施可行性分析

2.1.1 捆綁方式。采用系繩長時間綁扎在木結構上的形式，加之作業(yè)過程中反復搭拆，木結構外表面極易產(chǎn)生勒痕，增加后續(xù)打磨難度，若過分打磨，甚至可能影響結構安全。

采用木板或其他物件保護木結構的綁扎形式，易造成高處墜物，引發(fā)物體打擊事故。

2.1.2 后續(xù)施工無防護。后期打磨或防腐涂料涂刷等施工過程中，須拆除所有防墜網(wǎng)，施工處于防高墜措施缺失狀態(tài)，高墜風險陡然增大。

2.2 可伸縮式防高墜裝置的可行性分析

2.2.1 裝置高度及安全網(wǎng)的選用。此裝置按上述設計，可根據(jù)現(xiàn)場實際，自由調(diào)整尺寸，使其防墜高度為7m，所用安全網(wǎng)應符合《中華人民共和國國家標準 安全網(wǎng)》（GB 5725-2009）規(guī)定的沖擊高度為7m，網(wǎng)繩、邊繩、系繩不斷裂的安全網(wǎng)。

此裝置通過牽引系統(tǒng)，實現(xiàn)了防墜網(wǎng)距離墜落點7m的要求。

2.2.2 墜落半徑。根據(jù)GB/T3608-2008高處作業(yè)分級，當墜落高度5m＜H≤15m時，其墜落半徑為3m，裝置通過防墜網(wǎng)伸縮，以滿足規(guī)范要求。

2.2.3 拋撐的可選擇性安裝，增加裝置升高后的穩(wěn)定性，防止架體傾覆。

2.2.4 可移動、周轉使用，底部加裝萬向剎車輪及移動牽引系統(tǒng)，便于移動，達到防墜落效果的同時，避免反復安拆，大幅提高工作效率。

2.3 防高墜措施可行性對比分析

兩種防護措施均能達到預定的防護效果，但傳統(tǒng)防高墜措施在后期結構外表面（如打磨、防火、防腐等）施工過程中，將拆除防護，存在防護措施缺失期，風險增大。而可伸縮式防墜落裝置與結構間保持著充足的施工距離，確保任何工序下均有可靠的防高墜措施[2]。

3 防高墜措施的安拆風險分析

3.1 傳統(tǒng)防高墜措施安拆風險

由于本項目為高凈空網(wǎng)格木結構桁架，作業(yè)過程中需通過高空作業(yè)車插入網(wǎng)格內(nèi)作業(yè)，故需對每個網(wǎng)格單獨滿鋪安全兜網(wǎng)，避免作業(yè)過程中大面積拆除。

木結構桁架截面尺寸為300mm×600mm，一人難以環(huán)抱，綁扎安全網(wǎng)過程費時費力，且風險極高。

3.2 可伸縮式防高墜裝置安拆風險

可伸縮式防高墜裝置為一次搭設成型后，直到高凈空施工環(huán)境高處作業(yè)內(nèi)容全部完成后拆除，避免反復安拆。

3.3 安拆風險對比分析

根據(jù)LEC風險評價法（D=LEC）對兩者進行對比分析，傳統(tǒng)防高墜措施E分數(shù)值取6（每天工作時間內(nèi)暴露），可移動式防高墜平臺E分數(shù)值取1（每年幾次暴露），故相較于傳統(tǒng)防高墜措施，可移動式防高墜平臺的使用，可從時間維度上大幅降低防護設施的安拆風險[3]。

4 可伸縮式防墜落裝置經(jīng)濟性分析

4.1 傳統(tǒng)防高墜措施一次安拆經(jīng)濟性分析

表1 傳統(tǒng)防高墜措施一次安拆經(jīng)濟性分析

生產(chǎn)效率：防墜網(wǎng)搭設完成后，材料、人員需使用登高作業(yè)車自下而上穿越防墜網(wǎng)，存在作業(yè)過程反復搭拆，增加搭拆風險的同時，極大地降低生產(chǎn)效率，此部分轉換為經(jīng)濟費用難以估量。

綜上，采用桁架上滿掛防墜網(wǎng)的方式，在不計反復搭拆等工效損失的情況下，至少需花費32838元。

4.2 可伸縮式防墜落裝置一次安拆經(jīng)濟性分析

綜合考慮人工、材料費用如表2所示：

表2 每個可伸縮式防墜落裝置一次安拆費用

整個大廳按照三組人同時施工進行計算，共需搭設3個防墜裝置，共計措施費31248元。

4.3 剩余價值分析

按照一次20%過程損耗計算的情況如下：

4.3.1 傳統(tǒng)防高墜措施的可周轉剩余防墜網(wǎng)1248.1m2，剩余價值共計12830.4元，剩余價值率為80%；

4.3.2 3個防高墜裝置的可周轉剩余價值為卷揚機3臺（不計損耗）、矩管2.4噸、鋼板3m2（不計損耗）、萬向輪20個，防墜網(wǎng)129.6m2，鋼絲繩300m（不計損耗），滑輪30個，剩余價值共計21956.4元，剩余價值率為85.54%。

4.4 二次安拆費用分析

廣陽島國際會議中心EPC項目共計三個高凈空施工環(huán)境，故在此考慮周轉后二次安裝費用。周轉后二次安裝拆除費用對比如下。

4.4.1 傳統(tǒng)防高墜措施安拆費用為人工、設備及補充損耗費用，按照上述計算方式，總計20007.6元。

4.4.2 可伸縮式防高墜裝置安拆費用為人工費及補充損耗費用，總計4905.6元。

4.3 經(jīng)濟性對比分析

4.3.1 若本項目木結構施工采用傳統(tǒng)防高墜措施，除去反復搭拆的工效損失外的一次安拆直接費用約32838元，而3個使用可伸縮式防墜落裝置的一次安拆總計費用約29088元，相較于傳統(tǒng)防高墜措施，可伸縮式防高墜裝置的成本投入得以有效降低。

4.3.2 一次拆除后，各按照20%損耗計算剩余價值，傳統(tǒng)防高墜措施剩余價值為11232.9元，剩余價值率為80%，而可伸縮式防高墜裝置剩余價值為21106.4元，可伸縮式防高墜裝置剩余價值率為85.54%。

4.3.3 周轉后，二次安拆傳統(tǒng)防高墜措施費為20007.6元，而二次安拆可伸縮式防高墜裝置的措施費僅為4905.6元。

綜上，對兩種防高墜措施進行一次安拆、剩余價值、周轉二次安拆進行經(jīng)濟性對比如表3所示：

表3 兩種防高墜措施經(jīng)濟性分析對比表

從上表對比分析，可得出可伸縮式防高墜裝置經(jīng)濟優(yōu)勢較為明顯的結論。進一步深入分析，不難得出，周轉安拆次數(shù)越多，可伸縮式防高墜裝置的經(jīng)濟優(yōu)勢越明顯。

5 結束語

綜上所述，對比上述兩種高凈空施工防墜落措施的可行性、安拆風險和經(jīng)濟性分析結果，得出在高凈空施工環(huán)境下，相較于傳統(tǒng)防高墜落措施，可伸縮式防墜落裝置在達到防墜落效果的同時，具有大大提高生產(chǎn)效率，大幅降低措施成本，降本增效的目的，優(yōu)勢明顯。