超深地下室大型设备机组吊装方法

蔡文冠

（中铁城建集团北京工程有限公司，北京 100024）

0 引言

一些大型复杂的综合性商业建筑物地下室大多有（2～4）层，作为配套的车库、设备机房及物业用房等功能空间使用。如制冷机房通常设计在底层的，需要施工中解决从外部将大型设备安装到机房的问题。由于其体型较大，不能像安装新风机房和排风机房的风机设备一样，可以从汽车坡道和地下室的空间道路运输和安装设备，而是通过结构预留洞口，采用专业吊装技术将大型设备吊运至（10～20）m深的设备机房。确定吊装方案时需要考虑的关键因素包括设备安装位置和现有空间条件、设备、起重机械、起重作业人员配置等。

1 决定大型设备吊装方法的关键因素

1.1 设备安装位置及场地使用条件

1.1.1 设备的安装位置

不同的工程，空间设计、房间使用功能的设计不同，制冷机房等大型设备用房的位置也不同。一般情况下，会将制冷机房等大型设备用房设置在地下室底层，以保证正常使用的同时，尽量减少对车库和其他上层空间功能使用的影响。在这些机房的上层结构，都会留有从设备用房层直至首层的永久或者临时结构洞口，用于大型设备的吊装。因此，处于设备用房上方的首层洞口位置，是影响设备吊装方法的关键因素之一。

预留洞口位置分为两种情况，一种是处于建筑物室外范围，设备从吊装口进入时，基本不会受到建筑物对其的空间束缚。选择塔吊或者汽车吊可直接在室外吊运作业。第二种是在建筑物内部，需进一步分析和考虑4个影响因素：

（1）受建筑物对设备的空间束缚，设备从室外吊运至吊装口处，需至少倒运2次。一是从设备进场落地位置到建筑物首层空间内；二是从建筑物首层空间内，运至吊装口处。

（2）设备运输道路需地面整洁，无任何障碍物。

（3）设备从室外到建筑物内的吊运过程，很可能受到设备进场落地的位置情况、吊装机械所在位置受场地的局限而限制其机械性能施展等情况影响，无法一次性将设备运至建筑物内，而需要辅助平台作为设备进入的中转区域。

（4）荷载问题。室外地坪的土质情况，是否满足起重设备的落座和安全作业；从室外地坪到建筑物楼座之间的地下室顶板区域，作为中转区域（钢质架体平台或人工土方坡道），在考虑其对地下室顶板荷载的同时，设备自重一并考虑；设备进入建筑物内，设备自重对运输路线上首层结构楼板的荷载。上述荷载均需通过受力计算进行可行性验证。

1.1.2 场地使用条件

（1）设备进入施工现场后的首次落地位置，该位置的确定需考虑的因素：与设备选择进入建筑物首层入口的距离最近，可进行吊运；根据场地条件，在起重设备可作业的范围内。

（2）设备进场首次落地至建筑物内部的运输线路，无障碍物影响。

（3）设备进入建筑物首层至设备吊装口的水平和垂直2个方向的行进线路，无障碍物影响，且照明充分，通临电。

（4）设备吊装口区域，从首层层间下至设备用房的空间区域，无结构预留钢筋、模板、混凝土及架体影响，且照明充分，通临电。

（5）设备用房区域，设备吊装落地后，满足水平行进到设备基础就位的条件，且照明充分，通临电。

1.2 设备情况

（1）数量。因设备进场和吊装完成时间有明确的时间计划，而单位数量上机械的使用效率和单位数量上人员的劳动力输出有限。因此，设备吊装方案的设计，设备的数量是决定机械、工具和人员配备的重要因素之一。

（2）尺寸。设备尺寸影响设备的行进线路、空间、出入口的选择，并与设备吊装的难度成正比。

（3）自重。设备的自重决定起重吊装设备的选择，包括起重吊装设备的配合使用数量和起重设备的性能要求。

（4）设备吊耳的设计位置。一般情况下，大型设备在制造时，设计、制造人员会根据设备不同的结构组成，以设备的重心为参照点，在不影响设备本身结构和使用功能的前提下，在设备上设置吊耳，作为设备的吊装点。

不同的设备，吊耳的分布和数量同。吊耳的分布状况是决定电动（手动）提升机、卷扬机等设备的组合吊装数量的关键因素之一；与吊装设备的位置到吊耳的空间距离影响着导链与设备吊装点形成的角度，而该角度也是吊装作业必须慎重考虑的技术参数之一。即角度偏大，吊装机械的有效提升力不能充分利用，机械的损耗大，危险性也随之增大。

（5）设备未拆封前的防护情况。该因素决定着在设备运输、吊装、就位的整个过程中，作业人员对设备的成品保护措施的实施。因设备多数被橡胶垫和塑料布包裹，在吊装作业时，除吊耳外，设备的其他部位无法清楚辨识，需保证不能对设备造成任何程度的撞击。

2 大型设备机组吊装方法的研究与应用

2.1 对工程基本概况和大型设备机组概况的认识

不同的工程，因设备用房的布局、楼层设置以及机组设备的数量、型号、分布等均不相同。因此，大型设备机组吊装方法的设计与实施，首先要了解和掌握工程概况及设备机组概况。

2.2 大型设备机组吊装方法的影响因素分析与确定

大型设备机组因体型较大，无法从汽车坡道运输至设备用房，且设备用房在楼座内，无法用起重设备从室外直接从结构预留洞口吊装至设备用房内。因此，大型设备机组吊装的基本思路：设备机组运至施工现场室外地坪→设备机组运至建筑物首层楼座内→设备机组运至首层预留结构吊装洞口→设备机组经吊装口吊运至设备用房→设备机组就位。

2.3 计算书

在大型设备机组吊装的方案设计中，各项荷载满足性的计算非常重要，是决定吊装方案是否可行以及吊装过程是否安全可靠的充分必要条件。每一项荷载都要根据工程的结构受力条件和设备机组的自身荷载参数进行科学的计算。

2.4 吊装方案设计与应用中的注意事项

2.4.1 中转区域钢制平台的搭设

在成本条件允许，且保证运输更加方便的情况下，选择钢制架体平台作为设备首次落地位置进入建筑物首层内部的中转区域。架体平台可用钢制单元体钢架垫高，保证架体平台与建筑物首层楼板行进道路表面平齐。为确保钢制架体平台的受力均衡，并确保设备行进中的稳定性，平台上需铺设一定厚度的整块长方形钢板。

2.4.2 吊装洞口上方主提升设备的安装

（1）根据吊装洞口上方的结构梁、板条件，并结合设备机组的尺寸和吊耳的位置，将吊装口上方的第二层框架梁作为吊装的受力支座，在该框梁两侧楼板和下层结构板的相应位置进行开洞。开洞位置需根据设备机组的尺寸和吊耳的位置情况，作为后续吊点（电葫芦）的定位。

（2）特别注意，楼板开洞处应作柔性垫层，避免楼板混凝土直接与钢丝绳接触造成楼板或钢丝绳损坏。

2.4.3 设备机组在建筑物内行进路线上的荷载均布

为了分散设备机组对结构楼板的荷载，降低对结构楼板的影响，需在行进路线上满铺标准厚度的木胶板，并在地坦克的线路上铺设一定厚度的钢板，以增强楼板整体抗压强度，并与钢制平台的钢板对接成为整体。

2.4.4 设备机组的起吊、就位和下吊

（1）当设备机组被牵引到吊装洞口边缘时，开始吊装。起吊的要点是，紧邻洞口一侧的吊装点先行受力缓慢起吊，撤离相应位置的2个地坦克，改用数根扁木方（或Φ6.5 mm圆钢钢筋）代替。与此同时，与吊装洞口反方向处的机组吊装点向反方向受力，牵制设备机组向洞口平移和单侧起吊提升，持续进行。

（2）当设备机组紧邻吊装洞口一侧已起吊并悬空至吊装孔达到机组整体宽度的2/3时，将另一侧的吊装点受力起吊，同时撤去剩余2个地坦克，改用数根扁木方（或Φ6.5 mm圆钢钢筋）代替。手动环链提升机继续反方向牵拉控制。

（3）当设备机组仅有少部分在楼板上时，则可被提升离地。

（4）当设备机组已完全离开首层楼板并处于吊装洞口下吊的位置时，电动环链提升机的提升拉力要保证设备机组的绝对水平悬置，吊装点的受力均衡。然后将手动环链提升机揭开撤离。

（5）设备机组下吊过程中，每台电动葫芦由专人操作，并统一指挥，确保同步，保持设备机组的水平稳定状态，直至平稳落地。

2.4.5 设备机组就位后的位置复核

设备机组就位并微调后，为确保其位置精准度，用红外线水平仪进行复核。

3 结束语

地下室大型设备吊装的方法与实施，尤其是超深基坑工程，在实践理论作为基础和指导的同时，还要因地制宜，根据不同工程不同的影响因素制定针对性强、可行性高，安全性高的吊装方案。通过对超深地下室大型设备机组吊装方法的分析研究，结合工程应用，获得宝贵的经验。

［1］沈祖炎.中国《钢结构设计规范》的发展历程［J］.建筑结构学报，2010（6）：8-10.