新型井道式室内施工升降机的研究与应用

2021-10-14郭晓红田卫国侯立伟徐佳钰刘存刚

建筑施工 2021年6期

关键词：井道升降机轿厢

郭晓红田卫国顾亚侯立伟徐佳钰刘存刚

中国建筑第二工程局有限公司辽宁沈阳 110016

施工升降机是建筑施工中经常使用的载人、载货施工机械，由于能够在垂直方向上层层停靠，人货两用，被广泛地运用到高层建筑施工现场。

近年来，新型井道式室内施工升降机开始出现在施工现场，相对于SC型施工升降机，该类型升降机具有安全可靠、施工成本低、环境适应性强等优点，并且有利于提升项目的安全形象与施工品质[1-4]。

1 工程概况

东韩砦城中村改造项目位于河南省郑州市，总建筑面积28.5万 m2，共5栋高层、4栋洋房，最大建筑高度108.54 m。

根据河南省郑州市扬尘管控的相关规定，进入11月份以后禁止扬尘类施工生产活动。传统施工升降机能耗、噪声大，易产生扬尘，而采用井道式室内施工升降机，电梯井道砌筑外墙全部深化成混凝土现浇墙，为施工升降机导轨安装创造条件。施工升降机设置于井道内可保证扬尘管控期间施工的正常运行。

目前施工用双龙外挂升降机安全事故频发，经常出现升降机坠毁、骤停、部件脱落等安全事故与安全隐患。而采用新型井道式室内施工升降机，可以最大程度地规避此类安全风险。因此，本项目5栋高层采用新型井道式室内施工升降机进行施工。

2 研究方法及内容

1）通过新型井道式室内施工升降机的安装及使用，研究新型电梯的施工可行性及安全可靠性。

2）通过对不同施工阶段人员、设备及材料等运输能力的分析，研究新型施工升降机运输效率是否能满足正常施工需求，对施工进度是否有不利影响。

3）通过对新型施工升降机与传统外挂双龙电梯的各项安全指标、使用性能、运输效率等方面的对比，分析新型施工升降机的优势。

3 施工工艺流程

3.1 主要施工工艺流程

施工升降机选型及初始安装楼层选择→电梯井道全现浇墙体优化→结构内预留提升天梁及吊点工字钢洞口→搭设井道电梯硬防护→安装并固定提升天梁→安装导轨、轿厢→安装曳引机构配件及设备调试→升降机顶升

3.2 操作要点

3.2.1 施工升降机选型及初始安装楼层选择

结合工程图纸查阅电梯井道尺寸，选择匹配的轿厢型号，根据建筑高度（楼层数）确定顶升次数。本工程正式电梯井道尺寸为2 200 mm×2 200 mm，选用FCSSD1600型室内施工升降机，该型号升降机依附在电梯井道内，速度快、能耗低，载重为1.6 t，速度为1.0 m/s（是普通外挂电梯的2倍），电机功率只有11 kW。

根据建筑面积及砌筑量设置不同数量的升降机，2#、3#、9#、10#楼单层面积最大达1 000 m2，最大砌筑方量达55 m3，楼内在中心位置设1台施工升降机。4#楼单层面积大，近2 500 m2，单层砌筑量达120 m3，需安装2台施工升降机。

电梯在主体结构施工至10层时开始进场安装，运行至8层。后续根据主体施工进度每隔至少7层顶升1次，每次顶升时间为1～2 d。

对于本工程使用2台施工升降机的楼栋，在主体结构施工至10层时安装第1台施工升降机，主体结构施工至20层且底部楼层开始抹灰后安装第2台施工升降机，在保证经济最大化的同时确保运输效率。

3.2.2 电梯井道全现浇墙体优化

由于此新型施工升降机与正式电梯类似，需要在井道内安装支架、轨道，所以电梯井道需要提前将正式电梯的圈梁施工完成。为了便于第一时间安装施工电梯并投入使用，需要提前与设计单位沟通，将井道隔墙改成全现浇墙体，结构施工完成后可立即开始升降机的安装。

3.2.3 结构内预留提升天梁及吊点工字钢洞口

提升天梁固定在升降机安装层，吊点工字钢固定在安装层上一层（第11层），需在墙面预留洞口（图1）。

图1 提升天梁洞口

1）每个电梯井内安装层需留设2个200 mm（宽）×400 mm（高）提升天梁洞口。

2）安装层上一层（第11层）留设200 mm（宽）×200 mm（高）吊点工字钢洞口。

3.2.4 搭设井道电梯硬防护

安装层上两层（第11层、第12层）留设2个200 mm（宽）×200 mm（高）防护工字钢洞口，搭设双层硬防护（图2、图3）。

图2 吊点工字钢及电动葫芦安装

图3 第1道硬防护搭设示意

1）在安装层上一层（第11层）安装吊点工字钢，搭设硬防护并做防漏水处理。

① 安装16#工字钢，长度3 m，穿过预留洞口并用木楔子楔紧，工字钢另一端开孔与电梯门洞口地面用4个直径12 mm的膨胀螺丝固定。

② 工字钢上设置2个电动葫芦，第1个电动葫芦设置于离电梯门洞1 500 mm处，第2个电动葫芦设置于离电梯门洞2 000 mm处。

③ 在井道内采用钢管搭设有倾斜角度的水平防护，上铺模板并采用方木作为龙骨。木板上部用双层彩条布覆盖，做好防雨措施，防止雨水直接进入施工升降机顶部。井道门口位置砌筑挡水坎。

2）在安装层上两层位置（第12层）安装工字钢，搭设第2道硬防护（图4）。

图4 第2道硬防护搭设示意

① 安装3根16#工字钢，每根长度3 m，穿过预留洞口并用木楔子楔紧，工字钢另一端开孔与电梯门洞口地面用4个直径12 mm的膨胀螺丝固定。

② 工字钢上铺模板并采用方木作为楞。

③ 井道口临边防护可采用定型化围挡开孔。

3.2.5 安装并固定提升天梁

将提升天梁和控制柜通过电动葫芦吊至安装层，安装层设有预留洞口。拆卸提升天梁（伸缩梁）固定螺栓，将伸缩梁朝向电梯门洞方向拉伸，提升天梁伸出剪力墙洞口50 mm，另一端伸出电梯门洞400 mm，待完全拉出后将提升天梁（伸缩梁）固定螺栓重新安装锁紧，推进预留洞口，采用3块（100＋300）mm×600 mm×5 mm的L形钢板将提升天梁固定在主体结构上。井道内的2个L形钢板与提升天梁用2个直径16 mm螺栓固定，与主体结构用3个直径12 mm膨胀螺丝固定；电梯门洞口的提升天梁端部L形钢板与提升天梁用4个直径16 mm螺栓固定，与主体结构用2个直径12 mm膨胀螺丝固定。固定完毕之后安装控制柜和限速器。

3.2.6 安装导轨、轿厢

1）导轨安装。在提升天梁安装层，按图纸要求放6根直径0.5 mm钢丝绳作为校准导轨的基准线，在井道底部固定6根钢丝绳，并且将导轨材料抬至电梯井道坑底，安装最底部导轨支架、安装导轨、安装第二步导轨支架、安装第二步导轨直至最顶层，复核导轨定位与垂直度偏差，校正导轨。

2）轿厢安装。井道安装5 m导轨后，按照尺寸要求把轿厢的2个减震阻力器用8个直径12 mm膨胀螺丝固定于井道底坑中，之后安装轿厢。

减震阻力器固定完毕之后，按照轿厢下横梁→轿厢立梁→轿厢上梁→轿厢底板→轿厢轿壁→轿厢轿顶→轿厢门的顺序，调节钢丝绳及螺栓的紧固程度，确保开关门灵活可靠。

3.2.7 安装曳引机构配件及设备调试

本阶段先安装对重块与调节曳引绳，根据计算安装对重块，轿厢安装时对重块数＝（空轿厢质量×40%－100）/40块；轿厢正常使用时对重块总数量＝（轿厢质量+额定载重量×45%－100）/40块，总绳长＝（井道±0 m以上高度＋地下室高度）×2 m。电线电缆安装完成后，启动设备运行升降机进行调试，让主机电脑逐层记忆电梯停靠层位置，实现智能化控制。

3.2.8 升降机顶升

将轿厢运行停在最底层，依次将吊点工字钢、提升天梁、防水防砸双层防护、对重块、钢丝绳提升至楼上后，固定轿厢钢丝绳完成导轨放线定位，安装升降机区段导轨，完成升降机顶升。

结构全部封顶并将正式电梯机房施工完成后，将电梯提升天梁安装至机房内，机房需要提前根据厂家图纸要求留洞。

3.3 升降机的运行及管理

本工程主要运输材料为二次结构施工阶段的砌体，根据电梯运输荷载大小，提前明确每种材料、人员一次运输数量等。根据项目运行情况，单笼井道电梯完全能够满足现场施工需要。

4 新型井道式室内施工升降机的优点

目前市场上的施工升降机一般都是安装在室外，外挂于结构临边处，单点运输距离远，电梯井道位置未得到有效利用。本文提出的新型升降机有效利用电梯井道作为垂直运输的载体，将极大地完善目前高层建筑的施工组织方式，提高施工生产效率。

结合本工程的实际特点，并考虑到郑州市进入11月份后扬尘管控的相关规定，且工程位于郑州市中心，存在场地受限等诸多因素的影响。通过对比分析，新型施工升降机存在以下明显的优势。

1）扬尘管控可持续运行。根据河南省郑州市扬尘管控的相关规定，进入11月份以后禁止扬尘类施工生产活动。通过采用室内井道施工升降机，能源消耗小、运行平稳、无噪声，且全封闭于结构内，不会产生扬尘，可保证扬尘管控期间施工的正常运行。

2）安全性高。传统人货两用施工升降机目前都采用SC系列升降机，其结构是单个吊笼或双吊笼挂在标准节两侧，会产生一个倾翻力矩，当升降机超过最后一道附墙架或标准节螺栓连接不紧固时，在此状态下倾翻力矩有可能会折断标准节，从而使吊笼倾翻坠落，造成重大事故。而室内施工升降机不存在倾翻力矩，完全避免了该问题的出现，从而也避免了该环节事故的发生。传统升降机因锚固在外墙上，又被叫做外挂升降机，升降机吊笼与建筑物之间有一段距离，常需要搭建架体、跳板等作为通道，两边还要增加防护网和防护栏。工人在施工中稍有疏忽便容易从跳板上坠落，而室内施工升降机则无需另加防护网，升降机停靠在某层时，人员或物料可以直接由轿厢移动到楼层地面，中间无需跳板，避免了工人在跳板上行走时坠落的危险。

3）从电梯下至地下室，可将材料场地设置于地下室。传统外挂施工升降机因无法穿过无梁楼盖柱帽抵达地下室，或者需要在地库顶板留洞才能运行至地下室，难度较大且不易实现，地上二次结构材料、装饰装修材料大量堆积在室外，造成主体结构封顶之后地库顶板防水、顶板回填迟迟无法施工，进而导致地库顶板室外施工的整体工期滞后。且大量的材料堆放在地库顶板上，杂乱无章，造成现场的场容场貌较差，不利于文明施工管理。新型施工升降机的应用完全解决了上述难题。从电梯下至地下室，在地下室设置材料场地，保证地上有较好的文明施工标准且有利于地库覆土提前回填。

4）无外挂电梯，可保证外立面施工提前完成。在外墙保温或幕墙施工中，由于传统外挂施工升降机所占区域需要预留拉链口，在外挂施工升降机拆除后才能继续进行外立面保温和幕墙施工，导致外立面工期整体滞后，而外立面施工是竣工交付的一道关键工序，这将导致整体竣工交付时间的推迟，而采用室内井道施工升降机，则不会影响外墙保温和竣工交付时间。