可伸缩式防高坠装置在高净空施工中的运用

黄修维 舒锋

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

引言

随着体育场馆、综合楼等现代化建筑的跨度、净空高度等不断刷新纪录，作业过程中防高坠难度也随之增加，安全生产压力亦不断增大。本文结合广阳岛国际会议中心EPC项目，高净空木结构施工实际，深入对比分析两类防高坠措施，最终确定了一种可伸缩式防高坠装置，运用效果较好。

1 可伸缩式防高坠装置简介

装置设计灵感来源于消防气垫，整体设计思路为矩管铰接的双层中空框架，所有杆件为矩管，均采用螺栓与连接件铰接形式，以实现模块化快速拼装，整体尺寸可根据现场实际进行调整。

内外层框架底座为正方形，内层底座边长相较于外层减小2a（a为矩管边长），内设剪刀撑。底座杆件端头、中间均设置连接件，两个底座共计18个连接件，外层框架连接件底部安装万向轮，共9个。底座上除剪刀撑连接件外，其余连接件上均安装立柱，端头立柱顶部与中间立柱底部安装斜撑，外层立柱间依次用矩管通过连接件铰接成整体。外层中间立柱两侧面分别在1/4、2/4、3/4以及上端头位置焊接竖向挡板，用以限制内层框架水平位移。外层框架端头立柱顶部、内层框架端头立柱1/2外置分别焊接横向挡板，使得内外层挡板在投影方向重合，用以限制内层框架上升高度，于外框架端头立柱1/2处设置冗余防坠装置。

内层框架立柱顶部至底座中间剪刀撑连接件铰接矩管，该矩管上方中间及顶部位置焊接矩形框，框内穿一根与该矩管等长的矩管，内穿矩管底部焊接吊耳。内层框架顶部及内穿矩管顶部满挂防坠网[1]。

因高宽比要求，可在外框架选装剪刀撑，剪刀撑与框架连接件连接成三角形，形成限位。

至此，装置框架安装完成，如图1所示，此框架可通过牵引钢丝绳、滑轮和卷扬机，实现上下空间伸缩，使其达到防坠网距离坠落点7m，防坠面积伸缩，使其满足《高处作业分级》中的坠落半径要求，及可随作业点移动。

图1 可伸缩式防高坠装置空间伸缩前后对比图

2 可伸缩式防坠落装置可行性分析

广阳岛国际会议中心EPC项目，国际会议厅木结构桁架整体呈网格结构，网格尺寸2400mm×4500mm，木结构桁架截面尺寸为300mm×600mm和300mm×300mm，跨度为37m，最大净空高度为23m，最小净空高度为10m，可移动式防坠落平台搭设尺寸为6m×6m×9m。

2.1 传统防高坠措施可行性分析

2.1.1 捆绑方式。采用系绳长时间绑扎在木结构上的形式，加之作业过程中反复搭拆，木结构外表面极易产生勒痕，增加后续打磨难度，若过分打磨，甚至可能影响结构安全。

采用木板或其他物件保护木结构的绑扎形式，易造成高处坠物，引发物体打击事故。

2.1.2 后续施工无防护。后期打磨或防腐涂料涂刷等施工过程中，须拆除所有防坠网，施工处于防高坠措施缺失状态，高坠风险陡然增大。

2.2 可伸缩式防高坠装置的可行性分析

2.2.1 装置高度及安全网的选用。此装置按上述设计，可根据现场实际，自由调整尺寸，使其防坠高度为7m，所用安全网应符合《中华人民共和国国家标准 安全网》（GB 5725-2009）规定的冲击高度为7m，网绳、边绳、系绳不断裂的安全网。

此装置通过牵引系统，实现了防坠网距离坠落点7m的要求。

2.2.2 坠落半径。根据GB/T3608-2008高处作业分级，当坠落高度5m＜H≤15m时，其坠落半径为3m，装置通过防坠网伸缩，以满足规范要求。

2.2.3 抛撑的可选择性安装，增加装置升高后的稳定性，防止架体倾覆。

2.2.4 可移动、周转使用，底部加装万向刹车轮及移动牵引系统，便于移动，达到防坠落效果的同时，避免反复安拆，大幅提高工作效率。

2.3 防高坠措施可行性对比分析

两种防护措施均能达到预定的防护效果，但传统防高坠措施在后期结构外表面（如打磨、防火、防腐等）施工过程中，将拆除防护，存在防护措施缺失期，风险增大。而可伸缩式防坠落装置与结构间保持着充足的施工距离，确保任何工序下均有可靠的防高坠措施[2]。

3 防高坠措施的安拆风险分析

3.1 传统防高坠措施安拆风险

由于本项目为高净空网格木结构桁架，作业过程中需通过高空作业车插入网格内作业，故需对每个网格单独满铺安全兜网，避免作业过程中大面积拆除。

木结构桁架截面尺寸为300mm×600mm，一人难以环抱，绑扎安全网过程费时费力，且风险极高。

3.2 可伸缩式防高坠装置安拆风险

可伸缩式防高坠装置为一次搭设成型后，直到高净空施工环境高处作业内容全部完成后拆除，避免反复安拆。

3.3 安拆风险对比分析

根据LEC风险评价法（D=LEC）对两者进行对比分析，传统防高坠措施E分数值取6（每天工作时间内暴露），可移动式防高坠平台E分数值取1（每年几次暴露），故相较于传统防高坠措施，可移动式防高坠平台的使用，可从时间维度上大幅降低防护设施的安拆风险[3]。

4 可伸缩式防坠落装置经济性分析

4.1 传统防高坠措施一次安拆经济性分析

表1 传统防高坠措施一次安拆经济性分析

生产效率：防坠网搭设完成后，材料、人员需使用登高作业车自下而上穿越防坠网，存在作业过程反复搭拆，增加搭拆风险的同时，极大地降低生产效率，此部分转换为经济费用难以估量。

综上，采用桁架上满挂防坠网的方式，在不计反复搭拆等工效损失的情况下，至少需花费32838元。

4.2 可伸缩式防坠落装置一次安拆经济性分析

综合考虑人工、材料费用如表2所示：

表2 每个可伸缩式防坠落装置一次安拆费用

整个大厅按照三组人同时施工进行计算，共需搭设3个防坠装置，共计措施费31248元。

4.3 剩余价值分析

按照一次20%过程损耗计算的情况如下：

4.3.1 传统防高坠措施的可周转剩余防坠网1248.1m2，剩余价值共计12830.4元，剩余价值率为80%；

4.3.2 3个防高坠装置的可周转剩余价值为卷扬机3台（不计损耗）、矩管2.4吨、钢板3m2（不计损耗）、万向轮20个，防坠网129.6m2，钢丝绳300m（不计损耗），滑轮30个，剩余价值共计21956.4元，剩余价值率为85.54%。

4.4 二次安拆费用分析

广阳岛国际会议中心EPC项目共计三个高净空施工环境，故在此考虑周转后二次安装费用。周转后二次安装拆除费用对比如下。

4.4.1 传统防高坠措施安拆费用为人工、设备及补充损耗费用，按照上述计算方式，总计20007.6元。

4.4.2 可伸缩式防高坠装置安拆费用为人工费及补充损耗费用，总计4905.6元。

4.3 经济性对比分析

4.3.1 若本项目木结构施工采用传统防高坠措施，除去反复搭拆的工效损失外的一次安拆直接费用约32838元，而3个使用可伸缩式防坠落装置的一次安拆总计费用约29088元，相较于传统防高坠措施，可伸缩式防高坠装置的成本投入得以有效降低。

4.3.2 一次拆除后，各按照20%损耗计算剩余价值，传统防高坠措施剩余价值为11232.9元，剩余价值率为80%，而可伸缩式防高坠装置剩余价值为21106.4元，可伸缩式防高坠装置剩余价值率为85.54%。

4.3.3 周转后，二次安拆传统防高坠措施费为20007.6元，而二次安拆可伸缩式防高坠装置的措施费仅为4905.6元。

综上，对两种防高坠措施进行一次安拆、剩余价值、周转二次安拆进行经济性对比如表3所示：

表3 两种防高坠措施经济性分析对比表

从上表对比分析，可得出可伸缩式防高坠装置经济优势较为明显的结论。进一步深入分析，不难得出，周转安拆次数越多，可伸缩式防高坠装置的经济优势越明显。

5 结束语

综上所述，对比上述两种高净空施工防坠落措施的可行性、安拆风险和经济性分析结果，得出在高净空施工环境下，相较于传统防高坠落措施，可伸缩式防坠落装置在达到防坠落效果的同时，具有大大提高生产效率，大幅降低措施成本，降本增效的目的，优势明显。