超高层项目建造中跃层电梯的安装技术研究

孙洋

摘 要：超高层建筑项目建筑体量大、密度高、施工单位众多，需要极其庞大的电梯运输施工人员与材料数量，需要在短时间内将大量的建筑材料、设备、建筑垃圾以及施工人员运送到指定位置。其装饰工程中材料种类样式繁多、数量巨大，对于层间运输的需求远远大于结构层期间的需求，对垂直运输的运能提出巨大的挑战。基于此，通过介绍跃层电梯产品原理、结构及使用，总结此类产品在施工中的应用要点，切实有效提高施工效率。

关键词：施工垂直运输；效率；安全；提前完工

中图分类号：TU974                                 文献标识码：A                                文章编号：2096-6903（2024）05-0116-03

1 传统施工电梯对超高层建筑工期的影响

超高层建筑的垂直运输时，如果组织不合理，就会出现人员和材料上不去、运输不及时而出现窝工问题。但由于施工电梯运行速度慢、有效载人数少、室外最大提升高度小（通常提升高度≤200 m），往往无法满足高层建筑在建造期间的运输需求。

工人每天需要耗费大量时间用于等待电梯的接驳。而且施工电梯的设计对于建筑物的外立面有要求，即在建筑物上会留下一条“拉链口”，从而使得外立面无法完全封闭。从工序上来说，无法进行室内精装修环节和交叉施工环节，使得工期被无形中延后了。

由于施工电梯安装于大楼外立面，会受到大风、雨水、雷电、冰雹等自然天气的影响，使得外墙施工电梯无法正常运行（安全因素），工人的有效工作时间再次被影响，工期也有延后的可能。为提高施工期间人员运输效率，“跃层”电梯应运而生，在最大程度上解决超高层建筑工期的难点。

2“跃层”电梯的简述

“跃层”电梯是一种建筑施工阶段的垂直运输方案，其基本原理就是在大楼建设期间，依托原有的电梯井道和设备，在增加防护、确保安全的前提下，在最终永久井道内使用临时机房设备和提升设备，将电梯各部件跟随大楼建造的爬模平台的跃升速度而跃升，最大程度使得电梯的运动行程增加，使总包可以在大楼建造期间就使用到运输效率极高的“正式”电梯，为建筑商、业主和工人带来可观的利益。

3“跃层”电梯产品

3.1 “跃层”电梯的结构

跃层电梯的从结构上来说，就是一台原有的有机房电梯配合提升（爬升）机构完成。各家跃层电梯产品如图1所示。

由于电梯在安装使用跃层期间，大楼结构层仍处于施工状态，井道位置从俯视角度看为一个暴露在外的“洞”，所以在井道的适当位置，现需要安装多层保护板，以起到防止异物坠落和部分防水的功能。在下方是一个可自动升降的工作平台，工人可在不影响下方电梯运行的情况下完成上部井道导轨和厅门等部件的安装。其下方就是一台可正常运行的电梯，其安全等级和一般客用电梯完全相同。与一般电梯的不同就是在靠近井道处，需要一个临时储存电梯钢丝绳和随缆的空间（约12～18 m2），确保每次电梯跃升时不用重新放钢丝绳和随缆，这也使得跃层电梯每次跃升期间的停梯时间缩至最短[1]。

3.2 “跃层”电梯的工作原理简述

跃层电梯是一种新的电梯安装技术，其工作基本原理是在将已完成的部分井道临时封闭，并在井道顶部临时固定移动机房，安装电梯动力装置、轿厢及其他电梯部件，安装完成后可在已封闭的井道内运行，进行施工材料、设备和人员等垂直运输，兼做施工电梯使用。上部井道结构完成一定楼层，提升临时封闭隔断，再次安装调试运行，以此类推，直至结构封顶后，将移动机房的设备提升进永久性机房，电梯再次安装调试，即转换为建筑物永久使用电梯。

3.3 跃层电梯的安装

大楼建造初期，土建处于低楼层阶段时，在核心筒内开始安装正式电梯，并投入使用作为施工运输人员及货物。随着土建施工进度，核心筒上升3～4个楼层，电梯机房可向上提升3～4层，即跳跃一次，提升完成后即可再次投入使用。按照相同流程循环往复，直至核心筒土建封顶。土建封顶且电梯机房完工后，跃层电梯将完成最后一次跃升，并将电梯曳引机控制柜等机房设备移至最终机房，更换相应部件后重新进行调试，并经过政府验收后转换为最终电梯，即刻投入临时使用。

3.3.1“跃层”电梯安装步骤

当大楼建造到7层左右时，开始“跃层”电梯的安装。首先和总包协调后，在电梯井道最上方完成保护多层平台的安装，使井道达到电梯安装标准。然后安装工作平台，其将作为整个“跃层”电梯安装及跳跃施工期间唯一的“自上下”施工平台。随后从下端防撞平台的顶部放样板线，以确定下方所有运动部件的位置定位。在定位放线结束后，开始逐挡安装导轨支架，并在底坑安装缓冲器。在这些机械部件完成后，需要为工作平台和底坑安装相应的电气装置和保护开关，以测试保护平台的安全钳是否可以 正常工作[2]。

在确保安全部件可以正常工作的情况下，开始安装中间导轨和厅门，并同步安装相应的电气部件和井道照明。导轨安装完成后，将吊钩联结到安装平台的底部，开始安装临时机房，并将用于临时机房的曳引机导向轮运输进入底坑待用，然后便进入了最关键的“自提升”设备的安装，需要特别注意绳轮的检查，确保导向轮对齐。向下驱动机房至缓冲器，使其停在可以更换导向轮的高度。移动导向轮到合理位置并固定滑轮到吊板上，同时将自提升钢丝绳安装就位并固定。随后安装对重架，并从临时储存房间中拉出曳引绳，连接主机，轿顶，反绳轮，对重等设备，放绳距离还需参看现场情况而定。在曳引绳完成安装后，需视情况安装补偿绳或补偿链，完成临时机房内所有的电气组装，包括电源箱、控制柜、驱动等。把临时机房设备安装完毕后进行轿厢的安装和对重架。在轿架上拼接轿厢并安装轿顶检修及接线盒，并在轿内安装必要的信号系统。在安装完限速器后，在底坑安装涨紧装置使电梯限速器可以安全工作。随后回到底坑安装轿厢缓冲器等安全部件和底坑其他必要设备。于是一台跃层电梯基本便安装完成了[3]。

当需要跳跃时，使用临时工作平台先安装上方的导轨和厅门（保护平台已经提起），随后将固定钢梁收起，并通过自爬升装置将工作平台、临时机房、轿厢等部件依次上移到跳跃位置并再次固定，在通过必要的验收后便可以恢复电梯的正常使用。

3.3.2“跃层”电梯安装期间土建配合

跃层电梯在安装和使用期间，土建需要配合井道的需求，在底坑侧面预留一个12 m2的封闭空间用于储存钢丝绳。由于电梯属于电气设备，且大楼施工期间，大部分结构都是暴露在露天环境，所以为了防止进水，不单在井道上方需要有二次防护的防水平台，在每个厅门口需要设立防水坡和临时门套，防止施工用水倒灌入井道破坏电梯设备。每个厅门开孔处需要做临时封堵，防止坠落。电梯厅需要有临时照明设施，保证施工人员安全。跃层电梯会随着建筑高度的增长而跃升，所以跃升期间在最高服务楼层及以上每次跳跃的楼层提供独立电源接驳。临时机房的支撑装置需要有足够的支撑点，所以在电梯井道后墙针对地坎的合适位置，需要预留钢梁的支撑孔位置，且需要有足够的受力需求（受力计算事先需和结构工程师共同商讨）。

当跃层电梯到达大楼最高处时，在机房具备交付要求后，需要将临时机房内所有设备拆除，将马达和控制柜等关键部件移入正式机房，马达重新就位并更换曳引绳，按照最终电梯的速度，载重等数据配备相应的安全设备（安全钳、限速器等），在完成所有部件更新、大修和确认后，即可将原先一台跃层电梯在最短时间内转换成正式电梯并投入使用，为大楼垂直运输增加运力。

3.3.3跃层电梯的验收

每次跳跃后，都需要按照现有乘客电梯安全规范做检验后方可交付使用。由于电梯属于特种设备，所以虽然此电梯使用环境是未交付的大楼，但由于其需要承担人员的垂直运输，所以按照规定在其使用前，必须通过当地特种设备检验检测机构进行安装验收。

建议电梯公司联合甲方在施工前与当地技监部门进行沟通，设定一个合理且安全的验收方案，例如每次跃升后的验收都按照“提升高度增高，楼层数量改变”的改造工程进行验收，并事先准备好相应的文件，待验收合格后可第一时间出具验收报告，将停梯时间缩到最短，从而将电梯跃升期间的垂直运输暂停的影响减到最小。

3.4 “跃层”电梯施工方案的优势

3.4.1安全

在高层或超高层建设过程中，传统的建筑施工电梯速度慢，且安全等级较低。而“跃层”电梯每次跳跃到新的高度后，都会由当地的特检院对电梯进行检验，和其他正式乘客电梯处于同一安全等级，运行舒适感好、电梯速度快，有多重安全保护使得电梯不受任何外界影响，一直处于内部全封闭安全运行环境。

3.4.2高效

高层和超高层的建筑工地，每天有超过1 000～  1 500名工人需要运输至结构层，而当工程后期，一旦开始交叉施工，工地的垂直交叉运输需求更大，每天可能有超过3 000名工人需要用到垂直交通运输。

以某项目为例计算如下：跃层电梯：V-1 & V-2      1 600 kg，196.8 m，6 m/s （跃层期间 4 m/s）。井道内施工电梯：FS-1 施工期间1 000 kg，209 m，1 m/s。

目前得知，客户原先准备使用2台井道内施工电梯，而如果使用跃层电梯，则建议使用2+1的方案，具体电梯参数如图2所示。

该大楼楼高为200 m，施工高峰期间预计施工工人的人数为800人，则通过软件模拟计算后得知，每个工人的平均等候时间仅为原来方案的30%，每天预计可节约超过3 600个工时。客户原先准备使用2台井道内施工电梯，而如果使用跃层电梯，则建议使用2+1的方案，电梯参数可参见“案例项目具体参数”。通过结合整个项目工期，预估此项目有机会提前100天以上完工，节约塔式起重机租用的时间，从而进一步节约总包的支出。

4结束语

相对于建筑外墙施工梯，跃层电梯的使用相比建筑产品和工艺，可提前2～3个月完成电梯安装，并拆除施工用梯，提高投资收益比，减少投资利息。相比传统施工升降机，跃层电梯完全符合普通乘客电梯规范，更安全可靠，还能缩短候梯时间，上班高峰可高效率地运送施工人员，减少无谓的等候时间。跃层电梯还可以减少施工电梯数量，并可更早地拆除外墙施工电梯，节约施工电梯的租赁费用可以实现人货分离，优化工地管理水平。相比传统施工升降机，跃层电梯更节能环保交叉施工，不受天气因素影响，方便现场管理人员监督检查，并为访客提供安全快捷的乘梯体验。

参考文献

[1] 屠春军.跃层电梯在超高层建筑施工中的应用[J].建筑施工， 2022，44（5）：957-960.

[2] 张琨，杨蔚彪，彭明祥，等.北京中信大厦工程建造关键技术[J].建设科技，2022（7）：109-114.

[3] 王磊，任昭霖，蒋涛.跃层电梯安装风险管理研究[J].中国电梯， 2022，33（8）：33-35.