超深地下室大型設備機組吊裝方法

蔡文冠

（中鐵城建集團北京工程有限公司，北京 100024）

0 引言

一些大型復雜的綜合性商業建筑物地下室大多有（2～4）層，作為配套的車庫、設備機房及物業用房等功能空間使用。如制冷機房通常設計在底層的，需要施工中解決從外部將大型設備安裝到機房的問題。由于其體型較大，不能像安裝新風機房和排風機房的風機設備一樣，可以從汽車坡道和地下室的空間道路運輸和安裝設備，而是通過結構預留洞口，采用專業吊裝技術將大型設備吊運至（10～20）m深的設備機房。確定吊裝方案時需要考慮的關鍵因素包括設備安裝位置和現有空間條件、設備、起重機械、起重作業人員配置等。

1 決定大型設備吊裝方法的關鍵因素

1.1 設備安裝位置及場地使用條件

1.1.1 設備的安裝位置

不同的工程，空間設計、房間使用功能的設計不同，制冷機房等大型設備用房的位置也不同。一般情況下，會將制冷機房等大型設備用房設置在地下室底層，以保證正常使用的同時，盡量減少對車庫和其他上層空間功能使用的影響。在這些機房的上層結構，都會留有從設備用房層直至首層的永久或者臨時結構洞口，用于大型設備的吊裝。因此，處于設備用房上方的首層洞口位置，是影響設備吊裝方法的關鍵因素之一。

預留洞口位置分為兩種情況，一種是處于建筑物室外范圍，設備從吊裝口進入時，基本不會受到建筑物對其的空間束縛。選擇塔吊或者汽車吊可直接在室外吊運作業。第二種是在建筑物內部，需進一步分析和考慮4個影響因素：

（1）受建筑物對設備的空間束縛，設備從室外吊運至吊裝口處，需至少倒運2次。一是從設備進場落地位置到建筑物首層空間內；二是從建筑物首層空間內，運至吊裝口處。

（2）設備運輸道路需地面整潔，無任何障礙物。

（3）設備從室外到建筑物內的吊運過程，很可能受到設備進場落地的位置情況、吊裝機械所在位置受場地的局限而限制其機械性能施展等情況影響，無法一次性將設備運至建筑物內，而需要輔助平臺作為設備進入的中轉區域。

（4）荷載問題。室外地坪的土質情況，是否滿足起重設備的落座和安全作業；從室外地坪到建筑物樓座之間的地下室頂板區域，作為中轉區域（鋼質架體平臺或人工土方坡道），在考慮其對地下室頂板荷載的同時，設備自重一并考慮；設備進入建筑物內，設備自重對運輸路線上首層結構樓板的荷載。上述荷載均需通過受力計算進行可行性驗證。

1.1.2 場地使用條件

（1）設備進入施工現場后的首次落地位置，該位置的確定需考慮的因素：與設備選擇進入建筑物首層入口的距離最近，可進行吊運；根據場地條件，在起重設備可作業的范圍內。

（2）設備進場首次落地至建筑物內部的運輸線路，無障礙物影響。

（3）設備進入建筑物首層至設備吊裝口的水平和垂直2個方向的行進線路，無障礙物影響，且照明充分，通臨電。

（4）設備吊裝口區域，從首層層間下至設備用房的空間區域，無結構預留鋼筋、模板、混凝土及架體影響，且照明充分，通臨電。

（5）設備用房區域，設備吊裝落地后，滿足水平行進到設備基礎就位的條件，且照明充分，通臨電。

1.2 設備情況

（1）數量。因設備進場和吊裝完成時間有明確的時間計劃，而單位數量上機械的使用效率和單位數量上人員的勞動力輸出有限。因此，設備吊裝方案的設計，設備的數量是決定機械、工具和人員配備的重要因素之一。

（2）尺寸。設備尺寸影響設備的行進線路、空間、出入口的選擇，并與設備吊裝的難度成正比。

（3）自重。設備的自重決定起重吊裝設備的選擇，包括起重吊裝設備的配合使用數量和起重設備的性能要求。

（4）設備吊耳的設計位置。一般情況下，大型設備在制造時，設計、制造人員會根據設備不同的結構組成，以設備的重心為參照點，在不影響設備本身結構和使用功能的前提下，在設備上設置吊耳，作為設備的吊裝點。

不同的設備，吊耳的分布和數量同。吊耳的分布狀況是決定電動（手動）提升機、卷揚機等設備的組合吊裝數量的關鍵因素之一；與吊裝設備的位置到吊耳的空間距離影響著導鏈與設備吊裝點形成的角度，而該角度也是吊裝作業必須慎重考慮的技術參數之一。即角度偏大，吊裝機械的有效提升力不能充分利用，機械的損耗大，危險性也隨之增大。

（5）設備未拆封前的防護情況。該因素決定著在設備運輸、吊裝、就位的整個過程中，作業人員對設備的成品保護措施的實施。因設備多數被橡膠墊和塑料布包裹，在吊裝作業時，除吊耳外，設備的其他部位無法清楚辨識，需保證不能對設備造成任何程度的撞擊。

2 大型設備機組吊裝方法的研究與應用

2.1 對工程基本概況和大型設備機組概況的認識

不同的工程，因設備用房的布局、樓層設置以及機組設備的數量、型號、分布等均不相同。因此，大型設備機組吊裝方法的設計與實施，首先要了解和掌握工程概況及設備機組概況。

2.2 大型設備機組吊裝方法的影響因素分析與確定

大型設備機組因體型較大，無法從汽車坡道運輸至設備用房，且設備用房在樓座內，無法用起重設備從室外直接從結構預留洞口吊裝至設備用房內。因此，大型設備機組吊裝的基本思路：設備機組運至施工現場室外地坪→設備機組運至建筑物首層樓座內→設備機組運至首層預留結構吊裝洞口→設備機組經吊裝口吊運至設備用房→設備機組就位。

2.3 計算書

在大型設備機組吊裝的方案設計中，各項荷載滿足性的計算非常重要，是決定吊裝方案是否可行以及吊裝過程是否安全可靠的充分必要條件。每一項荷載都要根據工程的結構受力條件和設備機組的自身荷載參數進行科學的計算。

2.4 吊裝方案設計與應用中的注意事項

2.4.1 中轉區域鋼制平臺的搭設

在成本條件允許，且保證運輸更加方便的情況下，選擇鋼制架體平臺作為設備首次落地位置進入建筑物首層內部的中轉區域。架體平臺可用鋼制單元體鋼架墊高，保證架體平臺與建筑物首層樓板行進道路表面平齊。為確保鋼制架體平臺的受力均衡，并確保設備行進中的穩定性，平臺上需鋪設一定厚度的整塊長方形鋼板。

2.4.2 吊裝洞口上方主提升設備的安裝

（1）根據吊裝洞口上方的結構梁、板條件，并結合設備機組的尺寸和吊耳的位置，將吊裝口上方的第二層框架梁作為吊裝的受力支座，在該框梁兩側樓板和下層結構板的相應位置進行開洞。開洞位置需根據設備機組的尺寸和吊耳的位置情況，作為后續吊點（電葫蘆）的定位。

（2）特別注意，樓板開洞處應作柔性墊層，避免樓板混凝土直接與鋼絲繩接觸造成樓板或鋼絲繩損壞。

2.4.3 設備機組在建筑物內行進路線上的荷載均布

為了分散設備機組對結構樓板的荷載，降低對結構樓板的影響，需在行進路線上滿鋪標準厚度的木膠板，并在地坦克的線路上鋪設一定厚度的鋼板，以增強樓板整體抗壓強度，并與鋼制平臺的鋼板對接成為整體。

2.4.4 設備機組的起吊、就位和下吊

（1）當設備機組被牽引到吊裝洞口邊緣時，開始吊裝。起吊的要點是，緊鄰洞口一側的吊裝點先行受力緩慢起吊，撤離相應位置的2個地坦克，改用數根扁木方（或Φ6.5 mm圓鋼鋼筋）代替。與此同時，與吊裝洞口反方向處的機組吊裝點向反方向受力，牽制設備機組向洞口平移和單側起吊提升，持續進行。

（2）當設備機組緊鄰吊裝洞口一側已起吊并懸空至吊裝孔達到機組整體寬度的2/3時，將另一側的吊裝點受力起吊，同時撤去剩余2個地坦克，改用數根扁木方（或Φ6.5 mm圓鋼鋼筋）代替。手動環鏈提升機繼續反方向牽拉控制。

（3）當設備機組僅有少部分在樓板上時，則可被提升離地。

（4）當設備機組已完全離開首層樓板并處于吊裝洞口下吊的位置時，電動環鏈提升機的提升拉力要保證設備機組的絕對水平懸置，吊裝點的受力均衡。然后將手動環鏈提升機揭開撤離。

（5）設備機組下吊過程中，每臺電動葫蘆由專人操作，并統一指揮，確保同步，保持設備機組的水平穩定狀態，直至平穩落地。

2.4.5 設備機組就位后的位置復核

設備機組就位并微調后，為確保其位置精準度，用紅外線水平儀進行復核。

3 結束語

地下室大型設備吊裝的方法與實施，尤其是超深基坑工程，在實踐理論作為基礎和指導的同時，還要因地制宜，根據不同工程不同的影響因素制定針對性強、可行性高，安全性高的吊裝方案。通過對超深地下室大型設備機組吊裝方法的分析研究，結合工程應用，獲得寶貴的經驗。

［1］沈祖炎.中國《鋼結構設計規范》的發展歷程［J］.建筑結構學報，2010（6）：8-10.