超高層建筑施工過程中的安全防護及應用

王為民

上海建工集團股份有限公司 上海 200080

星港國際中心項目位于上海市虹口區市中心區域，位于著名的提籃橋（猶太）歷史保護區及黃浦江之間，處于北外灘核心區域，東至海門路、南至東大名路、西至公平路、北至東長治路。地塊用地總面積為40 577.40 m2，總建筑面積444 328.4 m2，由2幢高263 m的雙子塔樓，1座3層的主題商業中心和地下6層的地下室組成，其中地上部分計容建筑面積為243 464.4 m2。塔樓標準層高4.5 m，1層高9 m，2層高6 m，3層高7.5 m，4層高6 m，設備層層高為5 m。塔樓核心筒結構采用落地式腳手架施工至5層后安裝液壓爬模，之后應用液壓爬模施工至結構封頂。本項目超高層塔樓施工過程中應用的安全防護裝置有液壓爬模安全防護、臨邊安全防護、立體交叉作業安全防護和鋼結構吊裝安全防護[1-4]。

1 液壓爬模安全防護

1.1 液壓爬模施工流程

1）流程1：澆搗第N結構段及N＋1層水平樓板結構混凝土。

2）流程2：養護結構混凝土期間，綁扎第N＋1段結構鋼筋。

3）流程3：第N結構段混凝土養護等達到強度后，拆模；同時安裝爬模附墻裝置；拆除N－2層水平結構模架，翻轉至N＋1層。

4）流程4：液壓頂升導軌一個層高，固定導軌；拆除最下端附墻裝置，以備下次使用。

5）流程5：液壓頂升爬模一個層高，由N－1段爬升至N段，并完成力系轉換。

6）流程6：清理模板，安裝爬架預埋螺桿，測量定位校正立模；同時快速搭設N＋2層結構水平模板架體，綁扎樓板鋼筋；進入N＋1段結構施工流程。

1.2 液壓爬模架體圍護的封閉設計和施工

液壓爬模在進行高空施工時，最重要的就是保證施工人員的安全以及防止高空墜物。為此，必須對液壓爬模采取安全、有效的封閉措施。

1.2.1 液壓爬模模板層與墻體間的隔離

模板層架體與墻體間存在較大間隙，為保證施工安全，在模板層架體與墻體間設置定型化鋼翻板。模板架翻板采用定制鋼翻板，翻板寬度400 mm，翻板離模板對拉螺桿距離為150 mm。

1.2.2 架體頂層設置可拆卸式圍護欄桿

液壓爬模頂層架體，主要用于綁筋操作，為保證施工安全，爬模頂層臨邊采用工具式可拆卸圍護欄桿，欄桿立桿采用M12螺栓與架體固定，水平桿采用M10對穿螺栓固定，底部設置定型化踢腳板，構件統一采用銀灰漆（同爬模架體色），油漆二度。

1.2.3 爬模頂層樓梯口安全防護

爬模頂層樓梯口采用工具式圍護欄桿，底部設置定型化踢腳板，欄桿底部與鋼板焊接固定，構件統一采用銀灰漆（同爬模架體色），油漆二度。

1.2.4 爬模施工人員的安全通道

結構施工階段，液壓爬模采取全封閉措施，人貨電梯始終在架體下面。所有施工人員乘人貨電梯到達已完成結構層，然后通過液壓爬模下掛的安全通道從人貨電梯前往結構施工層，以此確保了液壓爬模施工過程中的安全全封閉。

2 臨邊安全防護

2.1 臨邊安全防護設置

本工程為超高層施工，必須做好“四口五臨邊”的防護工作：

1）鋪設好壓型鋼板的樓層周邊設置防護欄桿（高1.8 m），外框壓型鋼板混凝土澆搗時在結構邊線外部設置防護板。在擋板上焊接長5 cm短鋼筋，間距400 mm，防護板擱置在短鋼筋上，防護板上部留洞，用鉛絲綁扎在防護欄桿上（圖1）。

圖1 外框壓型鋼板臨邊節點

2）筒體周邊設置防護欄桿（高1.8 m），人貨電梯、1#、2#塔吊樓層臨時留洞邊、材料周轉平臺的臨空處、人貨兩用電梯與腳手架、建筑物通道的兩側邊等區域設置防護欄桿（圖2、圖3）。

圖2 核心筒內防護欄桿示意

圖3 壓型鋼板區域防護欄桿設置示意

3）樓梯及梯段邊安裝租賃公司定型化臨時護欄。所有的安全防護欄桿均在結構混凝土澆筑前預埋100 mm×100 mm×5 mm埋件，防護欄桿本體采用鋼管扣件，高度有2種，為1 200、1 800 mm，分區域布置。鋼管立柱間距1 200 mm，與埋件電焊固定，水平桿上桿離地1 200 mm，下桿離地500 mm，與立柱扣接，防護桿刷黑黃標志漆，密目網圍封。在尚未施工外框結構的核心筒樓層，核心筒的防護欄桿應在液壓爬模爬升前全部安裝到位。

2.2 其他臨邊防護設置安全事項

消防電梯井道內每隔一定高度搭設井內腳手架，腳手架面滿鋪鋼笆封閉，電梯井內不搭設腳手架時，應每隔10 m設1道安全網。電梯井、管道井分隔完成后，在門口設金屬防護門封閉。

自2層起，在完成組合板施工的鋼框架外圍每4層設置1道水平安全挑網。要求外挑寬度3 m；水平網接口連接嚴密；與建筑物間縫隙不超過100 mm，外沿略高于內沿。

筒體施工時，因剪力墻阻隔無法進入樓層平臺區域，故要求施工人員在爬架提升前，拆除所有的模板、排架，并及時清運，平臺上不得遺留有任何物件。

3 立體交叉作業安全防護

3.1 立體交叉作業施工要求

各工種進行上下立體交叉作業時，要求施工人員不得在同一垂直方向上操作。下層作業的位置必須處于上層高度確定的物品可能墜落范圍半徑之外。不符合以上條件時應設置安全網、防護棚等安全措施。

3.2 布置鋼結構安全防護棚

在塔樓投影區域3 m內的管理人員辦公通道及施工人員安全通道處搭設鋼結構防護棚，且為雙層防護棚（圖4），防止高空墜物。

圖4 雙層鋼結構安全防護棚剖面示意

3.3 布置塔樓硬隔離安全防護

塔樓上部結構在1～9框、10～25框、26～36框、37～50框分階段完成中期結構驗收后，開始幕墻施工，此時上部筒體鋼結構同時施工，因此在10層、26層、37層、50層搭設硬隔離平臺，平臺采用組合樓板的壓型鋼板，型鋼懸挑（圖5）。

硬隔離平臺主鋼梁采用熱軋普通18a#工字鋼，間距不大于2 100 mm，臨邊圍護欄桿高1.8 m。隔離平臺鋼梁上設置3根立桿，立桿間距1 m，工鋼梁端部往內0.1 m開始設置立桿，水平格柵采用鋼管，鋼管間距0.3 m，上鋪雙層彩鋼板隔離層（圖6）。

圖5 隔離平臺布置示意

圖6 隔離平臺示意

模板、腳手架等拆除時，下方不得有其他操作人員。拆除物料的臨時堆放處離臨空邊至少1 m，堆放高度不得超過1 m。樓層邊、通道口、腳手架邊緣等處嚴禁堆放任何拆下物件，作業時嚴禁投擲物料。

4 鋼結構吊裝安全防護

4.1 外框圓管柱對接操作平臺

外框圓管柱對接操作平臺設置在下層已安裝完成的鋼梁上，抱箍鋼柱進行搭設，鋼柱分段點設置在結構面以上1.2 m，對接操作平臺橫桿間距為300 mm，操作平臺上鋪設定型式鋼絲網片（圖7）。

圖7 圓管柱對接操作平臺布置

4.2 外框鋼梁安裝操作腳手

外框鋼梁操作腳手搭設主要分為2個部分，外框鋼梁連接核心筒以及外框鋼梁連接外框鋼柱（圖8）。

4.2.1 外框鋼梁連接核心筒腳手

本工程核心筒東、西、南3個立面與外框鋼結構有鋼梁連接，因此外框鋼梁連接核心筒部分腳手需沿核心筒在東、西、南3個立面上搭設。

圖8 塔樓外框腳手架平面布置

設置雙排腳手在已安裝完成的下一層外框鋼梁上，鋼梁與鋼梁間最大跨度4 m（核心筒門洞），腳手搭設初始高度為1層，當上層鋼梁吊裝完成后，再利用吊裝完成的鋼梁搭設上1層施工腳手，原則上該腳手2層一翻。

立桿橫距0.9 m，步距1.5 m，縱距按鋼梁間距設置，跨度超過3 m處需抱箍核心筒連梁，鋼梁標高下1 m設置操作平臺，操作平臺縱向水平桿間距300 mm，操作平臺上滿鋪鋼絲網片。

4.2.2 外框鋼梁連接外框鋼柱腳手

本工程12層以上外框柱分段考慮3層一節，因此外框柱與鋼梁安裝腳手抱柱搭設3層高度，步距1.8 m，在鋼梁上表面設置一圈腳手架用于懸掛操作平臺，在鋼梁標高下1 m處設置操作平臺，操作平臺縱向水平桿間距300 mm，操作平臺上滿鋪鋼絲網片，豎向立桿每300 mm設置1道爬梯（圖9）。

圖9 塔樓外框腳手搭設立面布置

4.3 外框鋼結構安裝水平通道設置

外框鋼梁上需設置水平通道滿足施工過程中施工人員水平行走，在主梁上設置生命繩，生命繩采用φ9.0～φ11.0 mm的無油鋼絲繩或涂塑鋼絲繩，鋼絲繩設置高度離梁面1.5～1.8 m。生命繩一端用卸甲或夾頭固定，另一端用花籃螺栓收緊，花籃螺栓掛鉤處應用鉛絲封口，防止生命繩脫落。在外框鋼梁吊裝完成后，應及時將定尺的生命繩先安設在鋼梁上，高處作業人員應將安全帶掛鉤在臨時設置的生命繩上進行通行（圖10）。

圖10 外框鋼結構安裝水平通道示意

4.4 鋼承板安裝水平通道設置

鋼承板鋪設時需設置水平通道滿足施工過程中施工人員水平行走，最外圍一圈矩形鋼梁上焊接一圈鋼管腳手用于拉設生命繩（鋼管腳手架的間距為5.4 m），生命繩采用直徑9.0～11.0 mm的無油鋼絲繩或涂塑鋼絲繩，2根腳手架之間設置3道鋼絲繩（距離梁面高度分別為200、800與1 400 mm；內外側水平通道在主梁上拉設生命繩同安裝鋼梁時的拉設方式相同。生命繩一端用卸甲或夾頭固定，另一端用花籃螺栓收緊，花籃螺栓掛鉤處應用鉛絲封口，防止生命繩脫落。高處作業人員應將安全帶掛鉤在臨時設置的生命繩上進行通行（圖11）。

5 結語

圖11 鋪設鋼承板時水平通道示意

在城市市中心的超高層結構施工過程中，安全防護占有非常重要的地位。而傳統的安全防護措施往往并不能夠滿足超高層施工的要求。由于星港國際中心項目建筑規模大、分包單位眾多、作業點多面廣，人員總體上而言較為分散，為保證各專業平行作業與立體交叉作業的安全，對安全防護措施的策劃更顯得尤其重要。本文通過對星港國際中心項目塔樓施工過程中各階段安全防護形式與措施的詳細描述，為今后城市市中心相類似超高層建筑施工過程中的安全防護措施提供了一定的參考依據。