4超高层建筑施工应急疏散设计与施工工法17417有修改.docx
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4超高层建筑施工应急疏散设计与施工工法17417有修改
超高层建筑施工应急疏散通道设计与施工工法
工法编号：
编制单位：
中建一局集团建设发展有限公司
中国建筑一局（集团）有限公司
主要执笔人：
黄勇周予启刘卫未任常保来交交
1前言
目前在我国绝大部分（超）高层建筑采用了框架-核心筒结构体系，为提高核心筒混凝土结构的施工效率，核心筒混凝土施工绝大部分采用了爬模或顶模技术。
然而，通常的爬模架体包括上平台材料堆放层、钢筋操作层、模板操作层、液压顶升设备层及导轨挂座拆除层共约4.5个层楼高度，且核心筒混凝土水平结构受顶部爬模架体遮蔽，其施工的材料、架料和模板等也只能通过人抬肩扛来实现，施工效率极低，由此造成核心筒内水平结构施工滞后于竖向结构，核心筒内水平结构与爬模架及外框结构之间形成较大高差，使得爬模架体与下部已完成结构之间无法形成疏散通道而在施工阶段存在极大安全隐患。
现有及以往超高层工程在解决应急疏散的问题上采用的方法有：
在爬模平台下挂工具式楼梯的方法；采用铝合金模板施工核心筒混凝土楼梯的方法等，但是这些方法的不足仍然是疏散通道的衔接不能及时有效或施工工期不能满足业主的要求。
通过在深圳平安金融中心工程深入的研究，将核心筒内部混凝土楼梯优化为钢楼梯，并使用液压爬模下方的液压爬升吊装机构进行钢结构吊装，加快核心筒水平结构施工进度，使水平结构的施工速度保持与核心筒爬模施工同步。
利用液压爬升吊装机构做转换平台，工人通过核心筒爬模架底部挂设的软梯下达到液压爬升吊装机构，再从液压爬升吊装机构行至外墙挂笼，通过挂笼经核心筒墙门洞口至已施工完成核心筒钢梯进行疏散。
本工法有效的解决了超高层建筑施工期间的应急疏散通道的问题，降低了施工安全风险、提高了施工效率、缩短了专业间施工的工期间隔、节约了工程成本。
本工法中的使用的《一种封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升吊装机构》（2016207598504）已获授权实用新型专利1项；受理发明专利1项《一种封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升吊装机构》（201610568323x）。
应用该技术的北京望京SOHOT3项目获得2016年中国土木工程詹天佑大奖。
该技术经由北京市住房和城乡建设委员组织的成果鉴定整体水平达到“国内领先水平”。
2特点
2.0.1施工安全易于保证。
本工法有效解决了超高层爬模施工中无法设置应急疏散通道的固有难题，提高核心筒顶部施工人员的安全保障。
2.0.2节省工期。
本工法将传统核心筒混凝土楼梯优化为钢楼梯，省去人工倒运架料、模板及安拆模板，缩短施工间隙时间（混凝土上强度的间隙时间），大大缩短整体施工周期。
2.0.3节约成本。
本工法中的应急疏散通道利用结构施工的吊装体系，可随吊装体系进行爬升，可循环往复利用，不必多次搭拆，节约施工成本。
2.0.4绿色节能环保。
本工法的水平结构部分采用钢结构体系，响应了国家大力倡导的建筑装配化的要求，与混凝土结构相比较，减少了施工用水、架料及模板的使用损耗，且减少施工垃圾和扬尘。
此外，施工过程中的所有材料、设备均可以循环利用，具有节能、环保、绿色的特点。
3适用范围
本工法适用于超高层建筑核心筒采用液压爬模施工技术的超高层建筑结构施工。
4工艺原理
本工法借助于液压爬模系统、软梯、液压爬升吊装机构、挂笼及核心筒钢楼梯形成紧急疏散通道。
在核心筒顶部遇到突发状况时，首先，工人迅速下至爬模架底部将软梯放下，从软梯下至液压爬升吊装机构。
然后从液压爬升吊装机构行至外墙挂笼，通过挂笼下至已完成结构。
最后经核心筒墙门洞口到核心筒钢楼梯，进而进行紧急疏散。
在此过程中液压爬升吊装机构可以对工人进行一定的防护，防止工人在紧急疏散过程被核心筒坠物所伤。
图4.0.1应急疏散通道设置原理图
5工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.2操作要点
5.2.1紧急疏散通道设置方案
根据工程实际情况，确定应急疏散通道方案。
当核心筒内部正式疏散楼梯为混凝土构件时，应首先与业主和设计协商，将正式疏散楼梯部位的水平结构变更为钢结构体系，从而可以实现加快该部位水平结构施工速度、与核心筒爬模保持同步施工的目的。
施工过程中的应急疏散通道的布置，应结合核心筒液压爬模系统、液压爬升吊装系统、钢楼梯的位置进行布置，同时，要避开液压爬升吊装机构及核心筒爬模系统中架体、设备密集的区域。
为了使工人快速逃离核心筒爬模架，在爬模架体上可适当增加紧急疏散通道口数量，当工人紧急疏散到液压爬升吊装机构内部后，上部两层硬防护可对工人起到保护作用。
图5.2.1-1液压爬模中应急疏散通道平面布置图
图5.2.1-2液压吊装机构中应急疏散通道平面布置图
图5.2.1-3核心筒钢楼梯及挂笼平面布置图
施工现场准备应从液压爬模系统及液压爬升吊装机构的安装进行准备，具体需从人、机、料和现场施工组织等多个方面进行统筹准备。
1人员准备
现场施工人员主要为架子工、木工、电焊工、信号工、塔司、杂工和管理人员，特殊工种均需持证上岗，且上岗前应通过考核。
2机械准备
机械设备包括塔吊、点焊机、麻绳等，在正式使用前应检查其运行性能，确保在安装期间的正常运转。
3材料准备
施工材料主要架料、安全网以及软梯。
4现场施工组织
待液压爬模系统及液压吊装结构安装完成后，在其内部搭设通道架体。
在地面将挂笼搭设完成，并满挂安全网，然后用塔吊吊至安装所需安装楼层。
5.2.2液压爬模系统安装
1液压爬模系统为专业体系，在此不再详述；
2液压爬模系统中通道设置，见图4.0.1；
用架料搭设从爬模架顶部至爬模底部行走通道，用于工人日常作业及液压爬模系统检修。
遇突发状况时，工人紧急疏散使用。
5.2.3液压爬模系统底部软梯安装
由于爬模是每层爬升，而液压爬升吊装机构是每三层爬升一次，所以爬模最下层平台和液压爬升吊装机构顶部的距离不是始终不变的（变化幅度在0~3层）。
所以通过设置软梯来适应此距离的变化。
1在液压爬模系统底部开设紧急疏散通道洞口，并设置翻板；
2在紧急疏散通道洞口附近焊接挂钩，将软梯通过卡环挂在挂钩上；
图5.2.3软梯安装图
5.2.4液压吊装机构安装
1液压吊装机构为专业体系，在此不再详述，液压吊装机构可利用挂在爬模架下部的电葫芦及墙体导轨进行自爬升；并安装运料平台及水平运输滑车，用于将钢结构构件运输至核心筒内部，满足核心筒内部钢结构吊装安装的需求。
1-附墙挂座2-爬升导轨5-双向行走轨道6-电动行走机构7-电动环链葫芦8-水平运输滑车9-运料平台
图5.2.4吊装机构示意图
2液压吊装机构中通道设置，见图4.0.1；
5.2.5外墙挂笼安装
1在地面将挂笼搭设完毕，并挂设安全网；
2使用塔吊将挂笼吊装至安装楼层后，按下图所示方式与核心筒门洞过梁固定；
3液压吊装机构每施工三层爬升一次，为保证紧急疏散通道畅通，外墙挂笼应与液压吊装机构保持同步提升；
图5.2.5-1挂笼示意图图5.2.5-2挂笼与混凝土过梁连接示意图
5.2.6应急疏散通道的现场使用
通过以上步骤的实施，应急疏散通道设置完成。
当发生紧急情况时，首先工人通过液压爬模内部的通道下至爬模底部；通过爬模底部的软爬梯下至液压吊装机构，通过液压吊装机构内部的通道，再通过挂笼，可直接连接到已经施工完成的正式疏散楼梯，完成人员的应急疏散。
6材料与设备
6.0.1应急疏散通道所需材料如下表：
表6.0.1主要材料清单
序号
材料名称
规格/型号
用途
1
软爬梯
20m/件
紧急疏散通道
2
架管
2m、6m
紧急疏散通道
3
安全网
-
紧急疏散通道
4
木跳板
-
紧急疏散通道
6.0.2应急疏散通道所需设备如下表：
表6.0.2主要设备清单
序号
设备名称
规格/型号
用途
1
液压爬模系统
紧急疏散通道
2
液压吊装机构
紧急疏散通道
7质量控制
7.1使用材料的验收
7.1.1严把进货关，材料进场必须有产品合格证。
7.1.2软梯进场必须进行复试，梯蹬静荷载、主绳破断荷载、索扣破断力等强度符合设计要求。
7.2安装完毕的验收
7.2.1安装后的扣件螺栓必须切实拧紧，不得有松动、滑移。
7.2.2软梯挂钩必须按照图纸要求尺寸进行安装和焊接。
7.2.3严格把好验收关，挂笼搭设完成后，必须经验收合格方可使用。
8安全措施
8.1紧急疏散通道使用安全措施
8.1.1平时要将通道口翻板盖好，防止坠物伤人。
8.1.2软梯要用防护罩保护，并定期检查软梯是否有破损，如破损，必须及时更换。
8.1.3对工人进行培训，熟练软梯的使用及攀爬，并定期组织工人进行紧急疏散消防演习。
8.1.4每天专人巡检紧急疏散通道是否畅通，如有障碍物，必须第一时间清走。
8.1.5在软梯挂钩上挂设防坠器，工人紧急疏散过程中将安全带挂在防坠器上。
8.1.6定期检查外墙挂笼架体是否有松动，与混凝土过梁的固定是否牢固。
9环保措施
9.0.1建立健全施工现场环保管理规章制度，并认真贯彻执行。
9.0.2施工现场内的各种机械设备，临时设施，材料以及场内道路等，严格按照各阶段施工现场平面布置图进行布置，严禁乱堆乱放。
9.0.3夜施光源如汽车灯光及照明灯不直接对居民房，采取有效措施避免直接照射。
10效益分析
本工法有效利用了超高施工所采用的液压爬模技术及液压吊装机构，有较好的经济和社会效益。
具体如下：
10.0.1自爬升液压吊装机构同时起到了核心筒爬模下方硬防护的作用，节省了硬防护的反复搭设，降低施工成本20万元。
10.0.2自爬升吊装机构的应用，降低了塔吊占用时间，提高了大型机械的使用效率，降低施工成本30万元。
10.0.3软梯附着于液压爬模系统底部，可随着其爬升而爬升，且软梯及挂笼均可循环利用，避免反复搭拆，节省工期的同时，也节约了项目成本，具有较好的经济效益
10.0.4本工法有效的解决了超高层建筑施工期间紧急疏散难题，使超高层施工更加的安全，减小人们对传统液压爬模施工发生突发状况紧急疏散困难的恐慌，具有较好的社会价值。
10.0.5该工法中水平结构采用了钢结构装配式结构，相应了国家积极倡导的建筑装配化的要求，具有一定的社会效益。
11工程实例
11.0.1深圳平安金融中心
深圳平安金融中心位于深圳市福田中心区，福华路与益田路交汇处西南角，总用地面积1.8万m2，总建筑面积45.9万m2。
地下5层，地上为塔楼和裙楼。
塔楼层数为118层，主体结构高度558.45m，塔尖高度为600.00m。
塔楼为“巨型框架—核心筒—外伸臂”抗侧力体系,即塔楼的中心为“钢骨-劲性混凝土”核心筒，外框采用8根巨型钢骨混凝土柱。
该工程开工日期2010年10月，竣工日期为2016年12月。
该工程核心筒为九宫格形式，施工期间核心筒采用爬模进行施工。
施工期间为了解决核心筒爬模平台上人员的疏散问题，将一个筒体内部的结构优化为钢结构形式，楼梯采用钢结构楼梯，并采用了“超高层建筑施工应急疏散设计与施工工法”，缩短了核心筒内部水平结构的施工工期，同时确保了消防疏散安全要求，为工程的安全顺利施工打下了坚实的基础。
11.0.2中国国际贸易中心三期B阶段
中国国际贸易中心三期B阶段工程位于北京市朝阳区CBD中心商务区，在建国门外大街与东三环路交汇处，国贸第一、二期工程分别于1990年和1999年建成投入使用，国贸三期A阶段工程于2010年建成投入使用。
国贸3B工程位于3A工程的东侧，向南延伸至国贸二座北侧，是一处集办公、酒店与商业娱乐为一体的综合体项目。
总建筑面积22.7万平方米，由主塔楼（3BN）、商业裙楼（3BS）及地下室
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