三峽升船機塔柱高空作業(yè)升降平臺研究與應用

周 雄，陳占龍，張玉寧

（中國葛洲壩集團股份有限公司三峽分公司，湖北宜昌，443002）

1 前言

三峽升船機續(xù)建工程中，為加快施工進度，按時順利地完成三峽升船機的建設工作，經詳細地研究與論證，調整了升船機施工的程序，即在塔柱混凝土澆筑完成前，就進行齒條、螺母柱等二期埋件的安裝，并澆筑二期混凝土；同時開始安裝齒條和螺母柱，進行灌漿和預應力鋼筋張拉施工[1]。升船機總體施工程序調整后，由原來的塔柱筒體混凝土單獨施工變?yōu)榕c二期埋件安裝、二期混凝土澆筑、機電設備安裝、pagel灌漿等同時施工的情況，形成了高空多重立體交叉作業(yè)工況，施工布置與施工難度較施工程序調整前大為提高。

在施工程序調整后，原有的排架平臺方案已不能滿足這種立體交叉作業(yè)的要求。同時升船機金屬結構埋件施工、機電設備安裝、二期混凝土澆筑、pagel灌漿等施工作業(yè)具有如下特點：a.施工精度要求高。比如兩片螺母柱導軌面的平行度公差不超過0.5mm；齒條反向導軌面與船廂室縱向中心線的平行度公差不超過0.5mm；兩節(jié)齒條間的節(jié)距公差不超過±0.1mm等[2]。b.部分斷面形狀復雜，單倉施工高度大，整體施工高差幅度大。齒條、螺母柱二期混凝土單倉澆筑高度約5m，整體澆筑高度達到127.775 m；縱導向導軌二期混凝土澆筑高度達121.1m；平衡重導軌澆筑高度達132.6m。c.施工強度大。升船機齒條、螺母柱、平衡重、縱導向導軌施工部位共42處，安裝數量共1 006節(jié)，總重約9 645 t，安裝高度約130m。d.各工序施工時間、空間相互干擾，關系復雜。同時施工設施屬于高空載人作業(yè)，所需安全防護等級、安全驗收標準較常規(guī)施工設施要求高。

因此，為了保證不影響塔柱筒體混凝土的施工，同時為滿足升船機金屬結構埋件施工、機電設備安裝、二期混凝土澆筑、pagel灌漿等施工作業(yè)的需要，并針對上述施工特點采用合適的施工方式，經研究比選，三峽工程采用了高空作業(yè)綜合升降平臺。經實踐證明，該平臺布置合理，轉換迅速，很好地滿足了三峽升船機塔柱施工的需要。

2 高空作業(yè)輔助設施方案研究比選

2.1 方案比選

針對升船機金屬結構埋件施工、機電設備安裝、二期混凝土澆筑、pagel灌漿等施工作業(yè)的需要，同時根據各部位施工工序快速轉換的特點，滿足安全作業(yè)的要求?，F(xiàn)對排架方案、建塔吊裝方案、綜合升降平臺方案進行了研究比選。

1）排架方案：考慮到金屬結構埋件施工、機電設備安裝、二期混凝土施工、pagel灌漿等施工作業(yè)高度達130m，排架搭設高度受限，不能滿足結構安全要求；受金屬結構埋件安裝、機電設備安裝空間要求，排架需多次反復拆除、安裝，工序轉換困難；同時，排架方案不能滿足不同工序的作業(yè)空間、載荷要求。

2）建塔吊裝方案：升船機總體施工程序調整后，布置在船廂室兩側的4臺建筑塔機在承擔一期結構混凝土施工時段內需增加齒條、螺母柱二期混凝土澆筑及二期埋件、設備安裝等施工項目；采用建塔吊裝因占用建塔時間長，將嚴重影響一期混凝土結構的施工進度。

3）綜合升降平臺方案：綜合升降平臺方案即齒條、螺母柱及其二期埋件施工采用卷揚提升升降平臺方案；平衡重導軌施工采用吊掛施工升降平臺方案；縱導向導軌施工采用齒輪齒條升降平臺方案。

經綜合研究分析，綜合升降平臺方案能滿足升船機金屬結構埋件安裝、二期混凝土施工、機電設備安裝、二期混凝土澆筑、pagel灌漿等施工作業(yè)的需要；可以滿足各部位施工工序快速轉換的要求。同時具備載人、載物垂直升降功能，屬于高空重載作業(yè)平臺設施。在垂直高度上可覆蓋1～2節(jié)金屬結構埋件（18m），可以同時滿足金屬結構埋件安裝、機電設備調校、測量等施工需要。經比選，采用綜合升降平臺方案施工。

2.2 高空作業(yè)綜合升降平臺布置

三峽升船機高空作業(yè)綜合升降平臺按使用要求共設計配置3種型式、6種規(guī)格，總計22套。其中齒條、螺母柱部位升降平臺共4套，每套平臺高6.15m，最大提升高度達80m，設施邊緣距作業(yè)面10 cm；平衡重導軌施工升降平臺共16套，每套設施高16m，最大提升高度達80m，平臺邊緣距作業(yè)面40 cm；縱導向導軌升降平臺共兩套，每套設施由兩個L形4層平臺組成，平臺高5.7m，平臺邊緣距作業(yè)面20 cm。

3 高空作業(yè)綜合升降平臺施工技術

3.1 卷揚提升升降平臺

1）平臺配置及構造、性能特點。每套卷揚提升升降平臺含1個卷揚機提升平臺、1個齒條部位施工升降平臺和1個螺母柱部位施工升降平臺。卷揚機提升系統(tǒng)分階段統(tǒng)一布置，施工升降平臺獨立布置。卷揚機提升平臺用于布置卷揚機，平臺分兩個階段布置，前期布置在130.00m高程處，后期布置在塔柱196.00m高程處。升降平臺提升系統(tǒng)采用多臺卷揚機同步進行提升，其中齒條部位采用兩臺卷揚機提升，螺母柱部位采用3臺卷揚機提升。在齒條、螺母柱部位升降平臺之間布置有交通轉梯，可同時滿足施工人員交通及二期埋件、機電設備施工的需要。

卷揚機提升平臺下部的施工作業(yè)面布置施工升降平臺，升降平臺滿足齒條、螺母柱二期埋件、設備安裝以及二期混凝土澆筑的施工需要，齒條、螺母柱部位升降平臺獨立布置，齒條部位升降平臺尺寸為4.7m×4.1m×6.15m（長×寬×高），螺母柱部位升降平臺尺寸為6.5m×4.7m×6.15m（長×寬×高），平臺內部設置3層高2.05m的工作平臺，最大提升高度達80m。根據齒條、螺母柱施工部位空間的形狀，施工平臺設計為不規(guī)則形狀，可同時滿足土建鑿毛、鋼筋綁扎、立模、混凝土澆筑，金屬結構埋件焊接，測量放樣等施工需要。

2）升降平臺施工。施工平臺利用卷揚機進行垂直高度的提升，平臺周邊緊鄰塔柱墻面設置滾輪以方便平臺上升并確保施工平臺在不規(guī)則空間內上下自由運行，避免施工平臺卡阻現(xiàn)象。平臺邊緣設置可連續(xù)翻板的作業(yè)平臺，可同時滿足二期埋件施工、機電設備安裝等不同工況作業(yè)所需施工空間的要求，并確保平臺距作業(yè)面10 cm。施工平臺就位后頂部采用5個吊掛索具栓掛并設置5根吊掛連墻桿固定，卷揚機吊繩處于放松狀態(tài)但不松鉤以作為保險措施（卷揚提升升降平臺見圖1）。

為滿足升降平臺升降過程中的平穩(wěn)運行，提升平臺的多臺卷揚機同步運行，電控既能聯(lián)動又能單動進行調整，每臺卷揚機工作揚程達到80m以上，提升速度3～4m/m in。

根據螺母柱結構特點和金屬結構埋件安裝空間需要，在螺母柱升降平臺左右兩側另布置翻轉平臺。通過翻轉平臺的收攏和打開，滿足了施工平臺寬度需要的同時避免了與金屬結構埋件安裝工裝提升時相互之間空間的干擾。

圖1 卷揚提升升降平臺Fig.1 Hoist lifting p latform

3.2 齒輪齒條升降平臺

齒輪齒條升降作業(yè)平臺為多層工作平臺，平臺總高度約6.9m，可承載6～8人以及相應小型機具升降，主要構件由導軌架、附墻支撐、升降平臺、驅動安全系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成。導軌架由標準節(jié)拼接而成，作為升降平臺上下運動的導軌，隨著縱導向導軌施工進度而逐節(jié)安裝。升降平臺由布置在導軌架兩側的兩個L形4層平臺組成。每個平臺尺寸4.45m×2.95m×5.7m（長×寬×高），平臺內部設置3層高1.9m的工作平臺，頂層為開敞形式。同時為滿足土建備倉及埋件、設備安裝等各種工況的施工需要，下部3層平臺分別設置成可水平伸縮的平臺。施工升降平臺最大工作高度130m，能滿足全部高程范圍縱導向導軌施工需要（齒輪齒條升降平臺見圖2）。

圖2 齒輪齒條升降平臺Fig.2 Gear-rack lifting platform

3.3 吊掛升降平臺

1）電動葫蘆軌道設計。電動葫蘆作為平衡重導軌安裝以及工作平臺的提升手段，其軌道箱形梁分兩階段布置，第一階段布置在130.00m高程處，第二階段布置在175.00m高程處。兩次布置基本滿足高程170.00m以下平衡重導軌的安裝需要，同時根據筒體上升進度跟進安裝高程170.00m以上的電動葫蘆。

2）施工平臺設計。每個平衡重井設置兩個型鋼工作平臺，平臺尺寸為3.15m×2m×16m（長×寬×高），平臺內部設置層高2m的工作平臺，滿足土建鑿毛、鋼筋綁扎、立模、混凝土澆筑，金屬結構埋件焊接，測量放樣的需要。平臺最下面一層設置外伸防護平臺，同時作為平衡重軌道節(jié)間焊縫操作平臺。工作平臺利用電動葫蘆進行垂直高度的提升，在平臺軌道側、航槽側各設置3層滾輪方便平臺上升。其中平衡重軌道側中間一層滾輪設置成可折疊形式，以滿足工裝提升空間要求。對于剪力墻部位的提升平臺，航槽側平臺上設置5層滾輪連接點，確保滾輪能夠支撐在縱向聯(lián)系梁混凝土直立面上。

施工平臺由電動葫蘆吊到施工部位后，平臺頂部采用4吊掛索具牽掛并設置4根多角度吊掛連墻桿作為保險裝置，確保在45°方向的受力要求。為滿足垂直交通及金屬結構測量需要，在平衡重吊掛平臺下方的軌道外側布置豎向封閉鋼爬梯（吊掛升降平臺見圖3）。

圖3 吊掛升降平臺Fig.3 Hanging lifting p latform

4 結語

1）施工平臺作為施工階段臨時支撐結構體系，不僅需要安全可靠，同時應該綜合考慮施工結構的特點及施工方法、現(xiàn)場場地狀況、現(xiàn)有機械設備的施工能力等因素綜合進行選定。

2）金屬結構埋件施工、機電設備安裝、二期混凝土施工、pagel灌漿等施工作業(yè)高度達130m，針對這種施工高度跨度大的作業(yè)，常規(guī)的排架平臺已不能滿足施工要求。本工程采用的卷揚提升升降平臺、吊掛施工升降平臺和齒輪齒條升降平臺方案很好地解決了上述問題，同時能夠滿足快速施工的要求，可以為其他同類工程提供借鑒。

3）三峽升船機綜合升降平臺的成功應用表明，針對不同施工部位的施工特點，采用不同的施工平臺，只要進行合理地施工布置，是可以滿足各項施工要求，提高施工進度的。該經驗可推廣應用于水工建筑各種類型的高空作業(yè)平臺的選取與布置。

[1] 梁仁強.關于調整施工程序[J].中國三峽建設年鑒，2011，150.

[2] 張俊松.三峽升船機齒條、螺母柱一期埋件安裝[J].價值工程，2011，31（30）：41-43.