特大型鋼網(wǎng)架施工安全防護技術(shù)

胡鴻志 王香華 韓瑞京

北京市機械施工集團有限公司 北京 102628

特大型鋼網(wǎng)架具有跨度大、自重大、施工過程復(fù)雜、高空作業(yè)多、施工工期緊、現(xiàn)場施工條件差等特點，現(xiàn)場施工安全防護非常關(guān)鍵，在具體施工過程中應(yīng)引起高度重視。本文全面總結(jié)了特大型鋼網(wǎng)架施工過程中的安全防護技術(shù)，對類似工程具有指導(dǎo)意義。

1 工程概況

北京新機場東航基地項目機務(wù)維修及特種車輛維修區(qū)北區(qū)機庫及附樓工程坐西朝東，由機庫大廳及沿后山墻全長貼建的附樓組成。其中機庫大廳15 225.61 m2，平面尺寸147 m×99.7 m，平面上三邊支承，面向機坪的一側(cè)開敞。大門開口邊跨度147 m，建筑總高度39.05 m，網(wǎng)架上弦中心點標(biāo)高22.5～37.5 m（圖1）。

圖1 機庫結(jié)構(gòu)平面效果圖

機庫鋼屋蓋分為機庫大廳網(wǎng)架和機庫門頭網(wǎng)架兩部分，機庫大廳主要采用3層斜放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，下弦支承，主要網(wǎng)格尺寸4.90 m×5.25 m，高度5.00～9.50 m，節(jié)點全部為焊接球節(jié)點。機庫門頭屋蓋采用5層邊網(wǎng)架加強，總高度15 m。鋼構(gòu)件包括圓鋼管、焊接球、抗震支座、檁條等，總用鋼量1 600 t，材質(zhì)Q345B。桿件最小截面φ89 mm×4 mm，最大截面φ550 mm×32 mm；焊接球主要為空心焊接球，最小規(guī)格φ250 mm×10 mm，最大規(guī)格φ800 mm×32 mm。

2 工程特點和工程安全防護難點

2.1 工程特點

本工程跨度大（147 m），結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，三邊支承，一邊自由，構(gòu)件數(shù)量多，共13 048根，鋼屋蓋節(jié)點為焊接空心球節(jié)點，空心球數(shù)量3 404個。門頭為5層邊網(wǎng)架，門頭網(wǎng)架上、下弦采用貫穿球節(jié)點。門頭兩側(cè)支座各有2個鑄鋼節(jié)點，單件質(zhì)量約3 t，現(xiàn)場共計2.6萬道焊縫，焊接量大，鑄鋼節(jié)點與普通鋼材焊接要求高。

其他專業(yè)提前插入施工，提升前將輻射采暖管道、燈具及線槽、虹吸雨水管道、屋面主次檁條、檢修馬道等安裝在網(wǎng)架上，附加質(zhì)量約160 t，大大降低了安全防護的難度，避免后續(xù)高空安裝風(fēng)險，也使裝配式建造在本工程中得到良好應(yīng)用[1]。

2.2 工程安全防護難點

本工程安全防護面積大，防護部位多，最高作業(yè)點距地面39.05 m。因此對施工過程中的安全防護要求高，施工難度大。根據(jù)網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式、施工方法及現(xiàn)場情況，針對不同結(jié)構(gòu)部位、不同施工階段，設(shè)計了多項安全防護措施，主要包括以下幾點：大廳部分網(wǎng)架地面拼裝安全防護技術(shù)，門頭網(wǎng)架地面拼裝安全防護技術(shù)，網(wǎng)架內(nèi)輻射采暖等配套設(shè)施安裝防護技術(shù)，提升支架安全防護技術(shù)，網(wǎng)架合攏部位安全防護技術(shù)，屋面檁條及屋面板安裝安全防護技術(shù)。

3 主要施工方法

綜合考慮結(jié)構(gòu)特點、工程進度要求、成本控制等因素后，經(jīng)過多方案比較，最終確定了地面拼裝、計算機控制液壓千斤頂一次性整體提升的施工方法。

該方法采用汽車吊從中間向兩側(cè)在地面拼裝大廳部分網(wǎng)架和門頭部分網(wǎng)架，同時安裝提升支撐架和提升設(shè)備、屋面檁托和主檁以及其他配套設(shè)施，然后采用計算機控制液壓千斤頂一次性整體提升至設(shè)計標(biāo)高，之后調(diào)整網(wǎng)架各支座標(biāo)高，鎖定提升設(shè)備，再補桿、合攏，最后進行網(wǎng)架卸載，拆除提升設(shè)備和支撐架。

該方法的大量拼裝工作均在地面完成，可有效降低腳手架的用量，減少高空作業(yè)，降低工程安全管理的難度，實現(xiàn)多點、多面流水作業(yè)，加快地面拼裝進度，并有利于工程安裝精度控制。

4 施工安全防護技術(shù)

4.1 大廳部分網(wǎng)架地面拼裝安全防護技術(shù)

4.1.1 小拼單元拼裝安全防護技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場情況，將一部分桿件在小拼場地拼裝成“正三角錐”（圖2）和“倒三角錐”（圖3），倒運到安裝位置吊裝就位。此種方式有利于提高現(xiàn)場拼裝胎架的重復(fù)利用率，加快施工進度。

圖2 正錐拼裝操作架示意

圖3 倒錐拼裝操作架示意

小拼單元在小拼場地拼裝時，搭設(shè)針對性的操作腳手架，上鋪設(shè)腳手板。操作架用φ48 mm×3.5 mm的鋼管焊接而成，尺寸1.2 m×1.2 m，高度2 m。

網(wǎng)架中有些桿件需散拼成“火柴棍”形或“啞鈴”形（圖4）。

圖4 “火柴棍”及“啞鈴”形散拼示意

4.1.2 大廳部分網(wǎng)架拼裝安全防護技術(shù)

大廳部分網(wǎng)架在原位置（投影位置）拼裝，中弦網(wǎng)架施工時作業(yè)面距地面高2.50～3.85 m，上弦網(wǎng)架距地面高5.0～7.7 m。根據(jù)場地情況，針對性地設(shè)計了臨時操作平臺（圖5）。該操作平臺用φ48 mm×3.5 mm的鋼管焊接而成，操作架工作面尺寸1.2 m×1.6 m，高度2 m，設(shè)置防護欄桿。

圖5 倒錐安裝安全防護

該平臺在施工中通過吊車挪動移位，使用過程中兩側(cè)通過8#鉛絲與網(wǎng)架桿綁扎固定。施工人員通過爬梯上下操作平臺時，必須配合垂直生命繩（安全帶配合自鎖器），并使用設(shè)置在操作平臺上的防墜器[2]。

4.2 門頭網(wǎng)架地面拼裝安全防護技術(shù)

本工程門頭網(wǎng)架共5層，施工作業(yè)面距地面高0.85～16.00 m，其地面拼裝采用腳手架和操作架兩種防護方案相結(jié)合的形式，即1～3層弦桿采用腳手架防護，4～5層弦桿采用操作架防護。

1）腳手架防護，即隨著桁架1～3層的拼裝過程逐層搭設(shè)腳手架。拼裝第1層中弦桿時，搭設(shè)第1層腳手架，腳手板平臺距網(wǎng)架中弦球心1.2 m；拼裝第2層中弦時搭設(shè)第2層腳手架，腳手板平臺距網(wǎng)架上弦球心1.2 m；腳手架的腳手板鋪設(shè)寬度為1.2 m，并做好臨邊防護。

2）操作架防護，即針對網(wǎng)架4～5層焊接球位置，通過安裝桿件固定操作架，達到為施工作業(yè)人員提供安全防護的目的（圖6）。

圖6 門頭部分網(wǎng)架操作架示意

4.3 網(wǎng)架內(nèi)輻射采暖等配套設(shè)施安裝防護技術(shù)

機庫網(wǎng)架地面拼裝完成的同時安裝輻射采暖管道、燈具及線槽、虹吸雨水管道、檢修馬道等配套設(shè)施，其操作面距離地面僅1.5 m左右，利用網(wǎng)架整體拼裝時的操作平臺，避免后續(xù)高空安裝風(fēng)險，大大降低了安全防護難度，也使得裝配式建造在本工程中得到良好應(yīng)用。

4.4 提升支架安全防護技術(shù)

提升支架的操作架需滿足施工防護的要求，操作架2.35 m×1.86 m，采用φ48 mm×3.5 mm的鋼管，四周需搭設(shè)高1.2 m的護身欄桿，并設(shè)擋腳板，護身欄桿需用立網(wǎng)封閉（圖7）。施工人員通過設(shè)置在操作架上的爬梯上下操作平臺，操作架上掛防墜器。

圖7 提升支架操作架

4.5 網(wǎng)架合攏部位安全防護技術(shù)

4.5.1 大廳網(wǎng)架周圈合攏部位安全防護技術(shù)

網(wǎng)架合攏過程中可利用土建已有的腳手架鋪設(shè)腳手板作為操作平臺，平臺共2層；該平臺設(shè)置200 mm高木質(zhì)擋腳板和1.2 m的防護欄桿，腳手板端部采用鉛絲綁扎在小橫桿上，嚴(yán)禁出現(xiàn)探頭板。作業(yè)人員上下操作平臺時必須配備垂直生命繩（安全帶配合自鎖器），并使用設(shè)置在操作平臺上的防墜器。

作業(yè)層腳手板下方應(yīng)設(shè)置2道水平安全網(wǎng)。

4.5.2 大廳網(wǎng)架提升點合攏部位安全防護技術(shù)

網(wǎng)架提升點合攏桿件安裝時采用臨時操作平臺（圖8、圖9），操作平臺支撐在網(wǎng)架弦桿上。腳手板搭在操作平臺上，形成安全防護通道。

圖8 上下弦合攏操作平臺腳手架立面

圖9 網(wǎng)架提升點合攏部位安全防護

4.5.3 門頭網(wǎng)架提升點合攏部位安全防護技術(shù)

門頭網(wǎng)架提升點合攏桿件安裝時采用臨時操作平臺（圖10），該平臺滿鋪腳手板，外掛防護網(wǎng)，下掛安全網(wǎng)。作業(yè)人員通過腳手管搭設(shè)的爬梯上下操作平臺，操作平臺支撐在網(wǎng)架弦桿上。

圖10 門頭網(wǎng)架提升點合攏部位安全防護

4.6 屋面檁條及屋面板安裝防護技術(shù)

4.6.1 屋面檁條安裝安全防護技術(shù)

屋面檁條在地面拼裝完成、提升前安裝，安全防護措施采用在網(wǎng)架下弦掛雙層水平大眼網(wǎng)，在網(wǎng)架上弦球頂拉安全繩，配設(shè)木腳手板分跨安裝檁條的方法。

4.6.2 網(wǎng)架屋面板安裝安全防護技術(shù)

網(wǎng)架屋面板安裝需設(shè)置安全立桿和通長安全繩，施工作業(yè)人員需全程佩戴安全帶并規(guī)范使用，安全帶“高掛低用”并掛至鄰近安全繩上。網(wǎng)架下弦應(yīng)設(shè)置水平安全網(wǎng)。

5 結(jié)語

針對施工過程的每個環(huán)節(jié)設(shè)計對應(yīng)的安全防護措施是提升工程安全風(fēng)險管控水平的重大舉措。本工程對大廳、門頭拼裝、提升及合攏等過程專門制定了相應(yīng)的安全防護方案，設(shè)計了針對性裝置，保障了現(xiàn)場施工尤其是高空作業(yè)人員的安全。

本工程網(wǎng)架面積約1.5萬 m2，提升質(zhì)量1 600 t，歷時4個月完成，整個施工過程中沒有發(fā)生人員高空跌落等傷亡事件，且被評為北京市安全文明樣板工地。使用一些簡易平臺，在保護作業(yè)人員安全的同時，大大地縮短了施工工期，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。