浅谈大倾角塔柱液压爬模施工安全管理

浅谈大倾角塔柱液压爬模施工安全管理

魏鸿标

广东华路交通科技有限公司广东广州510000

摘要：以广东省揭阳市莲花特大桥为工程背景，对大倾角塔柱液压爬模施工过程中的安全管理情况进行介绍，为类型工程施工的安全管理提供借鉴参考。

关键词：液压爬模、安全、管理

1工程概况

莲花特大桥索塔采用钻石型索塔，整个主塔由塔座、下塔柱、下横梁、中塔柱、中横梁、上塔柱、上横梁及塔冠等部分组成。塔身为钢筋砼空心箱型截面，横梁为预应力砼空心箱型截面。塔冠高3.5m，上塔柱高40m，中塔柱高45.5m，下塔柱高29m，塔座高2.0m，索塔总高度为120m，塔柱最大倾角达20°。塔身共分23个施工节段。

索塔模板体系采用木工字梁体系大模板，标准节段垂直浇筑高度6.0m。架体系统塔柱外侧采用ZMP-100型液压自爬模，液压自爬模的动力来源是本身自带的液压顶升系统，液压顶升系统包括液压油缸和上下换向盒，换向盒可控制提升导轨或提升架体，通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬，从而使液压自爬模稳步向上爬升，液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备，操作方便，爬升速度快，安全系数高。

2液压爬模安全风险和措施

通过对莲花特大桥主塔液压爬模施工中的危险因素、出现后果及控制措施进行综合分析，液压爬模施工过程中的主要安全风险有：高处坠落（包括人员、物件、临时结构等）、物体打击、触电、火灾、突发恶劣天气等。

2.1高处坠落

液压爬模施工过程中可能存在的高处坠落风险主要包括如下类型：

2.1.1人员坠落

人员高处坠落的危险因素主要有：爬架平台四周未有栏杆和安全网；高处作业时施工人员未佩戴安全防护用品；施工人员带病登高作业；拆模作业人员无可靠的立足位置或无可靠的安全带悬挂点；高处作业通道周边未进行有效围档；临边及空洞无防护或防护不严密；作业平台超载断裂等。

2.1.2爬模构件坠落

导致爬模构件坠落或液压爬架整体倾覆的危险因素主要有：液压爬架未按照设计图纸安装；爬模结构安全未经验算，爬模安装拆除队伍无资质；技术人员未对模板支撑系统进行检查验收；爬模轨道安装不牢固，液压顶升系统存在缺陷；爬架悬挂件未安装到位，爬模部分紧固件松动，锚固螺栓未拧紧到位；浇注混凝土泵管安装不牢固；主塔墙体混凝土强度未到达要求擅自进行爬升施工作业；爬模工作平台上堆放材料及机具超过设计承载力等。

2.2物体打击

施工人员在施工场地要注意周围环境，应避免高空坠物等引起的物体打击伤害。引起物体打击伤害的危险因素主要有：爬模顶升过程无人员现场警戒，无警戒区域，非施工人员擅自进入爬架施工区域；料斗升起人员在下方通过或工作；爬模操作平台上的东西乱放；随身没有携带工具袋，将操作工具随手乱扔导致其坠落；工具没有用安全绳将其系在手腕上或腰间，使其在操作时从手中滑落等。

2.3火灾

施工采用钢木结合模板，加之施工需要电焊、气割的工具，容易产生明火，故应做好架体的防火措施。引起火灾的危险因素主要有：爬模架上的焊接、氧焊时火星飞溅在移动模架木板上；气割或焊接作业时未将地面易燃易爆物品清除；未设置消防器材或消防器材失效。

2.4触电

引起触电伤害的危险因素主要有：用电设备使用的无漏电保护或漏电保护失灵；电线老化或破皮未包扎；用电设备未进行保护接地。

2.5突发恶劣天气

由于架体处于高空之中，施工过程可能由于雷雨天气引起雷击；爬模操作人员未经培训无证上岗，大风等恶劣天气冒险作业；台风来临时未对爬模架体采取加固措施等。

2.6爬模施工过程中的易发风险和措施

1）安装过程

塔吊挂钩没挂紧或挂钩位置不正确

爬模在进行整体吊装前应预先在地面组装位置进行预吊装，解决挂钩位置问题。先将架体稍稍吊起，观察架体的变形和挂钩是否牢靠，确定无误后，方可进行吊装。如吊起后架体倾斜过大应将其回落至地面，重新选择挂钩位置，待架体在吊起后没有较大倾斜的情况下再将架体吊装至安装位置，并做出标识，以便下次吊装时找准挂钩位置。

2）正常使用过程

①架体螺栓松动或被剪断

如螺丝有松动现象，应立即对螺栓进行紧锢；如螺栓被剪断，应做临时固定并立即更换螺栓。

②因超载导致局部架体变形

应立即清理架体上所有物品，对局部变形位置进行暂时加固，立即安排更换变形部件的工作，做安全检查，看其他部位是否正常（施工过程中严禁架体进行超载或集中荷载作业）。

3）提升过程

①突遇大风天气

应立即停止架体的提升作业，切断架体提升所需电源，将架体上端悬挑端进行拉接固定，用钢管和特制扣件拉住爬模架最上端大横杆，待大风天气停止后再进行提升作业。

②遇障碍物影响提升

因架体高度较高，在提升前需进行联合检查，确认拆除所有障碍物、具备提升条件后方可进行提升。如在提升时遇障碍物，会对整个架体的安全造成严重影响，如遇事先没有发现的障碍物，应立即停止提升，待拆除障碍物后方可再进行提升作业。

③液压缸无法正常工作

在提升过程中当液压油缸无法正常工作时，应立即使用可调拉杆卸荷到埋件承重装置上，然后更换液压油缸。

4）拆除过程

①突遇大风天气

应立即停止架体的拆除，将架体上端悬挑端进行拉接固定，待大风天气停止后再进行拆除作业。

②架体上的坠落物

拆除前严格检查架体整体稳定性和清理架体上的所有物品，经各方检查完毕后方可进行拆除作业。

③警戒线内有人走动

拆除架体前，事先应在地面划出拆除警戒线，警戒线内严禁通行，地面应有人通过对讲机与拆除作业面的施工人员进行随时通告，当警戒线内有人通行时，应立即停止架体的拆除作业，待地面安全人员报告安全后方可进行拆除作业。

3爬模施工安全管理措施

针对爬模系统、安装、拆除、爬升等环节可能存在的安全风险，制定相应的安全管控措施。

3.1基本安全措施

1）爬模施工前必须进行施工技术交底，按照设计图纸进行操作。安装埋件系统及附墙挂座时应及时检查是否与图纸要求一致，不正确的应及时更改。

2）加强现场管理，严禁非施工人员进入施工现场；施工必须设爬模专业操作人员，爬模专职操作人员必须按照安全操作规程进行作业，提升过程中应实行统一指挥、规范指令；严禁施工人员带病登高作业。

3）爬模安装埋件、挂座时必须系好安全带和佩戴必要的防护用品，高强螺杆和爬锥连接必须要拧紧，爬锥面顶到模板面板且不能转动即可。

4）操作平台上应在显著位置标明允许荷载值，设备、材料及人员等荷载应均匀分布，人员、物料不得超过允许荷载。

5）操作平台上应按消防要求设置灭火器，施工消防系统应随爬模施工同步设置。在操作平台上进行电、气焊作业时应有防火措施和专人看护。

6）爬模上设置工具、杂物箱，爬架爬升施工所用的材料要归类堆放，做到整齐、有序。现场要定时打扫，做到干净、整洁，每一节段完成后及时清理工作平台上的水泥杂物。

7）移动模架平台四周设防护栏和安全网；电器设施要经常性检查，配电柜及开关箱应安装漏电保护器，要接零接地、一机一闸。

8）恶劣天气严禁高空作业以及爬架按拆、爬升作业；根据天气预报，当恶劣气候来临前，将内外模板合拢、安装好模板与爬架之间的抗风拉杆、撤离转移临时设备等，做好施工现场人员及有关设备、设施的撤离、转移及加固工作，确保人、机、设施的安全。

9）施工现场悬挂各种警示标志，未经许可，不得随意改变，不得无故损坏。

10）在爬模的使用阶段应经常巡视、检查和维护爬模的各个连接部位，确保爬模的各部位按要求进行附着固定，加强爬模系统的日常维护保养。

11）爬模装置爬升时，墙体混凝土强度必须达到规定要求，严禁擅自进行爬升。

12）爬模爬升时除爬模操作人员外，其他人员一律离开爬模架，爬升到位后其他作业方可进行。严禁夜间光线不足时进行爬升作业。

13）爬升架体或提导轨前，操作人员检查机械是否运转正常，正常方可爬升，架上不许放太多物料，准备好一切爬升工具，方可进行爬模。

3.2爬模系统的安全保护措施

1）爬升系统的安全保护：液压爬模的爬升系统，主要由带有爬升梯档和导轨与附着其上的上下换向盒和液压油缸等组成，并通过上换向盒上端的连接轴与爬架的竖向主承力架连成为整体。上下换向盒均设有能够自动导向的棘爪，改变换向盒的棘爪方向，实现提升爬架或导轨的功能转换。换向盒的上下轭能够自动导向，在实际升降过程中始终有一个爬升箱内的承力块交替地支撑在导轨梯档块上，实质上它既是升降机构也是防坠机构。

2）爬升机构的防倾装置：导轨始终穿过两个附墙装置，附墙装置既有防倾覆功能，同时在主承力点的附墙装置内有一个导向锁定板，它控制了导轨的倾斜间距；架体通过上下换向盒抱住导轨，在架体爬升和固定状态下，换向盒都对架体有防倾作用。

3）架体与墙体的防护及架体间的防护：在爬模水平梁架上绑小横杆，在小横杆上铺设脚手板，通过附墙撑控制脚手板离墙的防护距离，要求脚手板离混凝土墙面的距离均应小于100mm。

4）爬模各操作平台的连接：在铺设架体各平台时，在每个独立的架体中部的水平位置中间留700×1000mm的洞，用钢管向下层平台搭设梯子，将各平台连接，使架体上下有一个通道，在各平台洞口处用翻板将洞口封好，制作如下图。

5）架体防雷措施：由于架体处于高空之中，可用导线将架体与主体结构的避雷带连起来，以达到防雷作用。

6）液压爬模安全防火：由于液压爬架使用液压油作为动力介质，加之模板为钢木结合模板，施工需要电焊、气割的工具，容易产生明火，应做好架体的防火措施，现场设置足够的消防器材。

7）爬模的用电采用专线，并单独配备配电箱、开关箱。

3.3爬模安装施工安全施工措施

1）严禁非装拆施工人员进入施工区域，起吊区域内应设置警戒区域，并派专人进行监护，严禁无关人员进入，严禁立体施工。

2）起吊爬架时提升和降落速度要均匀，严禁忽快忽慢和突然制动。左右回转动作应平衡，回转未停稳前不得作反向动作，在整个施工作业中，上下作业面施工人员之间通讯畅通，指挥人员指挥信号正确清晰。

3）外爬架的安装应先用塔吊将附墙架吊装固定在原模板的对拉螺杆上，固定的爬架螺栓应经检验后使用，然后一节一节装主爬架。每一组爬架组装好后，再进行爬架与爬架之间的连接，使之横向形成一个整体。爬架安装完毕，立即挂上安全网。

4）爬模上所有零部件的连接螺栓、销轴、锁紧钩及楔板必须拧紧和锁定到位，经常插、拔的零件要用细钢丝拴牢。

5）爬模安装到位后，为保证施工安全，应及时按有关脚手架安全技术规范要求，铺设脚手板及安全网。

6）各单独独立的架体在搭设的过程中留有100mm的空隙，以保证单独架体的爬升。

7）为保证安全防护，在相邻架体的空隙处、架体平台与墙体间隙处铺设翻板，当架体爬升时将翻板翻开，架体爬升到位后，应立即将翻板铺好，并用安全网将各独立架体连接好。（翻板制作说明：翻板连接处可使用胶皮或折页等制作，其一段钉在靠近空隙的脚手板上，另一段钉在翻板上）

3.4爬模使用过程安全措施

1）在爬模装置爬升时，墙体混凝土强度必须大于10MPa。

2）禁止超载作业，结构施工时，爬模施工荷载小于6kN／M2，严禁在操作平台上堆放无关物品。在操作平台上进行电、气焊作业时，应有防火措施和专人看护。

3）爬模专职操作人员在爬模的使用阶段应经常（每日至少两次）巡视、检查和维护爬模的各个连接部位；确保爬模的各部位按要求进行附着固定。

4）非爬模专职操作人员不得随便搬动、拆卸、操作爬模上的各种零配件和电气、液压等装备。在爬模上进行施工作业的其他人员如发现爬模有异常情况时，应随时通报爬模专职操作人员进行及时处理。

5）六级（含六级）以上大风应停止作业，大风前须检查架体悬臂端拉接状态是否符合要求，大风后要对架体做全面检查符合要求后方可使用，冬天下雪后应清除积雪并经检查后方可使用。

6）每施工3层或施工进度较慢及施工暂时停滞时每个月都应对挂座、液压系统等进行检查保养，以保证架体的正常使用。

7）施工过程中，定期组织施工技术人员、安全员、液压操作人员等进行爬模架体专项检查，确保施工过程安全，做好检查记录表。

3.5爬架爬升安全注意事项及技术要求

1）爬模在爬升开始前，应对爬模系统作全面检查，拆除所有障碍物，确认符合要求后方可进行爬升。

2）正在进行爬升作业的爬架下面，严禁有人进入爬架下方区域活动，并应设专人负责监护。

3）施工期间应确保爬模的防坠、防倾装置必须灵敏、可靠、有效，电控液压爬升系统应操作平稳、安全可靠，具有超载保护和爬升同步的功能。

4）爬模爬升时，架体上不允许堆放与爬升无关的杂物。严禁非爬模操作人员上爬模架。

5）提升过程中应实行统一指挥、规范指令，提升指令只能由一人下达，但当有异常情况出现时，任何人均可立即发出停止指令。

6）爬模爬升时严禁操作人员停留在正在爬升的架体上，专业操作人员可站立于未爬升架体或其它有安全保护措施的位置进行操作。

7）提升导轨时，必须将爬模下挂架的钩头钩挂在附墙装置的承重销上，通过操作电控液压爬升装置将导轨爬升到上一层的附墙装置上。

8）提升架体时，应拔出爬模下挂架与附墙装置的安全销，用电控液压爬升装置将架体爬升到上一层的附墙装置上，再将爬模下挂架钩挂在附墙装置上，插好安全销。

9）爬架爬升到位后，必须及时按使用状态要求进行附着固定。在没有完成架体固定工作之前，施工人员不得擅自离岗或下班，未办交付使用手续的，不得投入使用。

10）遇六级（含六级）以上大风、大雨、浓雾和雷雨等恶劣天气时，禁止进行爬升和拆卸作业，夜间禁止进行爬升作业。

3.6爬锥检查与更换要求

爬锥和受力螺栓理论上可循环使用40～50次，液压爬模每爬升一次后，对卸下的受力螺栓和爬锥进行仔细检查，观察表面有无裂纹及螺纹破坏，确认完好无损后方可用于下次爬升。

3.7爬架拆除安全措施

1）爬模拆除属于高空特种作业，操作人员必须经专业安全技术培训，持证上岗，拆除中途不得换人，如更换人员必须重新进行安全技术交底。

2）操作人员必须将安全带系于混凝土外侧的施工钢管操作架上，防止爬架拆除过程中本身失稳造成坠落事故。

3）严禁在夜间进行爬架的拆除工作。

4）遇六级（含六级）以上大风、雨雪、浓雾和雷雨天气时，禁止进行架体的拆除工作，并预先对架体采取加固措施。

5）拆除前划定作业区域范围，并设警戒标识，禁止与拆除无关的人员进入。拆除爬模时应有可靠的防止人员与物料坠落的措施，严禁抛扔物料。

6）正确使用个人安全防护用品，必须着装灵便（紧身紧袖），必须正确佩带安全帽和安全带，穿防滑鞋。作业时精力要集中，团结协作，统一指挥。不得“走过挡”和跳跃架子，严禁打闹玩笑，酒后上班。

7）爬架拆除人员应配备工具袋，手上拿钢管时，不准同时拿扳手，工具用后必须放在工具袋内。拆下来的脚手杆要随拆、随清、随运、分类、分堆、分规格码放整齐，要有防水措施，以防雨后生锈。

8）爬模架体拆除时：拆杆和放杆时必须由2-3人协同操作，拆大横杆时，应由站在中间的人将杆顺下传递，下方人员接到杆拿稳拿牢后，上方人员才准松手，严禁往下乱扔脚手料具。

9）拆除工作因故不连续时，应对未拆除部分采取可靠的固定措施。

10）拆除爬模架子时有管件阻碍不得任意割移，同时要注意扣件崩扣，避免踩在滑动的杆件上操作。

11）拆架时扣件必须从钢管上拆除，不准有松动的扣件遗留在被拆下的钢管上。

3.8上、下横梁爬模体系转换时施工安全保证措施

1）在上横梁支架安装前，做好电梯到牛腿及牛腿到横撑支架底部的安全通道，通道要求满铺脚手板，两侧焊制栏杆，栏杆上挂设安全网，上下的爬梯要稳固，在横撑上面和临时平台上面焊制栏杆。

2）利用主塔第三道横撑作为防护，在两道横撑支架拉设安全网，防止人员和物件的坠落。

3）上塔柱与上横梁施工存在交叉作业，在施工过程中对爬模施工平台进行全封闭，防止混凝土渣滓及垃圾坠落，在上横梁靠近墩身内侧搭设防护棚，进行上下两层双层防护，完善相应的安全措施。

4）上横梁与钢箱梁托架施工存在交叉作业，尽量避免交叉作业，要求在上横梁底模完全铺设完毕，并进行全封闭情况下，方可进行钢箱梁支架的施工，严格执行。

5）上横梁底模与两侧的通道要进行全封闭施工，严禁垃圾及物件坠落，在施工平台上设置垃圾桶，能够及时进行定期清理垃圾，小型物件要摆放整齐牢靠，防止坠落。

4技术保证措施

4.1模板防风保证措施

1）积极与当地气象部门联系，提前切实、准确掌握大风天气情况，避免盲目应对或措手不及。可以购买测风仪，安装在施工现场，随时监测大风情况，做到风害到来时的及时反应与人员设备的安全规避。

2）内模设置一处平台，作为施工人员临时避风点。主塔外侧设施工电梯，以便大风时，施工人员能够紧急撤离。

3）架体一定要安装好护栏、密目网。脚手板必须铺满平台并且加固好，不能留有空隙，防止人员坠落。平台护栏安装必须牢固，密目网安装后要能保证将架体四周完全封闭，保证大风时施工人员的安全。

4）合模状态（含混凝土刚浇筑完遇11级风），应用钢管及扣件将相临两边上架体与上架体之间，下架体与下架体之间连接固定，每两榀架子之间至少有四道钢管相连接，使墩身四周的架体连成整体，用钢丝绳一端在液压爬模下架体承重三角架端部栓紧，另一端栓接在承重三角架下面的埋件挂座上，用花篮螺栓收紧，可防止大风中架体前倾，插上后移齿轮销，防止后移装置移动，把后移装置和模板操作平台桁架连接起来，可有效提高模板体系折抗风性能。

5）遇六级以上大风（含六级）应停止爬模，若处于爬模准备阶段，遇到大风应该停止爬模，合上模板，拉上阳角斜拉杆，内外模穿上对拉螺杆。若无法合模，应立即使爬模上架体处于锁紧状态。若在爬升过程中，应立即停止爬模操作，撑起附墙撑，尽可能把墩身四周的架体用钢管连成一个整体，用钢丝绳将劲性骨架和爬模上架体拉紧，用钢丝绳将导轨和承重三角架立杆缠绕收紧，可通过对拉螺栓孔，用对拉螺杆将爬模架体固定在已浇筑混凝土墩身上，若爬模结束应立刻插上承重销，安全销，撑起附墙撑，把模板合起来，其余防风措施参照施工阶段防风措施。

6）停工状态下模板应处于合模状态，所有架体连成整体，上架体后移装置处于锁紧状态，用钢丝绳将承重三角架和架体下部埋件挂座紧固。

7）采取专门科技公关进行大风条件下施工防风措施的研究和实验，在实验成功的前提下从点带面组织施工。

4.2爬模爬升保证措施

爬模爬升时，选择钢丝绳+钢丝绳收紧器作为双保险。

①采取单面爬升，爬升过程中作业人员均在相邻未爬升爬架上，现场做好安全防范；

②爬升前安装保险绳，保险绳采用6*37-φ28-1850MPa钢丝绳，卸扣采用35t，上面挂在已浇注节段顶部φ32主筋上，下面挂在挂件座上，钢丝绳外面包裹橡胶皮，避免安装时对面板破伤；

③使用钢丝绳收紧器在爬模爬升期间随爬随收。

5结语

在大型桥梁施工中往往需要用到各种类型的液压爬模，而液压爬模的施工安全问题又是首要问题。目前国内结合液压爬模施工时安全措施往往没有结合施工过程具体化，无法确保各个节段的施工安全。本文以工程实际为依据，结合各个节段施工过程，详细介绍了大型钻石型索塔各个节段施工过程中液压爬模的安全管理措施，可对后续类似工程提供安全管理经验。

参考文献

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