地鐵鋼支撐施工技術(shù)與管理方案一、工程概況本工程為城市地鐵明挖車站項(xiàng)目，位于城市繁華地段，周邊建筑物密集，地下管線復(fù)雜。車站主體采用地下兩層箱型框架結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)段寬度20.7米，基坑深度16米至23米，盾構(gòu)井段最大深度達(dá)23米。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，基坑范圍內(nèi)土層主要為粉質(zhì)黏土與砂卵石層，地下水位埋深3.5米，需采用"圍護(hù)樁+三道支撐"的支護(hù)形式。1.1支撐體系設(shè)計(jì)參數(shù)第一道支撐：鋼筋混凝土支撐，截面尺寸800×800mm，間距9米第二道支撐：Φ609mm×16mm鋼管支撐，標(biāo)準(zhǔn)段間距3米，設(shè)計(jì)軸力1751kN第三道支撐：Φ609mm×16mm鋼管支撐，標(biāo)準(zhǔn)段間距3米，設(shè)計(jì)軸力3089kN鋼圍檁：雙拼H型鋼（450×400×20mm），采用三角托架與圍護(hù)樁連接預(yù)加應(yīng)力：設(shè)計(jì)軸力的50%-75%，采用分級加載方式施加1.2施工總體要求支撐體系施工需配合土方開挖進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)"隨挖隨撐"，單道支撐安裝時(shí)間控制在24小時(shí)以內(nèi)，確保基坑暴露時(shí)間不超過規(guī)范限值。盾構(gòu)井段增設(shè)斜撐形成空間受力體系，支撐安裝偏差需控制在軸線30mm、高程20mm范圍內(nèi)。二、施工準(zhǔn)備與資源配置2.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會(huì)審與方案編制組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，重點(diǎn)核對支撐布置圖與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的匹配性編制專項(xiàng)施工方案并通過專家論證，明確關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行支撐體系受力驗(yàn)算，包括鋼支撐穩(wěn)定性、圍檁強(qiáng)度及節(jié)點(diǎn)連接承載力測量控制網(wǎng)建立采用全站儀建立基坑監(jiān)測控制網(wǎng)，設(shè)置不少于3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)測放每道鋼支撐軸心位置及標(biāo)高，建立三維定位系統(tǒng)支撐軸線偏差控制在30mm以內(nèi)，同層托架頂面標(biāo)高差不超過10mm技術(shù)交底與培訓(xùn)建立三級技術(shù)交底制度，編制專項(xiàng)交底文件并簽字確認(rèn)針對預(yù)應(yīng)力施加、吊裝作業(yè)等關(guān)鍵工序開展專項(xiàng)培訓(xùn)編制特殊工況應(yīng)急預(yù)案，包括暴雨天氣施工措施、支撐軸力突增處理方案2.2材料進(jìn)場檢驗(yàn)與管理鋼支撐及構(gòu)配件質(zhì)量要求鋼管支撐采用Q235B鋼材，外徑允許偏差±1mm，壁厚偏差+1.2mm/-0.8mm彎曲度不超過1/3000，法蘭盤連接面平整度誤差≤1.5mm高強(qiáng)度螺栓采用8.8級，扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值0.11-0.15，進(jìn)場需進(jìn)行扭矩檢測材料進(jìn)場驗(yàn)收流程提供出廠合格證、材質(zhì)單，按規(guī)定進(jìn)行抽樣送檢鋼管每200根為一批次，抽樣進(jìn)行力學(xué)性能和化學(xué)成分檢驗(yàn)焊接接頭進(jìn)行100%超聲波探傷，Ⅰ級焊縫合格率需達(dá)到100%材料堆放管理鋼管支撐采用立式堆放，高度不超過4層，底層設(shè)置100×100mm墊木，間距不大于2米鋼圍檁采用水平疊放，層間設(shè)置墊木，堆放高度不超過3層螺栓、鋼楔等小型構(gòu)配件入庫存放，采取防潮防銹措施，設(shè)置明確標(biāo)識2.3機(jī)械設(shè)備配置設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量用途履帶吊50t2臺鋼圍檁吊裝汽車吊25t2臺鋼支撐安裝液壓千斤頂200t4臺預(yù)應(yīng)力施加全站儀2秒級1臺測量放樣超聲波探傷儀-1臺焊縫檢測扭矩扳手0-600N·m4把螺栓緊固交流弧焊機(jī)26KVA4臺構(gòu)件焊接2.4勞動(dòng)力組織管理人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、安全負(fù)責(zé)人1人、質(zhì)量負(fù)責(zé)人1人、施工員2人作業(yè)人員：起重工4人、焊工8人、測量工2人、普工15人、機(jī)械操作工6人特殊工種：所有特種作業(yè)人員需持證上崗，且證書在有效期內(nèi)三、主要施工工藝與技術(shù)措施3.1鋼圍檁安裝工藝施工準(zhǔn)備采用電錘鑿除圍護(hù)樁表面浮漿，使混凝土表面平整度誤差控制在5mm/m以內(nèi)測量放線確定托架安裝位置，采用全站儀進(jìn)行三維定位三角托架采用75×8mm角鋼制作，每塊托架設(shè)置4顆M20膨脹螺栓托架安裝鉆孔深度不小于160mm（10d），采用機(jī)械成孔，清孔后安裝膨脹螺栓托架安裝后進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，單顆螺栓抗拔力不小于15kN同層托架安裝完成后，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核，誤差控制在±10mm內(nèi)鋼圍檁吊裝采用50t履帶吊雙吊點(diǎn)吊裝，吊點(diǎn)設(shè)置在距兩端0.2L（L為圍檁長度）處圍檁就位后與托架采用滿焊連接，焊縫高度不小于8mm圍檁與圍護(hù)樁之間的空隙采用C20細(xì)石混凝土填充，從底部注漿密實(shí)轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)處理轉(zhuǎn)角處圍檁采用45度斜接，接口處增設(shè)20mm厚加強(qiáng)鋼板焊接完成后進(jìn)行磁粉探傷檢測，確保節(jié)點(diǎn)連接強(qiáng)度斜撐與水平支撐交匯處設(shè)置節(jié)點(diǎn)連接板，增加焊縫長度至10倍鋼板厚度3.2鋼支撐安裝工藝支撐拼裝在地面平整場地進(jìn)行支撐拼裝，采用法蘭盤連接每個(gè)法蘭盤不少于8顆高強(qiáng)度螺栓，對稱布置，緊固扭矩達(dá)到400N·m拼裝完成后檢查支撐直線度，偏差不超過1/1000L，且≤30mm吊裝作業(yè)采用25t汽車吊吊裝，吊具選用專用吊耳，設(shè)置防晃繩控制擺動(dòng)起吊前檢查吊具、鋼絲繩狀態(tài)，確保吊裝安全系數(shù)不小于1.5支撐就位時(shí)，兩端中心線與設(shè)計(jì)軸線偏差控制在30mm以內(nèi)活絡(luò)端安裝安裝前檢查伸縮行程，確保有不小于150mm的調(diào)節(jié)余量清理活絡(luò)端內(nèi)雜物，涂抹潤滑油保證伸縮順暢安裝完成后檢查支撐與圍檁接觸情況，確保緊密貼合3.3預(yù)應(yīng)力施加工藝施加設(shè)備準(zhǔn)備液壓千斤頂及油表需經(jīng)標(biāo)定合格，有效期不超過6個(gè)月采用"雙控法"控制，即同時(shí)監(jiān)控壓力表讀數(shù)和油頂伸長量計(jì)算理論伸長值，實(shí)際伸長量與理論值偏差控制在±10%以內(nèi)分級加載程序0→50%設(shè)計(jì)值（持荷3分鐘）→100%設(shè)計(jì)值（持荷3分鐘）→110%設(shè)計(jì)值（持荷10分鐘）采用兩臺千斤頂對稱施加，同步率控制在5%以內(nèi)壓力穩(wěn)定后采用特制鋼楔鎖定，楔塊坡度1:6，插入后采用大錘擊實(shí)預(yù)應(yīng)力復(fù)加監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示軸力損失超過15%時(shí)進(jìn)行復(fù)加復(fù)加前檢查活絡(luò)端狀態(tài)，清除雜物，采用原千斤頂按初始加載程序進(jìn)行復(fù)加次數(shù)不宜超過3次，累計(jì)增加值不超過設(shè)計(jì)軸力的20%3.4支撐拆除工藝拆除條件確認(rèn)主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上已完成換撐體系施工，C30混凝土傳力帶厚度不小于500mm監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示基坑變形穩(wěn)定，連續(xù)7天變形速率小于0.1mm/d拆除作業(yè)流程遵循"先換撐后拆除"、"自上而下"的原則，分段進(jìn)行，每段長度不超過10米采用"先卸力后切割"工藝，使用千斤頂反向加載至鋼楔松動(dòng)分層移除楔塊，緩慢卸載至零，避免瞬間卸荷產(chǎn)生沖擊構(gòu)件回收處理拆除后的鋼支撐進(jìn)行統(tǒng)一檢修，變形超過1/1000L的構(gòu)件進(jìn)行調(diào)直處理螺栓、法蘭盤等連接件進(jìn)行除銹涂油，分類存放可重復(fù)利用的構(gòu)件做好標(biāo)識，不合格構(gòu)件按規(guī)定程序處置四、質(zhì)量控制體系4.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)鋼支撐安裝允許偏差軸線豎向偏差：±30mm軸線水平向偏差：±30mm兩端標(biāo)高差：≤20mm支撐撓曲度：≤1/1000L預(yù)加應(yīng)力值：±5%設(shè)計(jì)值焊接質(zhì)量要求焊縫高度不小于10mm，表面焊縫飽滿度不低于90%咬邊深度不大于0.5mm，長度不超過焊縫總長的10%焊后24小時(shí)進(jìn)行無損檢測，Ⅰ級焊縫合格率100%4.2過程質(zhì)量控制三檢制實(shí)施施工班組自檢：檢查支撐規(guī)格、數(shù)量、連接質(zhì)量技術(shù)員復(fù)檢：復(fù)核支撐位置、標(biāo)高、預(yù)應(yīng)力值質(zhì)檢員終檢：對照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面檢查，形成驗(yàn)收記錄關(guān)鍵工序控制點(diǎn)托架安裝：定位偏差、錨固強(qiáng)度、焊接質(zhì)量支撐安裝：軸線位置、標(biāo)高控制、直線度預(yù)應(yīng)力施加：分級加載、持荷時(shí)間、鎖定質(zhì)量節(jié)點(diǎn)連接：焊縫質(zhì)量、螺栓扭矩、接觸面積質(zhì)量記錄管理建立鋼支撐施工質(zhì)量臺賬，記錄每根支撐的安裝參數(shù)預(yù)應(yīng)力施加記錄需包含日期、時(shí)間、設(shè)備編號、施加過程曲線隱蔽工程驗(yàn)收記錄需有監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)五、施工監(jiān)測與信息化施工5.1監(jiān)測內(nèi)容與頻率支撐軸力監(jiān)測采用振弦式傳感器，每道支撐設(shè)置不少于3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)安裝在支撐中點(diǎn)位置，采用專用夾具固定施工期間監(jiān)測頻率：1次/天，變形速率超過預(yù)警值時(shí)加密至2次/天基坑位移監(jiān)測圍護(hù)樁頂水平位移：監(jiān)測點(diǎn)間距15-20米，預(yù)警值30mm基坑周邊沉降：監(jiān)測點(diǎn)間距20-30米，預(yù)警值20mm深層水平位移：每30米設(shè)置一個(gè)測斜孔，深度至基坑底以下5米5.2監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與反饋建立監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，當(dāng)天數(shù)據(jù)當(dāng)天分析，繪制變化曲線當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)立即啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制：支撐軸力達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%基坑水平位移速率超過5mm/天周邊建筑物沉降達(dá)到預(yù)警值的80%根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整施工參數(shù)，必要時(shí)優(yōu)化支撐布置或提前施加預(yù)應(yīng)力六、安全保證措施6.1起重吊裝安全作業(yè)前檢查吊裝設(shè)備定期檢查維護(hù)，確保性能完好鋼絲繩、吊具等按規(guī)定進(jìn)行檢查，達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)立即更換設(shè)置吊裝警戒區(qū)，非作業(yè)人員嚴(yán)禁入內(nèi)吊裝作業(yè)控制嚴(yán)格遵守"十不吊"原則，惡劣天氣（風(fēng)力≥6級）停止吊裝作業(yè)吊裝半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人，設(shè)置專人指揮，采用對講機(jī)聯(lián)絡(luò)支撐吊裝時(shí)設(shè)置牽引繩，控制擺動(dòng)幅度，避免碰撞圍護(hù)結(jié)構(gòu)6.2高空作業(yè)安全作業(yè)人員必須佩戴安全帽、安全帶，搭設(shè)操作平臺和安全防護(hù)欄桿鋼圍檁安裝時(shí)設(shè)置臨時(shí)固定措施，防止傾覆高空焊接作業(yè)設(shè)置接火斗，配備滅火器材，下方嚴(yán)禁堆放易燃物品6.3應(yīng)急預(yù)案支撐失穩(wěn)應(yīng)急處理準(zhǔn)備應(yīng)急鋼支撐、千斤頂?shù)任镔Y，存放在施工現(xiàn)場指定位置發(fā)現(xiàn)支撐軸力突增或變形加速時(shí)，立即停止開挖，啟動(dòng)備用支撐采用速凝混凝土加固節(jié)點(diǎn)，必要時(shí)回填土方控制變形暴雨天氣施工措施現(xiàn)場配備足夠的排水設(shè)備，暴雨前檢查排水系統(tǒng)已開挖未支撐的基坑段采取覆蓋措施，防止雨水浸泡雨后檢查支撐體系，無異常后方可繼續(xù)施工七、文明施工與環(huán)境保護(hù)7.1施工現(xiàn)場管理材料堆放有序，設(shè)置標(biāo)識牌，標(biāo)明材料名稱、規(guī)格、數(shù)量、檢驗(yàn)狀態(tài)施工道路硬化處理，設(shè)置洗車槽，車輛沖洗干凈后方可出場夜間施工控制噪音，必要時(shí)設(shè)置隔音屏障，噪音控制在70分貝以下7.2綠色施工措施焊接作業(yè)采用低煙塵焊條，減少大氣污染施工廢水經(jīng)沉淀處理后回用，不外排鋼支撐拆除后分類回收，可重復(fù)利用構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)處理施工現(xiàn)場裸土采用防塵網(wǎng)覆蓋，出入口設(shè)置PM10監(jiān)測設(shè)備八、施工進(jìn)度計(jì)劃與保證措施8.1進(jìn)度計(jì)劃安排鋼支撐施工總工期60天，配合土方開挖進(jìn)度分三段流水施工單段支撐安裝時(shí)間控制：鋼圍檁3天/道，鋼支撐2天/道關(guān)鍵線路：測量放樣→托架安裝→鋼圍檁安裝→鋼支撐安裝→預(yù)應(yīng)力施加