成都地铁钢支撑施工方案.docx
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成都地铁钢支撑施工方案
1、工程概况1
2、主要工程数量1
3、施工主要机械设备及劳动力配备1
3、钢支撑工程2
3.1钢支撑形成原则2
3.2钢支撑安装与基坑开挖关系2
3.3施工流程2
3.5支撑体系加工2
3.5支撑结构安装3
3.6支撑轴力监测5
3.7钢支撑施工技术要点6
3.8支撑保护6
3.9支撑拆除6
4、防支撑失稳措施7
5、施工质量保证技术措施7
6、施工安全保证措施8
成都地铁2号线红色村站钢支撑施工方案
1、工程概况
成都地铁2号线红色村站基坑支护本站支撑采用φ600，壁厚t＝12钢管支撑，支撑水平间距一般为2.2m～3.7m，最大横撑跨度为22.4m，最大斜撑跨度为9.7m。
支撑分活动端、固定端及中间节组成。
第一道支撑支撑在冠梁上，第二道及第三道支撑与人工挖孔桩间通过腰梁连接，腰梁采用双拼工45c组合腰梁。
基坑标准段开挖支撑中，支撑的最大轴力分别为第一道支撑428kN，第二道支撑
1448.56kN，第三道支撑1261.95kN；盾构井段开挖支撑中，支撑的最大轴力分别为第一道支撑748.48kN，第二道支撑1809.68kN，第三道支撑1424.61kN。
预加力第一道支撑300KN，第二道支撑600KN，第三道支撑800KN。
2、主要工程数量
项目
φ600钢管
Ⅰ45钢围檩
其余加固钢材
螺栓
数量
2635m
830m
20t
800个
3、施工主要机械设备及劳动力配备
钢支撑施工主要机械设备
序号
设备名称
设备型号
数量
单位
备注
1
汽车吊
25t
4
台
钢管垂直运输
2
液压千斤顶
200t
8
只
主顶系统
3
平板运输车
10t
2
辆
钢管运输
4
电焊机
22KVA交流
8
台
缀板连接
5
超高压油泵站
BZ70-1
2
台
主顶系统
6
卷扬机
3t
8
台
连接部件垂直运输
劳动力配备采用两班制作业，每班20人，其中电焊工10人，起重工4人，辅助工6人。
另外根据工程的需要可作适当调整，以满足工程进度。
钢支撑计划施工时间为2009年3月24日～2009年10月31日。
3、钢支撑工程
3.1钢支撑形成原则钢支撑形成须遵守以下四条原则：
3.1.1先支撑后挖土原则；即挖土的标高任何时候，不得深于待安装钢支撑底标高下20厘米。
3.1.2先形成体系后受力原则；即每一根支撑杆正式受力前必须先形成横向拉结，保证压杆的稳定。
3.1.3先结点可靠后受力原则；
3.1.4钢筋混凝土冠梁达到标准强度后受力原则。
3.2钢支撑安装与基坑开挖关系支撑与挖土互为依存，互为前提，即挖土为支撑创造空间，支撑为挖土提供依据，所以挖土的控制是形成钢支撑的主线条，必须注意挖土的深度控制，区域控制和高效率的翻土。
3.3施工流程
支撑工程施工工艺流程如下：
钢支撑安装工艺流程图
3.5支撑体系加工
3.4.1钢围檩、钢支撑加工
钢围檩采用两根工字钢（采用两根Ⅰ45b外，其余均采用Ⅰ40加缀板焊接而成，斜撑节点处设置抗剪凳，围檩与围檩衔接处腹板应采用两块-2×500×350叠板连接，其翼缘也应采用连接板连接，以保证力的传递。
钢管支撑分节制作，每节标准长度采用4m和6m两种规格，管节间采用法兰盘螺栓连接，其端部（仅一端）设预加轴力装置。
钢管支撑先在地面上按实测基坑的宽度进行预拼装，每根支撑的一端接一根长0.8m的活动端头（其可调整余量为30cm），拼装好后放在坚实的地坪上用麻线两端拉直，钢卷尺丈量检查支撑管的平直度，并检查支撑管接头连接是否紧密、支撑管有无破损或变形、支撑两个端头是否平整。
经检查合格后用红油漆在支撑上编号，标明支撑的长度、安装的具体位置。
同时，检查支撑安装所需的吊装设备、焊接设备以及施加预应轴力所需的组合千斤顶等设备的完好性，确保支撑安装作业能正常连续进行。
3.4.2加工误差
钢围檩、钢支撑的加工允许偏差见下表：
表3-1钢围檩、钢支撑的加工允许偏差
项目
钢管支撑
钢围檩
长度
管面对管轴的垂直度
弯曲矢高
长度
弯曲矢高
截面尺寸
允许值
±3.0
d/500，且
d/500，且
±4.0
L/1000，且
＋5.0
（mm）
≯5.0
≯5.0
≯10.0
-2.0
注：
d为钢管直径，L为围檩长度。
3.5支撑结构安装支撑的安装应随着基坑开挖的同时，按照“随挖随撑、分段分层、流水作业”的原则进行。
具体安排步骤如下：
3.5.1钢牛腿、钢围檩安装
基坑开挖到支撑设计中线以下50cm的标高位置后，根据整个车站的控制轴线和水准点，准确定位钢围檩的轴线和标高位置。
将围檩下方钢牛腿则采用膨胀螺栓锚固在围护桩上，每根围护桩上设置1个。
钢围檩采用25t汽车吊就位，并将其与围护桩上的钢牛退焊接在一起。
然后施工钢围檩上方的钢牛腿，设置方式为每1根围护桩1个钢牛腿。
钢围檩安装后，其背面与桩面之间的空隙（I40b围檩为60mm，I45b为125mm）用C30细石砼填嵌密实（抗剪凳周围浇注C25膨胀砼），确保钢围檩与各桩面密贴。
钢围檩安装完毕后，丈量支撑两端的实际净距离。
3.5.2支撑构件的吊运
支撑体系的构件采用两台25t汽车吊为主机，吊运就位一般采用两点吊装，吊点一般在离端部0.2L（L为构件长度）左右为宜
每道钢支撑分两段进行吊装，
图1钢支撑吊装示意图
具体施工方法如下图1所示。
3.5.3支撑的拼接组装支撑一般均做成标准节段与调节段。
标准段长度采用4m和6m两种规格，调节段长度根据支撑长度确定。
节段间连接采用法兰高强螺栓连接，且每根钢支撑一端连接一节长0.8m的支撑活络头。
钢支撑的连接及端部做法如图2所示：
（1）.钢管横撑安装：
检查合格的支撑用20t汽车吊车整体吊装到位，支撑吊装采用两点起吊，在吊装过程中必须保持支撑平稳、无碰撞、无变形。
钢管支撑吊装到位后，先不松开吊钩，将支撑两端放在钢牛腿上，用人工辅助将支撑调整到设计位置后再将支撑临时固定檩面紧密接触处，必须在围檩面与支撑端头之间加设钢板垫块，以确保支撑轴向受力。
支撑临时固定后，及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压轴力，其值见附件《钢管支撑预加轴力表》。
施压时，将2台200t液压千斤顶吊放入活络头顶压位置，两台液压千斤顶安放位置必须对称平行。
施加预压轴力时应注意保持两个千斤顶对称同步进行，预压轴力应分级匀速施加，重复进行，每级施加压力不得超过600kN，且活络头锲入钢楔的空隙不得超过70mm。
每级压力施加完毕，在活络头中锲入36mm厚钢楔（钢楔共分三块，锲入时前后两块为三角形，分别从上、下方向锲入，中间一块为平行四边形），锲紧并焊接牢固。
当预加轴力达到设计预加轴力时，再次检查各连接点的情况，必要时应对节点进行加固，待预加压力稳定后锁定，在活络头中锲紧钢楔并焊接牢固，然后回油松开千斤顶解开钢丝绳完成该根支撑的安装。
施加预应轴力时
应设专人旁站监督，作好记录备查。
钢管横撑安装见图3－2所示
（2）.钢管斜撑安装：
斜撑与围护结构有一定的夹角，斜撑钢管安装在围檩的斜撑节点上，钢围檩、钢支撑吊装及支撑预应力施加作业同直撑施工。
钢管斜撑安装见图3所示。
图3钢管斜撑连接
（3）.钢角撑安装在基坑拐角部钢围囹安装完毕后，吊装相同规格钢围囹，按照设计的长度及夹角与角部钢围囹上的缀板焊接牢固。
为了保证钢角撑与钢围囹连接紧密，要求焊缝在除锈工作完毕后进行满焊。
（4）.砼角撑安装砼角撑钢筋绑扎与冠梁主筋连接牢固，经检查合格后与拐角部冠梁进行整体浇注。
要求砼角撑两端的主筋深入冠梁的长度不小于35d（d为砼角撑主筋直径）。
3.6支撑轴力监测
围护结构钢支撑，采用轴力计监测其轴力。
轴力计的工作原理为：
当被测支撑体受力时，轴力计将受到压缩变形，壳体同步产生变形，传递给钢弦转变成钢弦应力的变化，从而改变钢弦的振动频率。
电磁线圈激振钢弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输到频率仪，即可测出被测桩体所受的轴力。
按下式计算：
P=k（F02-F12）
式中：
P为轴力计受到的应力；k为轴力计的灵敏度系数；F0为轴力计的初频；F1为轴力计实时初频测量值。
给钢支撑预加顶紧轴力，是减少支护桩变形的有效手段。
每一道支撑选用多大的预加轴力，一方面取决于支撑所受到水平力，另一方面，还视周围环境对基坑变形要求的严格程度。
轴力计安装数量以每50m距离10～15只为宜，安装位置遵守的原则：
每道钢支撑均保证安装轴力计，且基坑特殊部位必须安装轴力计，具体安装数量视现场施工的实际情况确定。
轴力监测每日一次，并详细记录。
3.7钢支撑施工技术要点
3.7.1千斤顶预加轴力必须分级加载；
3.7.2钢管横撑的设置时间必须严格按设计情况掌握，土方开挖时应分段分层，按基坑开挖深度及开挖时间架设钢支撑；
3.7.3所有支撑连接处，均应垫紧贴密，防止钢管支撑偏心受压；
3.7.4端头斜撑严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装，保证支撑为轴心受力且焊接牢固；
3.7.5基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，并注意不得在支撑上加载，以防支撑失稳造成事故。
3.8支撑保护基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，并注意不得在支撑上加载，以防支撑失稳，造成事故。
3.9支撑拆除相应结构砼强度达到设计强度70%以上时方可拆除支撑。
3.9.1拆除顺序支撑起吊收缩---施加预应力---拆去钢楔---卸下千斤顶---吊出支撑。
3.9.2拆除方法
拆除时，先用汽车吊吊住钢支撑，并在管端千斤顶座上设置千斤顶，操作千斤顶逐步给管撑卸荷，在完全卸荷后，拆除管端头与围檩之间的钢斜楔；然后给千斤顶减压并在完全放松后移走千斤顶；最后将管撑吊起，并撤离现场。
拆除流程如下所示。
钢支撑拆除工艺流程图
4、防支撑失稳措施
4.1基坑开挖过程中，边开挖边架设钢支撑，支撑连接处可靠，确保支撑体系稳定；
4.2施工时严格控制钢支撑各支点的竖向标高及横向位置，确保钢支撑轴力方向与轴线方向一致；
4.3支撑拼接采用扭矩扳手，保证法兰螺栓连接强度。
拼接好支撑经质检工程师检查合格后方可安装。
对千斤顶、压力表等加力设备定期校验，并制定严格的预加力操作规程，保证预加轴力准确。
加力后对法兰螺栓逐一检查，进行复拧紧；
4.4当支撑轴力超过警戒值时，立即停止开挖，加密支撑，并将有关数据反馈给设计部门，共同分析原因，制定对策。
5、施工质量保证技术措施
基坑的稳定与钢支撑及钢围檩支撑体系关系密切。
钢支撑和钢围檩必须满足设计要求，提前施加足够的预应力，减少围护结构的变形，并保证与围护桩垂直。
支撑顶紧后，采用支托措施固定牢固，防止钢支撑因桩墙体变形和施工碰撞而脱落。
钢支撑及钢围檩施工采取如下质量保证措施：
5.1钢支撑及钢围檩进场前进行全面检查验收，确保质量达到设计和各种规范要求。
特别加强对钢管法兰盘和钢管接头焊缝质量检查，钢支撑按规定长度分节拼装；
5.2钢支撑拼装时在地面进行预拼装，拼装长度与结构开挖断面宽度相符，经检查验收合格后对支撑进行编号，并对号运到施工现场；
5.3钢支撑拼装采用高强度螺栓连
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