长沙市轨道交通2号线一期工程8标芙蓉广场站钢支撑安拆施工方案.docx
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长沙市轨道交通2号线一期工程8标芙蓉广场站钢支撑安拆施工方案
长沙市轨道交通2号线一期工程8标段
芙蓉广场站钢支撑安拆
施
工
方
案
编制：
审核：
审批：
中铁一局集团有限公司
长沙市轨道交通2号线一期工程8标项目经理部
二O一一年四月
目录
1编制依据2
2工程概况2
2.1工程简介2
3施工总体安排2
3.1施工进度计划2
3.2劳动力配置2
3.3机械设备配置3
4钢支撑施工方案3
4.1设计支撑体系3
4.2支撑安装工艺流程4
4.2.1钢支撑的加工、组装4
4.2.2支撑定位放线4
4.2.3钢围檩安装5
4.2.4钢支撑安装5
4.2.5钢支撑预加轴力5
4.3钢支撑拆除7
4.3.1钢支撑拆除步骤7
4.3.2支撑拆除方法8
4.4钢支撑安装技术要求8
4.5钢支撑安装施工要点9
4.6支撑稳定保护措施10
5安全保证措施10
6文明施工保证措施11
芙蓉广场站钢支撑安拆施工方案
1编制依据
1、长沙市轨道交通二号线一期工程土建施工SG—8标段合同文件，芙蓉广场站主体围护设计图纸；
2、国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准；
3、我公司在地铁车站施工方面的施工经验和研究成果，及现有的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备配套能力和资金投入能力。
2工程概况
2.1工程简介
芙蓉广场站靠五一大道南侧布置于芙蓉广场立交桥西侧，站位南侧为建湘路边人防工程，北侧第一大道及芙蓉下沉广场，东端为芙蓉立交。
芙蓉广场站呈东西走向，为地下三层岛式站台车站，效站台中心里程为YDK7+681.800，起点里程为YDK7+607.800，终点里程为YDK7+756.800，全长149.0m，标准段外包宽21.8m，车站共设有5个出入口、1个消防疏散口和2组风亭。
主体结构顶板覆土厚度4.1m，标准段基坑开挖深度约27.674m，基坑底位于5-3中风化泥质粉砂岩上，地下水位在地面以下2.92～7.71m。
车站主要采用明挖法施工，沿车站长度方向依次分别开挖施工。
车站主体结构采用钢筋混凝土箱型结构，围护结构采用地下连续墙+内支撑（一道混凝土支撑，四道钢管支撑），车站主体设全外包防水层。
3施工总体安排
3.1施工进度计划
根据目前工程实际情况，芙蓉广场站施工进度计划如下：
钢支撑安装施工时间：
2011年4月10日～2011年8月1日；
钢支撑拆除施工时间：
2011年5月10日～2011年8月8日。
3.2劳动力配置
根据总工期安排的要求，并结合工程实际施工状况和特点，对劳动力进行合理配置，以保证施工各个阶段的人员充足，又不造成劳动力闲置。
人员计划表见表3.2-1。
表3.2-1劳动力计划表
序号
工种
人数
备注
1
电焊工
4
2
司索工
2
3
工长
1
4
杂工
2
5
起重工
4
6
电工
1
7
安装工人
10
8
张拉技术工
4
9
管理人员
2
合计
30
3.3机械设备配置
芙蓉广场站土建深基坑施工机械设备配置见表3.3-1,
表3.3-1芙蓉广场站土建机械设备表
序号
机械设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定功率（KW）
生产能力
备注
一
钢支撑施工设备
1
汽车吊
QY25
2
中国
2005
25T
2
龙门吊
1
10吨
3
千斤顶
4
100T
4
交流电焊机
BX3-500
2
杭州
2005
55kw
4钢支撑施工方案
4.1设计支撑体系
芙蓉广场站采用明挖顺作法施工，采用连续墙加钢支撑作为基坑围护支护体系。
按设计设置一道混凝土支撑，四道钢管支撑。
第一道支撑采用砼支撑，其断面尺寸ZC1:
500*1000（标准段），ZC1:
700*1000，砼支撑梁顶面与冠梁顶高程一致。
第二道~第五道支撑采用壁厚16mm的钢管支撑，钢支撑标准段水平间距为3米，两端盾构扩大端为斜撑，每层直撑42根，斜撑16根。
钢支撑采用Ф609钢管支撑，壁厚为16mm，标准段和扩大段钢支撑与连续墙之间通过钢围檩连接。
钢围檩为2根45#工字钢并排焊接在一起，钢围檩与连续墙之间采用C30细石混凝土填充；钢围檩下方为10#角钢托架支撑，上方为花篮螺栓悬吊。
为减少围护结构的侧向位移，必须及时设置钢管支撑和准确施加预加力，其值按设计预加轴力施加，并应根据现场围护结构的变形、受力监测情况调整实施补加预应力。
4.2支撑安装工艺流程
施工准备→支撑定位放线→钢围檩安装（砼腰梁浇筑）→支撑拼装（支撑采取现场拼装制作，用法兰与螺栓连接拼装）→安放就位→施加预应力→支撑端头锚固→支撑预应力复加。
4.2.1钢支撑的加工、组装
1、钢围檩：
钢支撑架设于钢围檩上，钢围檩采用I45C工字钢两根并放，钢围檩两侧在钢支撑处为2cm厚的钢板，靠连续墙侧钢板长度为880cm，靠钢支撑侧钢板长度为1330cm，钢围檩与两侧钢板事先在加工场地焊接在一起。
钢围檩底部为10*8角钢加工好的角钢托架，固定钢围檩。
在钢支撑固定端和活动端中心线两侧350cm处与钢围檩底部焊接18a槽钢作为钢支撑搁脚，槽钢背面与钢围檩之间采用12mm钢板焊接连接。
钢围檩顶部780cm处设置有花篮螺栓，一端挂在连续墙固定好的挂架上，另一端固定在钢围檩钢支撑侧顶部，对钢围檩进行三角斜吊。
角钢托架和挂架与连续墙之间采用螺栓连接。
钢围檩转交处采用25*800*800mm的转角加劲钢板进行加强。
2、钢支撑固定端：
钢支撑固定端按照设计图纸提前在加工场内加工好。
标准段钢支撑固定端架落在钢围檩底部焊接好的18a槽钢搁脚上，斜撑处钢支撑固定端架落在等边直角三角形钢支座处槽钢搁脚上。
3、钢支撑活动端：
钢支撑活动端按照设计图纸提前在加工场内加工好。
活动端与固定端一样，安装时架落在18a槽钢搁脚上。
4、钢支撑活动端和固定端与钢管连接处采用法兰盘及12个高强螺栓连接，以承受钢支撑轴力。
5、由于钢支撑较长，需分段加工，现场组合。
支撑运输前需对构件进行编号，运至现场进行拼装，组装为成型的单根钢支撑。
4.2.2支撑定位放线
基坑开挖至钢支撑底50cm位置时，支撑定位测量放线，按照设计要求确定该层支撑钢围檩位置，钢围檩安装好后按照设计位置对支撑进行位置确定，支撑轴线偏差不超过3cm，两端中心标高偏差不大于2cm，同层支撑中心标高偏差不大于3cm。
因部分钢支撑与主体结构柱位置相冲突，局部调整了钢支撑间距，具体位置见后附：
芙蓉广场站钢支撑统计表；施工时严格按照表中里程架设钢支撑。
4.2.3钢围檩安装
基坑开挖到钢围檩位置，进行钢围檩安装，参考其施工方案。
钢围檩安装时先在钢围檩位置下方安装围檩托架，围檩托架通过膨胀螺栓与连续墙锚固连接。
在钢围檩的上方安装花篮螺栓对钢围檩外沿进行悬吊。
托架安装好后将事先焊接拼装好的钢围檩安装到位，钢围檩与连续墙间的空隙采用C30细石混凝土填充。
钢围檩安装时确保钢围檩与设计位置相符，水平面标高与相应钢支撑标高一致。
4.2.4钢支撑安装
钢围檩安装好后，将拼装好的钢支撑安装就位，钢支撑安装采用汽车吊或龙门吊安装，钢支撑两端安装在与钢围檩事先焊接好的槽钢搁脚上。
钢支撑安装时注意将每层活动端和固定端设置在同一侧面，以便钢支撑施加轴力时方便。
钢支撑的长度由现场实际长度确定。
微调采用特制钢楔。
完成钢支撑组装的各种工作。
为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在对钢支撑施加预应力前先将钢支撑自重挠度校正至水平。
钢支撑安装就位后在两端用钢丝绳进行悬吊，防止钢支撑脱落下掉。
4.2.5钢支撑预加轴力
钢支撑安装好后为减少围护结构的侧向位移，必须及时安装钢支撑和准确施加预应力，第二道支撑预加轴力为计算轴力的30%～50%，第三~五道支撑预加轴力为计算轴力的50%左右。
为控制墙体水平位移，钢支撑必须有重复预加轴力的装置，下道支撑安装后需对其上所有支撑调整预加轴力，并应根据现场围护结构的变形、受力监测情况调整实施。
1、钢支撑预加轴力设计情况
设计支撑轴力如下所示：
标准段支撑计算轴力为：
（1）3轴—10轴：
第一道砼支撑1245KN，第二道钢支撑1313KN，第三道钢支撑2029KN，第四道钢支撑2187KN，第五道钢支撑1340KN；
（2）11轴—18轴：
：
第一道砼支撑1439KN，第二道钢支撑1262KN，第三道钢支撑1516KN，第四道钢支撑1383KN，第五道钢支撑1004KN。
标准段支撑设计预加轴力为：
第二、三、四道钢支撑800KN,第五道钢支撑600KN。
东端盾构井支撑计算轴力为：
第一道砼支撑894KN，第二道钢支撑1197KN，第三道钢支撑1103KN，第四道钢支撑1739KN，第五道钢支撑1524KN。
西端盾构井支撑计算轴力为：
第一道砼支撑619KN，第二道钢支撑1162KN，第三道钢支撑1683KN，第四道钢支撑1882KN，第五道钢支撑1193KN。
东端盾构井支撑设计预加轴力为：
第二、三、四道钢支撑800KN,第五道钢支撑600KN。
西端盾构井段支撑设计预加轴力为：
第二、三、四道钢支撑800KN,第五道钢支撑600KN。
钢支撑预加轴力采用两台100吨千斤顶在活动端对钢支撑施加预加轴力。
活动端在受力情况下活动抽屉往外伸长，千斤顶施加轴力达到设计预加轴力后，采用在活动抽屉端部插入钢楔子进行固定，然后拆除千斤顶，钢支撑预加力完成。
2、预加轴力设备
钢支撑预加轴力使用两台QF100型液压千斤顶，行程300mm，最大施加力100t。
千斤顶编号分别为1#和2#号，精密压力表为0.4级，量测范围为0~60MPa，压力表编号为3128号。
以上两台千斤顶为并联关系，使用同一台高压油泵。
千斤顶和压力表经过华南国家计量检测中心广东省计量科学研究院检定，详见后附检定证书。
3、预加轴力人员
预加轴力作业配备专业小组，由一名油泵操作手和两名千斤顶操作手组成，项目部配备一名技术人员全程监控并记录数据。
施加轴力时，将通知现场监理旁站，监控。
4、安装千斤顶
两名操作工人抬动千斤顶，水平放在活动端13号钢板上，千斤顶中心位于钢支撑水平轴线上，左右对称布设。
千斤顶活塞端顶在三角盒（斜撑）或钢围檩（直撑）上，另一对端顶在钢支撑上。
5、施加轴力作业
千斤顶、压力表、高压油管等安装完毕后开始对钢支撑施加轴力作业。
预加轴力按照设计图纸给定值施加，设计预加轴力共分5个阶段施加，分别为设计值的20%、40%、60%、80%、100%。
所有第一阶段预加轴力较小，持荷2分钟，其余各阶段均持荷5分钟，以便消除各部分变形，保证预加轴力的有效性，减少应力损失。
千斤顶行程不足时，采用插入钢楔子，使千斤顶二次加力到设计预加轴力。
第二、三、四道钢支撑设计预加轴力为800KN,第五道钢支撑设计预加轴力为600KN。
钢支撑设计预加轴力及油表读数见下表：
6、施加轴力顺序及要求
对于车站东西两端斜撑部分，预加轴力作业由短向长对称施加，如“东南1→东北1→东北2→东南2→….”，以保证主体围护自身结构的安全。
严禁单边连续施加轴力。
对于直撑部分，在单根安装完毕后，必须立即施加轴力，以保证基坑安全，并使基坑开挖作业连续进行。
所有钢支撑预加轴力完成后，应及时在两端设置保险绳，防止支撑脱落。
7、其他要求
预加轴力作业完成后，千斤顶、油管等应拆除，和油泵放置在库房内，妥善保管。
压力表应从油泵上拆除，并放入专用表盒内，防止震动、碰撞等。
所有施加力作业器具均需妥善保管，保持完好，以备随时使用。
另外，千斤顶、压力表应有备用品，并提前做好标定，有关数据报项目部，以便现场使用的器具损坏后及时替换，确保工程的顺利进行。
4.3钢支撑拆除
4.3.1钢支撑拆除步骤
开挖至坑底，先施工综合接地系统、施工垫层、底板防水层、结构底板、底纵梁及部分内侧墙；待底板砼强度达到设计强度的85％以上后拆除第四道钢管支撑，施做管线夹层及侧墙；待管线夹层砼强度达到设计强度的85％以上后拆除第三道钢管支撑，施做设备层及站厅层板面和侧墙；待站厅层砼强度达到设计强度的85％以上后拆除第一、二道钢管支撑，施做顶板板面及侧墙；待顶板结构达到设计强度的100%后，破除第一道支撑，施作顶板防水层及抗压浮梁。
4.3.2支撑拆除方法
支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧向压力转至永久结构或其它临时支护结构。
先在钢支撑端部千斤顶座上设置千斤顶，操作千斤顶逐步给支撑卸载，避免瞬间预应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。
给千斤顶减压并安全放松后移走千斤顶；在完全卸载后，拆除钢支撑端头的钢楔；最后用龙门吊将钢支撑吊起，并运离现场。
在千斤顶给支撑卸载过程中，龙门吊一直吊住钢支撑，并按设计要求的顺序进行拆除。
4.4钢支撑安装技术要求
4.4.1钢围檩安装应确保围檩与围护结构接触处应紧密结合，未密贴处将围檩部位的围护结构表面凿毛，填充C30细石混凝土，并设置防止钢支撑端移动脱落的构造，支撑的安装允许偏差应符合以规定：
钢支撑轴线偏差：
±30mm；
钢支撑两端中心标高差：
不大于20mm，同层钢支撑中心标高偏差不大于30mm。
钢支撑的挠度：
不大于1/1000；
4.4.2支撑就位后及时准确施加预应力，对于一级基坑按以下要求复加应力：
1、在第一次加预应力后12h内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计要求值。
2、当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，立即在当天低温时段复加预应力至设计要求值。
3、围护结构水平位移速率超过警戒值时，可适量增加支撑轴力以控制变形，但复加后的支撑轴力和围护结构弯矩必须满足设计安全度的要求。
4、斜支撑和连续墙的连接构造必须能满足抗剪要求。
4.4.3防支撑失稳措施
1、在基坑开挖过程中，边开挖边架设型钢连系杆件及钢支撑，连接处要可靠，减少长细比，确保支撑体系稳定。
2、支撑拼接采用扭矩扳手，保证法兰螺栓连接强度。
拼接好支撑须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。
3、按照设计要求设置轴力监测断面，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。
4.5钢支撑安装施工要点
4.5.1土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，但也必须结合施工现场具体情况，随时与设计及监理沟通调整方案。
掌握好“分层、分段、分块、对称、限时”五个要点，并遵循“竖向分层、水平分区分段、开挖支撑、先撑后挖、严禁超挖、基坑底垫层要求随挖随浇”的原则。
支撑的安装与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装支撑并发挥作用。
每一工况挖土及钢支撑的安装时间不得超过8小时。
按时限施加支撑预应力，减少基坑暴露时间。
要严格控制支撑端部的中心位置，且与支护结构面垂直，接触位置应平整，使之受力均匀。
4.5.2钢管横撑按每节4米或6米的长度加工成标准节，同时配备部分长度不同的短标准节，以适应基坑断面的变化。
管节间用法兰、螺栓连接，同时每道横撑间分别配活动端和固定端。
4.5.3所有支撑连接处，均垫紧贴密，防止钢管偏心受力。
架设之前，要对每道支撑两端的受力点准确定位，并在现场明确标示，以防受力面变成受力点引发安全事故。
4.5.4钢支撑与连续墙正交，斜撑和板撑要确保剪力块角度与斜置角度一致，钢支撑安装后及时施加预应力。
4.5.5设专人定期巡逻检查钢支撑楔子，一有松动，及时进行重新加荷打紧楔子。
4.5.6钢支撑、钢围檩、钢托（支）架为钢构件，一定要确保焊缝质量，使用前需进行焊缝检查验收或无损伤焊缝检测。
4.6支撑稳定保护措施
4.6.1钢支撑拼装过程
1、钢支撑在拼装时，轴线偏差在2cm之内，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。
钢支撑连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固。
要有钢支撑支托措施，同时用于微调的钢楔也要串联，防止坠落。
2、钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度，若不垂直要进行矫正；然后将钢支撑安装在槽钢搁脚上，并且紧固好，必要时可在钢支撑中部架设临时支撑，确保钢支撑吊装上就只有很小的自重下挠度，便于加预应力固定。
3、所有钢支撑装配件的钢板加工以及钢管焊接加工都必须双面满焊。
在有内肋板焊接过程中无法双面焊接的，宜采用坡口焊接方式。
4.6.2基坑开挖过程
1、基坑开挖过程中做好钢支撑的保护，采用中心挖槽法或小挖掘机开挖钢支撑附近土方，防止挖土机械碰撞支撑体系，造成支撑脱落、变形、失稳事故。
2、挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作，不得碰撞支撑和管线；不得在支撑上作用荷载，钢支撑顶面严禁堆放杂物。
3、土方开挖时，弃土堆放应远离基坑边线。
4、施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。
5安全保证措施
钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，并注意观测其变形，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测及防护，以确保其稳定性。
为此，特制定以下措施。
1、进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育。
2、对施工人员加强安全施工的教育，定期进行安全检查专业安全检查。
3、钢支撑加工前由负责加工的工长对加工机械的安全操作规程及注意事项进行交底，并由机械技师对所有机械性能进行检查，合格后方可使用。
4、土方开挖时,要按标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防桩间土脱落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。
5、钢支撑在运输过程中要注意交通安全，运输车尾应设置小红旗、警示灯等安全设备。
6、在安装牛腿、钢围檩时一定要注意在边坡设防护栏，并同时安排专人将边坡上部将杂物清理干净，防止坠物伤人。
7、支撑吊装时其吊车下方及支撑回转半径内严禁站人，高空作业要系安全带。
8、由于钢支撑跨度较大，活荷载对其影响较大，易使支撑因震动而失稳，所以严禁在其上放置各种物体及人员攀登和行走。
9、土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。
10、施工中需要重点做好对钢支撑安装和使用过程中的轴线偏差及帽梁、钢围檩的位移的观测，如超过允许值，应迅速采取处理措施。
11、除此要注意基坑支护结构内的水平位移及地面沉降监测，其控制范围为水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超过2.5cm以内。
12、意外原因造成基坑变形过大处理措施
外界条件突然骇变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其它原因造成桩背后土压力增大，通过位移观测，桩顶位移超过警戒值时，应采取加固措施。
如加强钢支撑、补加锚杆加固以阻止位移继续扩大，确保基坑及周围建筑物的安全。
13、施工期间，安全员全面负责安全监督工作，发现不安全因素，随时排除，并采取有效预防措施。
6文明施工保证措施
文明施工目标：
争创“长沙市文明标准工地”。
在施工过程中严格按照长沙地铁公司创建文明安全工地的标准和要求进行安全文明施工管理，督促全体工作人员自觉遵纪守法和做好文明施工。
6.1.1、临时用电
工地施工及生活用电从变压器接入，现场所有用电事宜由专业电工统一安排。
6.1.2现场材料堆放
现场材料、成品、半成品和机具设备分类堆放、堆码整齐，并设置标识牌，不超出围蔽范围，不侵占场内道路和安全防护设施。
废料及时清理出施工场地。
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