武汉地铁车站深基坑支护结构钢支撑施工方案.docx
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武汉地铁车站深基坑支护结构钢支撑施工方案
第一章工程概况
1.1车站简介
梅苑小区站位于武汉市武昌区，傅家坡梅苑路与文安路交汇处，车站位于梅园路东侧文安路下；车站形式为明挖地下二层岛式站台车站，起点里程右CK15+169.442至终点里程右CK15+360.546，全长191.1m，车站标准段宽度19.7m，岛式站台宽11m，总建筑面积为10471.47㎡，主体建筑面积为7864.12㎡，附属建筑面积为1204.31㎡。
车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙，连续墙接头采用H型钢，接头外增设两根三重管旋喷桩墙间止水；主体结构围护体系支撑标准段设四道撑，第一道为钢筋混凝土支撑，二、三、四道支撑均为φ800，t=16的钢管支撑；两端盾构始发井段设五道撑，第一道为钢筋混凝土支撑，二、三、四、五道支撑均为φ800，t=16的钢管支撑。
1.2车站周边既有建筑物与管线情况
地下既有建（构）筑物一览表
建（构）筑物名称
与梅苑小区站位置关系
与车站主体距离（m）
大厦
南侧
20m
省国土资源厅
南侧
25m
省消防总队
南侧
18m
5栋7～8层楼房
北侧
45m
湖北省社会科学界联合会
东南侧
25m
车站基坑外侧管线情况汇总表
车站结构北侧
序号
产权单位
名称
数量规格
位置走向
1
电信公司
电信
铜/光BH500X36012/7
沿北侧一期交改路、架空于人行道上
2
电信公司
电信
电信架空32根
沿北侧一期交改路、架空于人行道上
3
路灯管理处
路灯
LD铜φ503根0.22KV
沿北侧一期交改路、架空于人行道上
4
水务局
排水
排水涵4500×2000埋深4m
围挡内北侧
5
水务集团
给水
给水铸铁Ф300
沿北侧一期交改路、埋于人行道下
6
水务集团
给水
消防栓四个
沿北侧一期交改路、埋于人行道下
7
电力公司
电力
DL架空0.38kv14根
沿北侧一期交改路、架空于人行道上
车站结构南侧
序号
产权单位
名称
数量规格
位置走向
1
电力公司
电力
DL铜BH400X40010Kv1根
沿南侧一期交改路、埋于车道下
2
电力公司
电力
高压架空线110KV一根
沿南侧一期交改路、埋于车道下
车站基坑两侧交通疏解道路在梅苑小区站施工围挡北侧设一条人非车道宽1.5米，三条3.5米机动车道宽，南侧设有一条5米宽的车行便道。
1.3车站工程地质条件
（1）人工填土（Q4ml）层
杂填土（地层代号1-1）：
表面为建筑材料、沥青路面，其下为碎石、粘性土及砖瓦片等，呈潮湿，松散~密实状态，层顶高程21.82~27.83m，层厚1.40～5.50m，平均厚度为4.03m。
（2）第四系全新统湖积（Q4l）层
淤泥、淤泥质粘土（地层代号1-3）：
褐灰色，灰褐色，流塑~软塑状态，层顶高程17.11~21.36m，层厚0.80～3.10m，平均厚度为1.66m。
（3）第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）层
粉质粘土夹粉土（地层代号6-1）：
灰褐色～黄褐色，含铁锰质氧化物，粉质粘土，呈可塑状态，粉土呈饱和、稍密状态。
该层分布于地势较低之梅苑小区地段，层顶高程15.34~19.56m，层厚1.20～11.70m，平均厚度为5.62m。
（4）第四系上-中更新统冲积（Q3-2al+pl）层
粉质粘土（地层代号7-1）：
褐黄～黄褐色，含黑色铁锰氧化物及灰白色高岭土，呈可塑状态，层顶高程9.81~24.63m，层厚1.50～6.20m，平均厚度为4.41m。
粉质粘土（地层代号7-2）：
褐黄～黄褐色，含黑色铁锰氧化物及灰白色高岭土，呈硬塑状态，层顶高程11.26~23.96m，层厚4.10～30.50m，平均厚度为12.62m。
细中砂混粉质粘土（地层代号9-1）：
该层属古河道堆积物。
褐黄色，以细中砂为主，粘粒含量较高，含云母，呈饱和、中密状态，局部为粉质粘土，可塑状态，层顶高程-24.58~9.81m，层厚3.10～32.50m，平均厚度为15.51m。
砾卵石混砾石、粘土（地层代号9-2）：
该层属古河道堆积物。
黄～褐黄色，主要成分为石英岩、燧石组成，磨圆度一般，呈亚-20-圆形，粒径为5～100mm，含量在55％，充填粗砾砂、粘性土，呈饱和、中密状态，局部地段上部为稍密状态。
层顶高程-30.34~0.92m，层厚3.00～28.50m，平均厚度为17.36m。
中粗砂混砾石、粘土（地层代号10-1）：
该层属古河道堆积物。
黄～褐黄色，主要成分为石英，含有粘性土，局部为砾石，呈饱和、中密状态。
层顶高程-10.83~-8.95m，层厚2.60～7.00m，平均厚度为4.80m。
粉质粘土混细中砂（地层代号10-2）：
该层属古河道堆积物。
褐～灰～黄～浅黄色，粘粒含量较高，呈饱和、密实状态。
层顶高程-11.55m，层厚大于15.80m。
地层物理力学性质
层号
土层名称
含水量W（%）
天然重度γ（KN/m3）
孔隙比e
塑性指数IP
液性指数IL
直剪固快峰值强度
压缩
模量
静止侧压力系数K0（KN/m3）
内聚力C（kPa）
内摩擦角φ（0）
②
粉质粘土
33.2
18.3
0.96
16.6
0.75
19
18
4.21
0.41
③
淤泥质粉质粘土
42.4
17.3
1.20
14.5
1.53
12
20.5
3.52
0.49
③夹
粘质粉土
33.6
18.2
0.94
7
31
7.97
0.41
④
淤泥质粘土
51.2
16.6
1.46
21.7
1.28
14
11.5
2.19
0.60
⑤1-1
粘土
42.1
17.4
1.2
19.1
1.03
15
14.0
3.55
0.54
⑤1-2
粉质粘土
33.6
18.0
0.99
14.1
0.95
15
20.5
4.82
0.45
⑥1
粉质粘土
23.8
19.5
0.7
15.6
0.43
43
20.0
7.45
0.45
⑥2
粉质粘土
27.1
19.1
0.78
13.9
0.51
38
21.0
8.40
0.42
1.4水文条件
上层滞水主要赋存于人工填土之中，大气降水及附近居民生活用水是其主要补给来源。
其地下水位埋深1.50～5.83m，相当于标高17.21～22.35m。
承压水主要存在于细中砂混粉质粘土（9-1）层、砾卵石混粗砾砂粘土（9-2）层和卵石（12）层之中。
根据本标段勘察报告建议建议（左线里程）DK15+360.546～DK15+950段承压水水头标高按19.68m采用，承压水降水施工由专业的降水单位实施。
1.5钢支撑情况
层数
位置
标高
（M）
长度
（M）
预加轴力
（KN）
单顶预加轴力（MPA）
第一层
东端井段
18.6
4.25-18.19
893-1072
28.4-34.1
标准段
19.2
19.7
750
23.9
西端井段
18.6
4.31-17.71
1154-1254
36.8-39.9
第二层
东端井段
13.1
4.25-18.19
893-1072
28.4-34.1
标准段
13.6
19.7
600
19.1
西端井段
13.1
4.31-17.71
769-836
24.5-26.6
第三层
东端井段
9.1
4.25-18.19
893-1072
28.4-34.1
标准段
9.1
19.7
750
23.9
西端井段
9.1
4.31-17.71
1346-1463
42.9-46.6
第四层
东端井段
6.1
4.25-18.19
893-1072
28.4-34.1
标准段
6.1
19.7
750
23.9
西端井段
6.1
4.31-17.71
1154-1253
36.8-39.9
第二章工程难点及特点
1、本工程采用的支撑为φ800，t=16的钢管支撑，该类支撑在地铁施工中采用较少，安装运输组织难度大。
2、本工程工期紧张，施工场地狭小，在正式施工以后，大量的支撑材料堆放必然与各类施工机械有冲突；考虑适当的、合理的材料堆放点，以利施工。
3、基坑开挖施工时，钢支撑安装将与结构施工同时进行，交叉施工，施工中对各施工单位的协调难度大。
4、由于施工期间处于冬天雨雪季节，天气情况比较恶劣，这些多会给施工增加很多难度及危险，需采取必要的防护措施。
5、基于施工车辆进出场交通的不便，将会对施工的正常进度造成必然的影响，需要与有关管理部门进行有力的协调。
由于上述难点及特点的存在，在施工中必须处处小心谨慎，仔细研究发现各种困难，在施工中制定出针对性的技术保证措施和安全保证措施，确保本工程安全、优质的完成。
第三章施工计划
3.1施工进度计划
为确保工程总体计划按时完成，我们将配备充足的施工设备及人员，按总体计划和施工组织设计精心组织施工，施工中协调好各工序施工单位，努力为结构施工创造条件，以确保结点工期和总工期的实现。
计划支撑安装时间为2011年10月25日-2012年3月30日。
3.2施工场地布置
施工场地布置按照文明施工的要求及总包单位的总体安排，并根据场地的实际条件，在施工现场设置工具房一间、氧气、乙炔库各一间，支撑材料临时堆放场地一处，钢支撑的堆放场地布置在东端头井北侧20米得范围内，考虑场地狭小，钢支撑采用随到随用的方式解决现场堆放的问题。
3.3工期保证措施
3.3.1机械设备完好率是保证工期的关键
（1）编制机械安全技术操作规程；
（2）严格执行交接班制度；
（3）机械设备在使用中不得超荷载作业，或随意扩大使用范围，应严格按照机械使用说明书的规定条件使用；
（4）加强对施工设备的管、用、养、修动态管理；
（5）确保施工机械完好率85%以上，重要机械应有整机或部分总成配件备用。
3.3.2严格进行工期管理
技术方面和管理方面的标准化，对圆满完成本工程关系重大，为了确保优质完成该工程，将严格遵照合同条款进行现场施工进度管理。
3.3.3建立和完善以保工期、投资、劳力、材料为主要指标的动态优化，对各工序进行科学调控，使工程的各个方面、环节处于可控之中。
3.3.4确保工期的具体组织技术措施
（1）抽调从事过城市地铁施工的施工技术人员、工人，配好施工班子；
（2）建立健全现场施工组织指挥系统和对外协调系统，做到高效、应变能力强、指挥得力；
（3）技术措施方面：
1成立以项目经理和项目工程师为首的技术管理小组，确定重大技术措施的实施，检查督促技术项目的落实。
2建立技术岗位上的岗位责任制，技术干部和技术工人定岗定责，严格技术标准、工艺的实施，持证上岗，严明奖惩。
3严格施工管理、严格施工工艺、严格施工纪律，并及时作好各项技术资料的整理归档管理工作。
4抓住关键技术，组织科学攻关，制定科学的施工方案。
第四章施工布署
4.1总体布署
4.1.1支撑施工基本原则
（1）支撑安装与挖土施工做到紧密配合，随挖随撑，保证做到基坑无支撑暴露时间小于8小时。
（2）设计坑底标高以上30cm的土层，应采用人工开挖。
（3）施工流程应该达到快速开挖、快速支撑、快速封底的目的。
4.2施工组织
4.2.1项目部现场管理网络（见下图）
4.2.2施工人员组织（主要施工人员安排如下表）
工种
数量（人）
班长
2
指挥
2
电焊工
4
电工
1
普工
4
吊车司机
2
合计
15
4.2.3施工机械设备
机械设备名称
数量
50t履带吊
1台
电焊机
2台
200t液压千斤顶
2台
风镐
2台
第五章钢管支撑施工
5.1车站主体基坑钢支撑施工
本工程基坑支护采用φ800×16钢管支撑，在端头井垂向设置四道钢支撑，标准段垂向设置三道钢支撑，钢支撑施工安装过程中，应严格控制好钢支撑的安装标高。
5.1.1支撑材料准备
根据基坑围护结构图纸尺寸，按照计划用量备足各种长度的Φ800、t=16钢支撑管、活络头及钢垫箱、钢垫块、钢楔块、紧固螺栓、铁板等支撑材料，分类堆放在料场，各种材料必须经质量检验合格方可按施工进度分批进场，确保进场支撑材料均达到设计要求和施工进度要求，同时计算好的每道支撑的施加预应力值。
5.1.2根据设计图纸和实地测定的定位桩号在两侧圈梁上用钢尺测量每道支撑的安装平面中心位置及圈梁项面标高，经复核无误后作出标记，施工时，土面标高及支撑中心标高采用重锤及钢尺由圈梁项面进行垂向丈量。
5.1.3支撑材料拼接准备
根据土方开挖进度提前在拼装场按支撑编号及设计长度进行拼装备用，在施工斜撑前准备好支座（钢垫箱）同时下料准备好钢牛腿料，一旦工作面出来能及时投入安装。
5.1.4施工工艺流程
施工工艺流程图见下页。
5.1.5支撑安装顺序
第二道钢支撑—→第三道钢支撑—→第四道钢支撑—→第五道钢支撑。
5.1.6安装方法
本工程基坑支撑长度在19.7m左右，由于中间没有连系梁，因此可以整根钢支撑吊装。
安装时先测量支撑安装中心位置，后按牛腿安装标高凿除地下连续墙砼保护层并暴露预埋焊接钢牛腿，最后将支撑安装在牛腿上并施加轴力。
吊装采用50t履带吊车起吊安装，用钢丝绳在钢支撑上绑上两个着力点，安放在墙壁三角牛腿上。
第二道钢支撑安装：
当支撑工作面出来后，按照设计标高焊接钢牛腿，同时丈量两侧地下连续墙间距离，调整已拼装好的支撑长度当支撑工作面出来后，及时丈量两地下连续墙间实际距，并调整已拼装好的支撑长度，按照设计安装水平位置和标高分别在地下连续墙预埋钢板上施焊钢牛腿。
支撑安装标高、长度经复验无误后，再由一台50T吊车架设钢支撑，及时按设计要求施加预应力，本道支撑每次要求在8小时内安装完毕。
第三、四、五道支撑安装，施工顺序同第二道支撑安装，每道支撑安装完，经验收合格后方可进行下一层土方开挖。
5.1.7预应力施加
1、预应力施加
由于支撑较长，起吊时采用二点起吊，并系上防晃绳，做到安全、平稳、精确吊装。
钢支撑吊装到位，不要松开吊钩，将两端活络头子拉出放在牛腿上，再将2台200T液压千斤顶放入活络头子顶压位置，并注意保持千斤顶行走一致。
预应力施加到位后在活络头子中锲紧垫块，并固定牢固，然后回油松开千斤顶，解开起吊钢丝绳，完成该根支撑的安装。
支撑施加预应力时应考虑到操作时的应力损失，故施加预应力值应比设计轴力增加10%，并对预应力值作好记录备查。
2、预应力复加
支撑应力复加以环境监测数据检查为主，以人工检查为辅。
环境监测主要是测量支撑轴力变化，假若轴力值减小，应及时复加预应力。
人工检查的目的是控制支撑每一单位控制范围内单根松动的支撑轴力（以榔头敲击无控制点的支撑活络头塞铁，视其松动与否决定是否复加）。
复加位置应主要针对正在施加预应力的支撑之上的一道支撑及暴露时间过长的支撑，监测数据支撑轴力低于预应力值的支撑应复加预应力。
根据支撑轴力监测数据检查须复加预应力的，复加应力的值应控制在预加应力值的110%之内。
5.1.8斜钢垫箱安装
首先测量斜钢垫箱安装中心，然后按中心位置将斜钢垫箱先点焊在连续墙预埋钢板上，再抄水平使两个相对应的钢垫箱保持在同一轴线上，然后将钢垫箱与预埋件满焊牢固。
安装质量要求如下：
1、钢垫箱与预埋钢板满焊连接，焊缝宽度不小于12mm，焊缝厚度不小于6mm；对于钢垫箱与预埋钢板间的缝隙，应采用钢板塞焊；
2、钢垫箱平面位置及竖向位置误差应控制在2cm以内；
3、钢垫箱垂直度误差应控制在1/1000以内；
5.1.9支撑拆除
1、端头井
在底板和侧墙达到设计强度后，拆除第五道钢支撑，保留第四道钢支撑。
侧墙继续往上延伸到中板位置，浇注中板，待中板和侧墙达到设计强度后，拆除第三道钢支撑，继续往上浇注侧墙和顶板，在其达到设计强度后，拆除二道钢支撑，最后拆除第四道钢支撑。
2、标准段
浇注底板和侧墙后，保留第四道钢支撑。
侧墙继续往上延伸到中板位置，浇注中板，待中板和侧墙达到设计强度后，拆除第三道钢支撑，继续往上浇注侧墙和顶板，在其达到设计强度后，拆除二道钢支撑，最后拆除第四道钢支撑。
3、支撑拆除时，首先用千斤顶松开活络头，再将支撑吊出基坑,而后将所有拆除的支撑材料及时解体，装运出场。
4、结构施工时，应在中板与在第四道支撑所对应的位置预留孔，。
最后拆除的第四道支撑时，在中板预留孔设置两个起吊点。
用手拉葫芦将支撑吊紧，然后将钢垫箱切割断开与侧墙分离，再用手拉葫芦将支撑吊放至底板解体，最后由卷杨机拉至洞口由50T履带吊吊出并装车外运。
5.1.10钢支撑安装质量标准
钢支撑安装应确保支撑端头同圈梁或钢围囹均匀接触，并设防止钢支撑移动的构造措施，支撑的安装应符合以下规定：
1、撑轴线竖向偏差：
±30mm。
2、支撑轴线水平向偏差：
±30mm。
3、支撑两端的标高差：
不大于20mm和支撑长度的1/600。
4、撑的挠曲度：
不大于1/1000。
5、撑与立柱的偏差：
±50mm。
5.2支撑施工质量保证措施
1、准备：
开挖前需备齐检验合格的带有活络接头的支撑、支撑配件、施加支撑预应力的油泵装置（带有观测预应力值的仪表）等安装支撑所必须的器材。
2、在地面按数量及质量要求配置支撑：
地面上有专人负责检查和及时提供开挖面上所需的支撑及其配件，试装配支撑，以保证支撑长度适当，每根支撑弯曲不超过15mm，并保证支撑、土体及接头的承载能力符合设计要求的安全度。
严禁出现某一块土方开挖完毕却不能提供合格支撑的现象。
3、安装：
钢支撑安装按图纸设计要求，所有支撑拼接必须顺直，每次安装前先抄水平标高，以支撑的轴线拉麻线检验支撑的位置。
斜撑支撑轴线要确保与钢垫箱轴心一致,且与钢垫箱端承面重直.
4、准确施加支撑预应力：
每道支撑安装后，及时按设计要求施加预应力，预应力施加至设计要求加钢楔顶紧后，方可拆除千斤顶。
支撑下方的土在支撑未加预应力前不得开挖。
对施加预应力的油泵装置要经常检查，使之运行正常，所量出预应力值准确。
每根支撑施加的预应力值要记录备查。
施加预应力时，要及时检查每个接点的连接情况，并做好施加预应力的记录；严禁支撑在施加预应力后由于和预埋件不能均匀接触而导致偏心受压；在支撑受力后，必须严格检查并杜绝因支撑和受压面不垂直而发生徐变，从而导致基坑挡墙水平位移持续增大乃至支撑失稳等现象发生。
5、所有的焊缝必须满焊，焊缝高度不得小于8mm，焊缝表面要求焊波均匀，不准有汽孔、夹渣、裂纹、肉瘤等现象，防止虚假焊。
6、钢支撑安装的质量要求如下：
轴线中心偏差应控制在小于20mm，支撑位置：
标高控制在30mm内，支撑平面轴线偏差控制在50mm内。
7、使用螺栓接拼钢支撑，必须穿向一致，两次旋紧，螺栓外露不得少于二牙。
8、严格执行质量验收制度。
每道工序完成后，必须清渣自检，经过巡检后，由施工负责人通知有关人员检查验收。
5.3施工原则
基坑开挖与支撑施工的关键，必须遵守基坑开挖中时空效应的规律，严格按照先撑后挖，随挖随撑，限时作业的原则，尽量缩短基坑无支撑暴露时间，有效控制基坑变形量。
支撑安装标高必须严格按施工图要求进行。
第六章应急预案
为保证基坑安全和保护环境，对施工中可能发生的意外险情制定如下应急预案
可能出现的险情
应急措施
基坑围护墙体出现较大变形和塌方
1.施工前准备好充足的支撑材料草包，土，沙，石料。
2.出现险情立即停止施工，组织人员，车辆用土和或沙将出现险情的已开挖段快速回填，稳住险情，将对环境的影响控制到最小程度。
3.加密监测，随时掌握基坑变化情况。
4.险情控制后，会同专家分析原因，制定下步工作方案并组织实施。
基坑出现局部位移量增大
1.根据监测数据，对相应部位支撑复加预应力。
2.若继续变形则必须及时增加支撑，控制位移。
3.查找原因，调整施工方法，减少位移。
因故出现施工中较长时间的停待
1.对基坑边坡用钢丝网加细石砼进行保护。
2.对支撑和基坑边坡和钢支撑派专人值班巡、视检查，发现问题及时采取修坡或对支撑施加复加轴力。
第七章保证工程质量措施
7.1树立“质量第一”的思想
（1）施工做到现场领导重视、质检人员负责；工序质量管理体系作用明显，使工程质量处于可控状态。
建立教育是前提、设施是基础、管理是保证的三个关键环节内容。
（2）认真学习、贯彻业主、设计单位提供的各项规范、规程、图纸，执行“质量检查制度标准化工作细则”，真抓实干、敢于碰硬。
（3）建立质量安全保证体系和方针目标工作流程图，做到思想保证、组织保证、技术保证、施工控制保证、成本保证。
7.2加强班组建设和管理
7.3建立健全科学的质量安全管理体系（包括生产、监察、保证三个系统），理顺关系，改进工作方法：
从组织领导、部门分工；安全制度、标准化作业、班组建设、考核监督、队伍培训都要逐级完善。
7.4强化安全生产和工程质量责任制
7.5加强职工教育培训工作，特别是对青工要做好“三级教育”和安全岗培训，特殊工种须持证上岗。
7.6严格各项施工材料合格证的把关，随时对支撑进行检查。
7.7严格检验各工序，尤其是对隐蔽工程必须同监理工程师配合、严格检查，每道工序均需签字验收后方可进行下道工序施工。
7.8施工过程中及时对各重要部位进行监测和测量，及时反馈测试结果、及时分析研究、及时确定对策，使施工的各个环节处于数字控制状态。
第八章文明施工保证措施
8.1文明施工作为本工程的主要内容之一，以“方便人民生活，有利生产发展，维护市容整洁和环境卫生”为宗旨进行施工生产，执行沪市施（95）第65号文；
8.2坚持挂牌、佩胸卡施工；
8.3认真做好施工便道及施工场地的养护管理工作，设立专人专业维护，确保行路安全，减少市民不便之处；
8.4施工场地采取全封闭隔离措施，工地主要出入口设置交通指示标志和警示灯，保证行人和车辆安全；
8.5建立专职土方施工保洁队，专门进行土方车辆、道路及大门的保洁工作，确保不污染环境；
8.6施工现场设置明沟集水池为主的临时排水设施，施工污水经明沟引流，集水池沉淀滤清后，间接流入下水道。
集水池定期进行清理；
8.7在道路上运送材料、渣土等设专人跟班，及时清除干净；
8.8保持生活区和施工区的卫生整洁，不得随便破坏公共绿化带；
8.9支撑材料应按施工平面图布置规定分类、分规格堆放整齐，并落实责任人进行管理；
8.10坚持文施检查制度，每月召开文明施工例会，总结交流经验；
8.11作好工地附近社区工作，及时宣传建设隧道的意义，取得居民的理解和支持。
第九章安全保证措施
9.1用电安全
（1）一切电器设备、架空线的安拆工作，必须由持证在职的电工跟班操作；
（2）电工操作应按操作规程施工，上岗时必须携带必备的劳防用品；
（3）配电柜、露天的配电箱及电焊机等电器设备必须安装漏电保护器和接零、接地保护，并有防雨防水装置；
（4）动力和照明必须严格分开，严禁电线随地乱拖现象，该架空
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