隧道支撑拆除专项施工组织设计.docx
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隧道支撑拆除专项施工组织设计
广州北站至广州白云国际机场快速通道（首期工程）隧道支撑拆除专项施工方案
编制：
审核：
批准：
中铁二十二局集团有限公司广州北站至广州白云国际机场快速通道（首期工程）项目经理部
二0一九年八月
第一章编制说明
1.1编制依据
1、《中华人民共和国安全生产法》；
2、《中华人民共和国建筑法》；
3、《建设工程安全生产管理条例》；
4、广州北站至广州白云国际机场快速通道（首期过程）隧道工程施工设计图纸；
5、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
6、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；
7、《起重机械安全规程》（GB6067-2010）。
1.2.编制原则
1、全面响应施工合同，严格遵守施工合同所有条款；
2、满足业主对质量、安全、工期、文明施工等方面的规定和要求，确保高效优质完成本标段内所有工程；
3、综合考虑本工程特点、重点、难点采用先进、科学、成熟、有效的施工方案，并结合公司施工经验，使施工组织设计具有合理性、全面性、实用性；
4、采用科学合理的监控措施和信息反馈系统指导施工。
1.3.编制范围
主要工程范围包括镜湖大道隧道第一道砼支撑、第二道钢支撑、第三道砼支撑。
凤凰南路隧道第一道砼支撑、第二道钢支撑、第三道砼支撑。
第二章工程概况
2.1工程简介
2.1.1凤凰南路隧道工程简介
凤凰南路隧道为广州北站至广州白云国际机场快速通道下穿现状凤凰南路，双向六车道，结构净宽28.2m，共长544.9m。
由西向东分为15个阶段，其中敞开段434.9m、暗埋段110m，敞开段设计为“U”型槽结构，暗埋段采用箱型结构，主箱为单箱2室，节段划分长度35m左右，节段间设置2cm变形缝。
隧道基坑支护型式如下：
①钢板桩：
适用基坑深度0～2.2m，基坑底主要位于粉质粘土层，计算嵌固深度4米左右；则钢板桩长度为6米。
②悬臂钻孔桩：
适用基坑深度2.2~4.1m，桩嵌固深度为6~8.5m。
③钻孔桩＋1道砼内支撑：
适用基坑深度3.5~6.8m，桩嵌固深度为6~9m。
④钻孔桩＋1道砼内支撑+1道钢支撑：
适用基坑深度6.8～10.1m，桩嵌固深度为10~15m。
⑤泵房支护结构：
基坑深度15m，采用钻孔桩＋3道砼支撑，桩嵌固深度为12m。
砼支撑采用80cm×60cm钢筋砼支撑（米字撑），支撑间距12m。
钢支撑采用Φ609×14mm钢管支撑，间距4m。
2.1.1镜湖大道隧道工程简介
镜湖大道隧道为广州北站至广州白云国际机场快速通道下穿现状凤凰南路，双向六车道，结构净宽28.2m，共长539.45m。
由西向东分为15个阶段，其中敞开段434.9m、暗埋段110m，敞开段设计为“U”型槽结构，暗埋段采用箱型结构，主箱为单箱2室，节段划分长度35m左右，节段间设置2cm变形缝。
隧道基坑支护型式如下：
①钢板桩：
西段基坑深度2米以下，东段基坑深度0～2.2m，基坑底主要位于粉质粘土层，钢板桩长6.0m，嵌固深度4米左右。
②悬臂钻孔桩：
适用基坑深度2.2~3.8m，桩嵌固深度为6~9m。
③钻孔桩＋1道砼内支撑：
适用基坑深度3.7~7.6m，桩嵌固深度为6~8m.
④钻孔桩＋1道砼内支撑+1道钢支撑：
适用基坑深度7.2～10.1m，桩嵌固深度为10~12m。
⑤泵房支护结构：
基坑深度14.8m，采用钻孔桩＋3道砼支撑，桩嵌固深度为15m。
砼支撑采用80cm×60cm钢筋砼支撑（米字撑），支撑间距12m。
钢支撑采用Φ609×14mm钢管支撑，间距4m。
2.2施工平面图
2.2.1凤凰南路隧道支撑平面布置图
图2.2.1-1凤凰南路隧道基坑支撑平面图
2.2.2镜湖大道隧道支撑平面布置图
图2.2.2-1镜湖大道隧道基坑支撑平面图
第三章混凝土支撑拆除
3.1拆除工艺的选择
护岸基坑开挖深度达10米，依靠基坑四周的支护桩及基坑内支撑支护。
采取何种安全、快捷、有效的方法对砼支撑进行拆除，对维护基坑结构稳定起到十分重要的作用。
可采用传统的机械拆除，或采取静力破碎+机械拆除的方法，因砼支撑梁的布筋十分紧密，钻孔难度大、效率低。
经调研分析，采用无震动金刚石绳锯切割法对砼支撑进行拆除。
采用的金刚石绳锯切割机的主要特点：
①金刚石绳锯切割机适用于大型钢筋混凝土分解和小面积切割。
②采用先进的自控变频装置，全自动切割控制，切割速度快，切口平直、整齐，操作安全简便，对周围结构不会产生振动影响，噪声低、无粉尘污染。
③利用导向轮可在复杂的自然环境条件下完成高难度的切割作业。
④可根据切割需要360度旋转切割装置，完成水平、垂直、倾斜三种作业工艺目的。
⑤采用手摇驱动定位装置，实现分离切割定位微调需求。
⑥该机可以两人同时操作多台设备，大幅度提高作业效率。
3.2施工设备选择
本工程拟采用切割设备“塞迪玛WS-450H”全液压切割机，机械参数如下：
①绳锯驱动方式：
液压
②马达型号：
HFM-23/HM-32
③液压输出功率：
22/30kw
④最大切割深度:
1--5m
⑤进给驱动方式：
液压
⑥切割机头重量：
35kg 7
⑦绳锯驱动马达重量：
6.5kg
⑧尺寸L/W/H：
325/350/400
⑨可配液压动力站：
HAG-12.2
3.3施工主要内容及切割工序
切割工作流程如下：
图3.3-1切割流程图
3.3.1混凝土分块
为确保吊装安全，切割后的砼块重量控制在5-6T以内。
钢筋混凝土密度按2.5T/m3计算，各规格的支撑梁、腰梁可切割最大分段长度、重量如下表：
规格
截面面积（m2）
分段长度（m）
重量（t）
80cm×60cm支撑梁
0.48
4
4.8
80cm×40cm连系梁
0.32
6
4.8
80cm×80cm腰梁
0.64
3
4.8
切割时，可根据现场实际情况进行合理分块，但每种规格的钢筋混凝土的最大分块长度不得超过上表中的分段最大长度，以确保吊装安全。
3.3.2施工前准备工作
施工前先将施工设备吊装就位，接通水电，做好照明、用水等工作。
由于金刚石绳割机工作时机具需降温，现场需根据施工区域的分块布置分别安装一根1寸软管。
施工用电需满足绳割机的功耗要求，设置一个150KW的主电箱，1个100KW的分电箱，电箱接线需满足安全用电的有关规定。
基坑口四周需用钢管搭设1.2米高的防护栏杆进行封闭围挡，避免高空抛掷坠物对基坑内人员、设备造成损害。
根据以上砼块分段原则并结合现场实际情况，对支撑梁、腰梁分块并定位放线。
3.3.3施工场地布置及施工顺序
1、先安排班组进行连梁的切割、拆除。
切割完毕后先将连梁吊装、清运。
2、再进行支撑梁切割、拆除。
支撑梁按单层、单向、分段切割的方式施工。
切割线从支撑梁端头开始，沿长度方向逐段划分。
支撑梁扩大头与中立格构柱柱交接部位，在格构柱两侧布置切割线；剩余与格构柱连接在一起的砼，待拔除格构柱后再进行凿除。
支撑梁切割完毕后，再统一进行吊装、清运。
3、为避免切割与吊装工序交叉作业导致意外事故发生，（每一项）切割工作完成之后再按统一安排吊装砼块，以确保施工安全。
4、采用一台25T汽车吊进行钢（砼）支撑吊装，从基坑起吊后直接装车进行外运。
砼块运至预先订好的场地吊运卸车后再进行破碎。
3.3.4切割施工
施工要点：
1、钻吊装孔与穿绳孔
根据切割路线，用水钻在每块砼块上钻两个吊装孔，吊装孔应处于同一平面且相互对称，位置选择以方便钻孔、方便吊绳安装、方便吊装平衡为准。
在切割路线上，用水钻钻一Φ76的穿绳孔供金刚石绳索穿过用以进行切割。
2、固定绳锯机及导向轮
用M16化学锚栓固定绳锯主脚架及辅助脚架,导向轮安装一定要稳定，且轮的边缘一定要和穿绳孔的中心线对准，以确保切割面的有效切割速度，严格执行安装精度要求。
3、安装绳索
根据已确定的切割形式将金刚石绳索穿过穿绳孔，并按一定的顺序缠绕在主动轮及辅助轮上,注意绳子的方向应和主动轮驱动方向一致。
4、相关操作系统的连接及安全防护技术措施
通过控制盘进入操作系统进行相关切割参数的输入、设置。
根据现场情况,水、电、机械设备等相关管路的连接应正确规范、相对集中，走线摆放严格执行安全操作规程，以防机多、人多、辅助设备、材料乱摆、乱放，造成事故隐患。
绳索切割过程中，绳子运动的方向的前面一定用安全防护拦防护，并在一定区域内设安全标志，以提示其他工作人员不要进入施工作业区域。
5、切割
启动电动马达，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，供应循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。
切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内。
6、切割参数的选择
切割过程中通过操作控制盘调整切割参数，确保金刚石绳运转线速度在20m/s左右，另一方面切割过程中应保证足够的冲洗液量，以保证对金刚石绳的冷却，并把磨削下来的粉屑带走。
切割操作做到速度稳定、参数稳定、设备稳定。
7、切割过程中应注意的问题
砼支撑拆除施工必须遵循“先拆连梁、后拆主支撑、最后拆除腰梁”的施工顺序，使支撑应力逐步得到释放，避免先拆主支撑导致应力突变而发生基坑支护失稳的事故。
如遇到发生卡绳、断绳等现象，一定要马上切断电源并由专业人员采取相应措施来解决。
安全防护措施一定严格、严密，否则断掉的金刚石绳索上的金刚石串珠会像子弹一样飞出伤人。
8、吊运
吊装与切割工序需区分开来，以免交叉作业发生安全事故。
尽量避免安排在夜间进行吊装。
钢丝绳穿过吊装孔后用吊环连接牢固。
两根吊装钢索固定后要求长短统一，对称分布，使吊装时砼块重心能平稳上升，钢索受力均匀。
吊装过程要匀速上升，并设专人进行指挥以避让上部支撑。
吊出基坑后可直接装车，或放落在指定存放点再转运上车进行外运。
第四章钢支撑拆除
支撑拆除过程是利用已施工的结构换撑的过程，拆除时要特别注意保证轴力的安全卸载，避免应力突变对围护结构、主体结构产生负面影响。
另外，避免钢支撑吊运过程中坠落而导致安全和质量事故。
考虑上述因素，支撑拆除必须在其下结构板强度达到设计强度后进行。
因此，钢支撑的拆除需根据主体结构施工单位的实际进度，配合施工。
拆除过程中加强围护桩各项监测，根据监测情况调整拆除长度。
施工中搭脚手架作工作平台并承托钢支撑，采用分级卸载，主辅两台汽车吊吊运。
4.1.施工工艺流程
4.1.1.钢支撑及活动端的拆除
搭设脚手架支托钢支撑→辅吊配合主吊固定钢支撑→把千斤顶放到原支撑点→用千斤顶支顶钢支撑→焊断钢支撑与活动端的预应力固定焊板→千斤顶逐步回油卸力→移走千斤顶→钢支撑和活动端连接牢固→钢支撑平移→主吊卷筒制动、起吊钢支撑→辅吊调整钢支撑方向，避让上部钢支撑焊断→吊至地面→循环使用。
4.1.2.钢围檩的拆除
钢丝绳分系于钢围檩的两个吊环→焊断钢围檩分段之间的钢缀板的单边焊缝→提升钢围檩→辅吊吊钩下移使围檩竖直上升→吊至地面→拆除角钢托架→循环使用
4.2.脚手架支撑
钢支撑用左中右3组各3格的钢管脚手架临时支托，架管采用48*3mm的钢管，脚手架设剪刀撑并在垂直于钢支撑方向有斜杆固定，防止倾覆。
脚手架一边是工作平台宽0.9m，另一边支托钢支撑，宽1.6m。
工人工作平台铺满5cm木板，按要求设护栏、防护网。
4.3.分级卸力
拆除时避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。
采用千斤顶支顶并适当加力顶紧，然后切开活络头钢管、补焊板的焊缝，千斤顶逐步卸力，停置一段时间后继续卸力，直至结束。
4.4.吊运
卸力后将活络头等活动配件卸下，单独调运。
主吊钢丝绳对称挂在支撑吊环上，辅吊钢丝绳挂在支撑的一端以边调节方向。
卸力后工人、辅吊配合主吊把钢支撑移向脚手架一边，避开上部支撑，然后起吊。
支撑吊起后主吊和辅吊配合调整支撑的位置和方向，使钢支撑倾斜一定角度，辅吊牵引上端，避让上部支撑吊出基坑。
吊出基坑并转移到基坑边后，卸去辅吊吊钩，由主吊放落在指定存放点。
在支撑较密、不方便整体起吊的部位，在脚手架上拧开法兰螺栓，分段起吊。
第五章起重设备选择及验算
6.1起重设备选择
6.1.1钢管支撑
基坑钢管支撑吊装最大重量2T，工作半径6米。
选择汽车吊25T，臂长17.3m。
6.1.2混凝土支撑
基坑混凝土支撑吊装重量≤5T，工作半径6米。
选择汽车吊25T，臂长17.3m。
6.2起重设备安全验算
6.2.1起重机
表6.2.1-125吨五节臂汽车吊起重表
工作半径（m）
主臂长度（m）
10.4
14.04
17.68
23.14
28.59
34.05
39.5
3
25.0
22.0
3.5
20.6
21.5
4
24.2
21.0
18.0
12.0
4.5
21.8
20.6
17.1
12.0
5
19.1
19.1
15.8
12.0
10.4
5.5
17.3
17.8
14.8
11.7
9.7
6
15.8
16.1
14.0
11.0
9.4
6.5
13.8
14.1
13.0
10.8
8.6
7.2
7
12.2
12.8
12.2
10.2
8.35
7.1
7.5
11.0
11.0
10.8
9.2
7.9
6.5
8
9.08
8.9
8.4
7.14
6.05
5.5
8.5
7.43
7.3
7.56
6.51
5.55
5.1
9
6.22
6.1
6.7
5.95
5.15
4.7
10
5.1
5.7
5.5
4.7
4.35
12
4.2
4.9
5.1
4.41
4.02
14
3.55
4.2
4.6
4.15
3.8
16
3.62
4.0
3.9
3.51
18
3.1
3.5
3.65
3.4
20
2.3
2.7
2.93
2.88
22
1.7
2.08
2.3
2.4
24
1.58
1.8
1.9
26
11.8
1.36
1.5
28
0.98
1.15
29
0.7
0.8
30
0.6
32
0.5
倍率
10
10
7
5
4
3
3
吊钩重量
250Kg
1、 查表工作半径6米、臂长17.3米一栏，起重能力14T，大于钢支撑需起吊最大重量2T，安全。
2、 查表工作半径6米、臂长17.3米一栏，起重能力14T，大于砼块需起吊最大重量5T，安全。
6.2.2吊具
吊具是指起重钢索及吊环，钢索选择公称抗拉强度为1550N/mm2的6×37Φ28mm；吊环选择型号6.0，即使用负荷6T。
单根钢索允许拉力[Fg]=aFg/K=0.82*456/6=62.32KN，两根钢索提供拉力12.464T。
钢索水平夹角取65°，则可吊重量G=12.464*SIN65=11.30T﹥10T（安全）。
[Fg]-------钢索允许拉力；
Fg---------钢索破断拉力总和（查表14-3为456.5KN）；
a----------换算系数（查表14-4为0.82）；
K----------钢丝绳的安全系数（表14-5为6）。
吊环使用负荷单个6.0T，两个吊环共同作业，承受荷载Q=6*2*SIN65=10.87T﹥5T（安全）。
第七章质量保证措施
1、金刚石绳割机应由专业人员操作，并严格按照绳割机操作说明进行施工。
2、绳割机、千斤顶等专业设备均应检验合格后方可进场施工。
3、施工过程中，派专人留守工地，加强支撑系统监护工作，如发现支撑变形应及时采取补救和加固措施。
4、电焊切割工、起重机械操作等人员必须持证上岗。
5、钢支撑拆除时，提升离开基座0.1m时应停下检查起重机的稳定性、制动的可靠性、钢支撑的平衡性、绑扎的牢固性、确认无误后，方可起吊。
当起重机出现倾覆迹象时，应快速使钢支撑落回基座。
6、移动过程要缓慢，司机看好基坑情况，避免钢支撑刮碰坑壁、冠梁、上部钢支撑等。
第八章安全保证措施
支撑体系的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设及拆除对工程的施工安全尤为重要，直接影响员工的人身安全和企业的经济效益及社会信誉。
为保证支撑拆除施工的安全我们采取如下措施：
1、项目部成立安全领导小组，安质部设专职安全员，形成安全保证体系。
组长：
杨辉锋
副组长：
王建军、王才旺
成 员：
邓辉、钟旺、李凯、王健、曾竞锋
2、施工人员进行《安全施工管理条例》教育，树立安全第一的思想，对特种作业人员进行专业培训。
建立安全施工责任制，明确各级领导、职能部门、工程技术人员和生产工人在施工生产中的安全责任。
3、吊装作业时，起吊位置应合理、严禁超重或超距离起吊，安排责任心强、熟练的起重工进行操作，并持证上岗。
4、在吊装过程中，吊机施工范围内闲人不得停留，同时派一名保安人员维持现场秩序，并由经验丰富的起重工专门指挥，做到有组织、有顺序，合理进行施工。
高空作业要系安全带。
5、在底下支撑拆除后吊装施工时，要求小心谨慎，避免碰撞上部已施工好的支撑，同时防止钢丝绳缠住安装好的支撑而出现事故。
6、密切关注支撑的受力情况，加强与第三方监测单位的配合与联系，并由监测小组进行未拆除支撑的轴力监测，基坑的变形、沉降监测，若超出设计值时或出现异常情况时，立即停止施工并通知设计及相关部门对异常情况进行分析，制定解决方案，待方案确定后及时组织实施，确保基坑安全。
7、基坑必须配备安全监督员一名，运重物时人员统一指挥、起落一致，上下密切配合，避免发生以外。
8、切割焊和吊运过程中工作区严禁过人，拆除的零部件严禁随意抛落，避免伤人。
9、六级以上风力，雨天严禁作业。
10、高处作业要系好安全带，安全带另一头必须扣牢在固定物上。
11、基坑口周边必须做好硬围护措施，避免高空抛掷、坠落造成基坑内人员、设备伤害。
12、脚手架搭设牢固，跳板不允许有探头板。
在跳板上运送工具、材料等物品时必须用棕绳运送，不得上下抛掷。
13、绳割机施工范围周边需做好隔离防护措施，避免机械伤人事故。
14、使用电气设备符合技术规范和操作规程。
安装电气设备，进行切割作业等，由合格的专业技术人员操作。
15、考虑到支撑拆除施工期间正值多雨季节，需做好基坑抽排水设施的储备、应急措施
第九章文明施工措施
1、支撑拆除过程中，材料存放在指定地点，分类码放整齐，堆码高度不超过1.5m，有防雨措施。
2、施工人员持证上岗。
起重机械司机有特种机械操作证。
3、合理安排工期，尽量避免夜间施工造成扰民。
4、冬季施工随时清除工作面特别是平台木板上的冰疙瘩和水分，保持作业面干燥，避免人员摔倒和所承物件滑落。
第十章基坑监测
支撑体系拆除过程中要加强基坑监测，每天2次。
监测内容主要包括：
1、基坑顶面沉降和位移监测；
2、围护结构的侧斜及水平位移监测；
3、支撑轴力监测；
4、中立柱钢管沉降、倾斜监测。
支撑拆除期间，安全领导小组应密切与第三方监测单位联系，加强沟通、共同施测，为支撑拆除施工做好保驾护航的工作。
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