地铁一号线

- 1 - 某地铁一号线一期工程 钢支撑架设作业指导书 1 施工范围及内容 地铁一号线钢支撑分为风道和车站主体结构两部分。其中，风道水平段竖向设三道支撑，支撑 竖向间距为 0.4m、6.5m、5.0m，水平间距 3.0～4.0m；第一层钢支撑支撑于冠梁预埋钢板上，第二、 三层支撑于由两根 I45c 型工字钢及钢板构成的钢围囹上，钢围囹由支撑托架和膨胀螺栓支承。主体 结构标准段基坑竖向设两道支撑，支撑竖向间距为 5.5m、5.0m，水平间距 2.7～3.7m；盾构井段基 坑竖向设四道支撑，支撑竖向间距为 3.0m、2.5m、2.7m、3.8m，水平间距 2.4～2.7m；车站基坑端 部设角撑，钢支撑布设情况见图 1。钢支撑型号为：φ=609mm，t=12，16mm，Q235。钢支撑安装时 预加 50%的支撑轴力。钢围囹、支撑托架各构件的连接采用焊接，支撑钢管的连接采用高强螺 栓。具体见图 2，图 3。 图 2 钢围囹、支撑托架示意图 - 2 - 图 1 钢 管 支 撑 平 面 、 纵 剖 面 布 置 图 - 3 - 钢楔 千斤顶 活动端 伸缩腿 固定端 连接法兰盘 图 3 钢管支撑拼装示意图 2 施工方法 2.1 施工工艺流程 支撑体系施工工艺流程见图 4。 2.2 施工方法 2.2.1 钢围囹制安 根据施工条件，钢围囹采取分段制作，现场联接、安装。 （1）钢围囹的加工 钢围囹采用 2 根 I45工钢加缀板焊接而成。钢牛腿三角托架采用 L80*8 角钢加工焊接制作而成。 详图见图 5。 图 5 钢围囹安装示意图 - 4 - 图 4 支撑体系施工工艺流程图 2.2.2 水平钢支撑施工 （1）钢管支撑加工 钢管支撑分节制作，每节标准长度为 6m，管节间采用法兰盘螺栓连接，钢管支撑端部（仅一端） 设预加轴力装置，其端部构造及预加轴力方法见图 6所示。 （2）钢管支撑的安装 腰梁连接与桩间隙填充 插入钢楔子并焊接 拆除千斤顶 钢支撑拼装 钢支撑吊装就位 施加预应力 钢支撑制作 钢材检验 钢材检验 钢腰梁制作 焊接腰梁钢筋支架 安装钢腰梁 施工准备 土方分层开挖 支撑点测量放线 凿出桩主筋 - 5 - 钢管支撑运送到基坑里后提前拼装，土方开挖到钢管支撑标高时，及时用 16t 吊车吊装安设钢 围囹与钢管横撑，通过特制的液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加设计轴力的 50%的预加力，再 用锰钢特制的楔形隼子塞紧，取下千斤顶。在基坑开挖过程中将充分利用“时空效应”，钢支撑的安 装和预应力的施加控制在 16 小时以内。 钢楔 千斤顶 钢围囹 伸缩腿 连接法兰盘 图 6 钢管横撑端部构造及预加轴力方法示意图 ① 支撑安装 a、钢管支撑拼接：钢管支撑的拼接采用一台 8吨的吊车在基坑内进行，拼接前必须平整好基坑 内土面，并分别在管节接头位置摆放两根方木，以便拼接时栓接操作；拼接长度必须通过计算，而 且要到现场量取围囹间的实际宽度。 b、钢管支撑的吊装：钢管支撑采用两台 8 吨吊车双点起吊就位。 c、支撑安装前经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用。根据土方开挖不同时段，液压千斤 顶缓慢对钢管支撑施加预应力至预定值，在活动端安设隼块并固定。预加应力值分别如下：风道水 平段第一至第三道支撑轴力分别为：N1=800KN、N2=1900KN、N3=1980KN；预加力分别为：N1=500KN、 N2=1200KN、N3=1000KN。车站标准段设三道支撑，第一至第三道支撑轴力分别为：N1=735KN、 N2=2100KN、N3=1550KN；预加力分别为：N1=350KN、N2=800KN、N3=600KN；盾构井设四道支撑和一 道换撑，第一至第三道支撑轴力分别为：N1=550KN、N2=2300KN、N3=1980KN、N4=1260KN、N 换=1830KN； 预加力分别为：N1=250KN、N2=1000KN、N3=900KN、N4=600KN、N换=800KN。 d、钢支撑安装的容许偏差应符合以下规定： 支撑中心标高及同层支撑顶面的标高差：±30mm； 支撑两端的标高差：不大于 20mm 及支撑长度的 1/600； 支撑挠曲度：不大于支撑长度的 1/1000； - 6 - 支撑水平轴线偏差：不大于 30mm。 ② 斜撑安装 因斜撑与钢围囹呈斜交关系，有一定交角，存在平行于钢围囹长度方向的分力，可能使钢围囹 存在后移，为使受力合力为零，按设计角度在钢围囹设置剪力块，确保钢管支撑与端承板成垂直关 系，然后进行支撑安装作业，其安装方法与直撑相同。见图 7。 钢管支撑 钢楔块 三角形钢板 预埋钢板 图 7 斜撑安装示意图 ③ 支撑体系的拆除 支撑体系拆除的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土压力转至永 久支护结构或其它临时支护结构。支撑拆除采用两台手拉葫芦起吊，其支点设在既有军用梁上，通 过手拉葫芦起吊放至基底或浇筑好的板面上。支撑体系的拆除施工应特别注意以下几点： a、分层拆除支撑与围檩前，主体结构强度应达到设计要求，并按设计要求完成传力构造的施工。 支撑体系拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。 b、支撑体系拆除时，主体结构的墙板或底板砼强度应达到设计强度的 80%。 c、 当采用爆破法拆除砼支撑时，宜先将支撑端部与围檩交接处的砼凿除，以避免支撑爆破时 的冲击波通过围檩和围护结构直接传至坑外。 d、 支撑拆除应先拆联系杆件，后拆主要受力杆件。 e、 在拆除支撑施工同时，也应加强对围护结构、地下主体结构、周围环境的监测工作，发现 问题及时调整施工。 ④ 支撑体系施工技术措施 a、根据工程所处环境特点和钢支撑布置形式应合理选择钢支撑的吊装设备。施工前应做好设备 进场、安装、调试等工作。 b、钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时需分段分层，严格控制安装 横撑所需的基坑开挖深度，遵循先撑后挖的原则，一般先中间后两边，对称安装钢支撑。 c、钢围囹安装后，钢围囹背面与桩面之间的空隙浇注砼回填密实，确保钢围囹与各桩面密贴。 - 7 - d、千斤顶预加轴力分两次施加到位，第一次施加至设计预加轴力值的 50%，第二次施加至设计 预加轴力值，减少轴力损失。 e、预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支撑 预加轴力后再拆除千斤顶。 f、基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。为防止基坑内起 吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑、钢围囹要求通过钢丝绳固定在围护桩。 g、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，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，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。 h、基坑竖向平面内需分层开挖，并遵循先支撑、后开挖的原则，支撑的安装应与土方施工紧密 结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装并发挥支撑作用。 i、施加应力应考虑气温变化对钢支撑应力的影响，为了最低限度减少气温对钢支撑应力施加的 影响，施加应力宜选择在气温较低的时间段进行。 j、要求专人检查钢管支撑隼子，一有松动，及时进行重新加荷打隼子。专人检查钢管支撑时， 由于高空作业，需系安全带。 3 质量检验标准 根据<建筑地基基础工程施工质量验收>(GB50202-2002),<地下铁道施工及验收规范 >(GB50299-1999)和<建筑基坑支护技术规程>(JGJ120-99),各项目的质量要求见下表: 允许偏差 编号 检查项目 数量 单位 检查方法 1 支撑平面位置 100 mm 用钢尺量 2 支撑标高 30 mm 水准仪 3 预加压力 50 kN 油表读数或传感器 4 钢围囹标高 30 mm 水准仪 5 开挖超深 <200 mm 水准仪 6 安装前支撑两端支点中心线偏心 20 mm 用钢尺量 7 安装后支撑两端支点中心线总偏心 50 mm 用钢尺量 4 安全质量保证措施 4.1 质量保证措施 （1）钢支撑材料设备进场应认真做好进场检查验收工作，对检验合格的材料设备应编号登记， - 8 - 杜绝不合格材料设备在工程中使用。 （2）钢支撑材料断面、壁厚尺寸符合设计要求，管段外观表面平直、无严重锈蚀、扭曲变形现 象，法兰平整、垂直，螺孔无损伤，活络端完整、无损，管壁拼缝焊缝饱满、完整。 （3）凡需焊接部位，必须按规范严格执行。焊缝必须满焊，宽度、高度满足设计要求，焊缝表 面均匀，不准有气孔、夹渣、裂缝、肉瘤等现象。 （4）钢管支撑安装前必须进行检算，要满足支撑围护结构的强度、刚度要求。钢支撑的安装应 符合《建筑安装工人安全技术规程》的有关规范和要求。 （5）在开挖和吊装下道钢支撑时，严禁碰撞已安装好的支撑。 （6）支撑安装采用地面预拼，分体吊装并架临时竖撑的方法，用专用预应力千斤顶和配套动力 箱施加预应力。严格控制支撑支座焊接质量，防止受力变形。 （7）桩间围护必须按照技术交底施工，严格控制钢筋网的牢固性和喷混凝土厚度。 （8）加强量测，设专人对支护结构的变形、位移进行观测、监控，以便及时采取有效措施，确 保结构和人员安全。 （9）每一层土方开挖至支撑标高时，应暂停开挖，安装好支撑后方可开挖。 （10）应力施加和复加是钢支撑施工的重要组成部分，也是控制基坑变形关键手段之一。应力 施加系统必须完好，油泵、千斤顶、压力表等必须经过标定，并在有效期内使用。 （11）考虑到预应力施加后会有一定损失，故实际预应力施加时应提高 10%左右。预应力施加 应定期对设备标定，施工时由专人负责记录。 4.2 安全保证措施 （1）钢支撑安装前应进行检算，要满足支撑维护结构的强度、刚度要求。 （2）钢支撑的安装应符合《建筑安装工人安全技术规程》的有关规定。 （3）预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支 撑预加轴力后再拆除千斤顶。 （4）为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑、钢围囹要求通过钢丝绳固定在围 护桩。 （5）为了保护环境及减少围护墙的变形，保证基坑安全，一般每根支撑在挖土后 8～24小时内 安装完毕。 （6）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，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，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。 （7）派专人检查钢管支撑隼子，一有松动，及时进行重新加荷打隼子。专人检查钢管支撑时， 由于高空作业，需系安全带。 （8）钢支撑拆除时应经技术人员同意，由专人组织拆除。 - 9 - （9）基坑内的作业为多工种立体同时作业要密切配合，互相联系，以确保安全生产。 5 文明施工、环境保护、职业健康 5.1 文明施工 严格按文明施工管理规定及建设方的有关要求，采取有效措施将施工区域和非施工区域明显地 分割开来。 （1）实行施工现场平面，各类临时施工设施、生活设施均按经审定的施工组织设计和 总平面布置图实施。 （2）工程材料、制品构件分门别类、有条理地堆放整齐；机具设备定机定人保养，保持运行整 洁，机容正常。 （3）运输车辆进出的主干道定期洒水清扫，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。 （4）施工区域或危险区域有醒目的安全警示标志，设置安全通道，并定期组织专人检查。 （5）施工现场合理设置出入口，用混凝土进行硬化，出入口设置符合标准和规范的运输车辆冲 洗和排水设备。施工道路出入口和交叉口设置交通指令标志，夜间设置示警灯及照明灯，保证车辆 和行人的安全。 （6）施工现场设置以排水沟、集水池和污水处理场为主的临时排水系统，施工废水经排水沟引 流、集水池沉淀和污水处理场处理后，方可排到市政污水处理系统。 （7）施工现场坚持日做日清，工完场清，严禁乱堆乱放建筑垃圾。 （8）施工现场人员挂牌，持证上岗；施工人员穿戴统一的工作服。 （9）加强现场施工管理，减少对周围环境的影响。 （10）合理布置场地。各项临时设施符合规定标准，做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标 志醒目、生产环境达到标准作业要求。 5.2 环境保护 根据本工程施工特点，制定各种环保措施，通过审核后实施。 （1）对施工场地进行详细测量，编制出详细的场地布置图，合理布置施工场地。 （2）施工场地采用硬式围挡，施工区的材料堆放、材料加工及出料口等场地均设置围挡封闭。 （3）对工地周围的道路派专人清扫，保持周边环境的整洁。 （4）焊接尽量安排在白天操作，减少电焊弧光污染。 （5）加工场地内的焊渣、焊条头及时清理，分类回收。 （6）噪声污染控制措施 ①施工场地噪音控制标准按《中华人民共和国建筑施工场界噪声限值》（GB12523—90）要求执 行，确保离开施工作业区边界 30m 处噪音小于 70 dB，撞击噪音最大不超过 90dB。 ②尽量选用低噪声的机械设备和工法，优先选用先进的环保机械。 ③承担夜间材料运输的车辆，进入施工现场禁止鸣笛，装卸材料时轻拿轻放，最低限度地减少 - 10 - 噪声扰民。 ④禁止施工人员在居民区附近和夜间施工时高声喧哗，避免人为噪声扰民。 （7）大气污染控制措施 ①不在施工现场燃烧有毒、有害和有恶臭气味的物质。 ②优先选用电动机械，尽量减少内燃机械对空气的污染。 ③焊接操作时，优先选用环保型焊条。 ④进行气割操作时，氧气表、乙炔表与气瓶连接紧密牢固，防止漏气。 5.3 职业健康 （1）劳动保护措施 ①施工现场控制 施工场地及道路适时洒水，减轻扬尘污染。盖挖车站内配足通风设备，进行降温及减少粉尘， 保证作业工人的身体健康。 ②施工噪音控制 机械设备选用低噪音设备，控制噪音产生。 ③劳动防护用品发放使用 作业工人的劳动保护用品及时发放，正确使用。如焊接操作人员应穿绝缘鞋、戴护目镜、焊接 手套等。 ④吊装安全 钢围囹、钢支撑吊装时由专人指挥，并确保吊车作业半径内无人，无障碍物，吊车司机视野开 阔。 ⑤遵守用工制度 严禁雇用不满 18 周岁的童工。遵守每周 40小时/人工作制，不延长、超时工作。保证每一个劳 动者有足够的休息时间。 （2）施工期间医疗保障措施 ①施工现场制定卫生急救措施，办公室配备保健药箱、一般常用药品及急救器材，随时为职工 提供一般性医疗服务。 ②施工现场为有毒有害作业人员配备有效的防护用品。对从事有毒有害作业人员按照《职业病 防治法》做职业健康检查。 ③施工现场冬季制定防寒措施，夏季制定防暑降温措施。 ④施工发生法定传染病和食物中毒、急性职业中毒时，在 2 小时内向事故发生所在地所在区建 设行政主管部门和卫生防疫部门报告，按照卫生防疫部门的有关规定及时进行处理。 ⑤现场工人患有法定传染病或是病源携带者，应予以及时必要的隔离治疗，直至卫生防疫部门 证明不具有传染性时方可恢复工作。 - 11 -