合肥轨道交通2号线土建TJ11标石莲北路站、创新大道站
混凝土支撑替换钢管支撑施工方案
编制：
审核：
批准：
中国铁建大桥工程局集团有限公司
合肥轨道交通2号线土建TJ11标项目经理部
2014年10月
目录
1 适用范围 (2)
2 工程概况 (2)
3 施工方法 (3)
3.1施工工艺流程 (4)
3.2施工方法 (4)
3.3施工注意事项 (7)
4 安全质量保证措施 (7)
4.1质量保证措施 (7)
4.2安全保证措施 (8)
5 补充说明 (8)
1 适用范围
本方案适用于合肥市轨道交通2号线土建TJ11标石莲北路站3-4轴、创新大道站30-33轴主体围护结构混凝土支撑更换钢管支撑施工。
2 工程概况
为实现石莲北路站、创新大道站深基坑土方马道开挖方式，在创新大道站主体基坑30-33轴范围内预留有三根混凝土直撑未施工、石莲北路站主体基坑3-4轴预留两根混凝土直撑未施工，具体部位见图1、图2，目前这两处土方已准备开挖，考虑到优化施工工艺、加快施工进度，将该处砼支撑用钢管支撑替换。
图1 创新大道站未施工混凝土支撑
图2 石莲北路站未施工混凝土支撑
3 施工方法
目前创新大道站、石莲北路站预留混凝土支撑范围处基坑土方均已开挖，考虑到基坑周边30m内范围无其他建筑物，施工混凝土支撑需要搭设支架且基底处于松散软土中，存在较大安全隐患，为确保施工安全和连续作业，采用Φ609钢管支撑替换混凝土支撑，钢支撑按照间距3.5m每根设置，具体见图3、图4。创新大道站31轴、33轴部位两道钢支撑设置轴力计，石莲北路站4轴部位一道钢支撑设置轴力计。
图3 创
新大道站钢支撑替换混凝土支撑
图4 石莲北路站钢支撑替换混凝土支撑
3.1施工工艺流程
支撑体系施工工艺流程见图5。
图5 钢支撑施工工艺流程图
3.2施工方法
a、钢管支撑拼接：钢管支撑的拼接在基坑边提前进行，拼接前必须平整好地面，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，而且要到现场量取连接钢板间的实际宽度。
b、钢管支撑的吊装：钢管支撑采用龙门吊双点起吊就位。支撑与冠梁顶紧面预埋2cm厚钢板，钢板尺寸为700*700mm,采用Φ20螺纹钢植入冠梁并与钢板穿孔塞焊施工，施工过程中需保证钢板与冠梁面接触，保证受力均匀。
c、根据架设位置不同，液压千斤顶缓慢对钢管支撑施加预加轴力至预定值，在活动端安设楔块并固定。此处轴力施加经设计认可以顶紧两侧冠梁且参照相同位置第二层钢支撑预加轴力值的50%，保证施工质量及安全。
创新大道站钢支撑预加轴力记录表
石莲北路站钢支撑预加轴力记录表
d、在每根钢管支撑两端冠梁上部挡土墙上钻两个孔，两孔间距大于15cm，并通过钢丝绳与钢管支撑锁紧固定好，钢丝绳搭接必须满足搭接长度（捆扎长度≥15d绳（绳径），同时不应小于300mm），且搭接范围内卡扣数量不少于3个，以防止钢管支撑坠落砸伤人。详见图7。
图7 钢管支撑防掉落措施示意图
防坠落钢丝绳选择计算：
吊装最重钢支撑为6吨。根据钢支撑外形尺寸和重量采用对应的钢丝绳及卸扣:吊装钢支撑时采用Φ13的钢丝绳,10吨卸扣。
钢丝绳型号的选择：查表选用6x19+FC （6股19根钢丝股加一根麻芯组成的钢丝绳）结构、公称抗拉强度为170kg/mm 2的纤维芯钢丝绳公称直径为13mm 时最小破断拉力为104.4KN 。安全系数取6。钢丝绳与水平面的夹角为10°(如下图8)，通过计算所受最大拉力为17.3KN ，选用钢丝绳的规格为3m 长Φ12的钢丝绳满足要求。
使用拉力=104.4（最小破断拉力）/6（安全系数
）=17.395KN （最大可承受拉力）＞17.3KN （计算最大拉力）满足使用要求。
F
F拉
图8 钢丝绳受力分析示意图
e、为保证扩大端部分支撑稳定性，抵抗因围护结构变形引起的钢支撑轴力变化，扩大端范围内的直撑利用既有格构柱施做连系梁，做法同同部位下层钢支撑连系梁施工。
3.3施工注意事项
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、直撑安装时钢管支撑与冠梁面需正交，斜撑要确保剪力块角度与斜撑角度一致，钢管支撑安装后应及时施加预应力。
c、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。组合千斤顶预加力必须对称同步，并分级加载，确保对称加载。
d、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。
e、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、钢围檩要求通过钢丝绳和高强膨胀螺栓固定在冠梁上。
f、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。
g、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。
h、要求专人检查钢管支撑楔块，一有松动，及时进行重新加荷打楔块。专人检查钢管支撑时，由于高空作业，需系安全带。
i、支撑拆除时应对称间隔拆除，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。
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，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）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。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。应力施加系统必须完好，油泵、千斤顶、压力表等必须经过检测标定，并在有效期内使用。
（5）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。
（6）在开挖和吊装下道钢支撑时，严禁碰撞已安装好的支撑。
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）加强第一道钢支撑应力监测和顶紧状况巡查，为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑两端通过钢丝绳固定在冠梁上。
（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楔块，一有松动，及时进行重新加荷打楔块。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）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 补充说明
其他未尽事宜详见《合肥市轨道交通2号线创新大道站、石莲北路站钢支撑架设方案》。