钢支撑及钢围檩专项方案一、工程概况一、工程概况1、基坑支护概述螃蟹甲车站基坑盾构工作井基坑深 15.569m。采用有围檩+支撑的支护体系，沿基坑深度方向设置五道钢支撑，第四道为并称，及一道换撑，墙趾落于2 层淤泥质粉质粘土中。明挖段右 K29+834.300右 K29+855.000，基坑深为 12.956m12.356m,沿基坑深度方向设置四道钢支撑及一道换撑，墙趾落于1 层淤泥质粉质粘土中。明挖段右 K29+855.000右 K29+880.000，基坑深为 12.756m12.031m,沿基坑深度方向设置四道钢支撑及一道换撑，墙趾落于1 层淤泥质粉质粘土中。明挖段右 K29+880.000右 K29+905.000，基坑深为 12.031m11.406m,沿基坑深度方向设置四道钢支撑及一道换撑，墙趾落于1 层淤泥质粉质粘土中。明挖段右 K29+905.000右 K29+929.000，基坑深为 11.006m10.710m,沿基坑深度方向设置三道钢支撑及一道换撑，墙趾落于1 层淤泥质粉质粘土中。明挖段右 K29+929.000右 K29+953.000，基坑深为 10.710m10.014m,沿基坑深度方向设置三道钢支撑及一道换撑，墙趾落于7 层粘质粉土夹粉质粘土层中。明挖段右 K29+953.000右 K29+977.000，基坑深为 10.014m9.218m,沿基坑深度方向设置三道钢支撑及一道换撑，墙趾落于7 层粘质粉土夹粉质粘土层中。明挖段右 K29+977.000右 K30+000.000，基坑深为 9.218m8.551m,沿基坑深度方向设置三道钢支撑及一道换撑，墙趾落于7 层粘质粉土夹粉质粘土层中。明挖段右 K29+300.000右 K30+010.950，自地面 1：2 放坡至+3.600 标高，基坑深为 8.551m8.134m,围护采用 18.5m17.8 m850 型钢水泥土搅拌墙。沿基坑深度方向设置二道钢支撑，墙趾落于7 层粘质粉土夹粉质粘土层中。2、工程重难点本工程场地较为开阔，四周基本无障碍物，外围施工场地较为理想。但根据现场的实际情况,基坑土方开挖与钢管支撑架设施工交叉作业，对工期及安全影响较大，兼顾二者同步实施是本工程的重点。3、气侯条件本区间线路位于杭州市，属于亚热带季风气候区，四季交替明显；冬季受蒙古高压控制，盛行西北风，以晴冷、干燥天气为主，是低温少雨季节；夏季受太平洋副热带高压控制， 以东南风为主， 海洋带来充沛的水气， 空气湿润、 是高温、强光照季节；春季降水丰富，且降水时间长；秋季干燥，冷暖变化大。据浙江省气象中心及杭州市气象局资料，杭州常年平均气温 16.2C，极端最高气温为 40.3C（2003 年 8 月 1 日） ，极端最低气温为-9.2C（1967 年 1月 16 日） ；历年平均降雨量 1464.2mm，年最大降雨量 2356.1mm（1954 年） ，年最小降雨量954.6mm （1967年） 。 最大24小时降雨量114mm， 最大3天降雨量139mm。1998 年 6 月 24 日7 月 1 日连续降大雨五天，总降雨量达 412mm。降雨主要集中在 46 月（梅雨季）和 79 月（台风雨季） ，年总降雨日 130160 天。年蒸发量为 13501472mm，其中 8 月份蒸发量大于降雨量。多年平均相对湿度 8082%；多年平均雷暴日数 36 天，最多雷暴年 56 天；多年平均大雾 51 天，最多大雾年 64 天；全年平均日照 1899.9 小时，无霜期 209 天；最大积雪厚度为 15cm。夏季盛行南-西南风，年平均风速 1.3-2.4m/s，冬季盛行西北风，全年主导风向以西南风和西北风为主，其频率分为 10%25%。全年 03.0m/s 风速所见比例为92.4%。 79 月份易受台风影响， 据杭州气象台实测历史最大风速为 28m/s（1967 年 8 月） ，风向 ESE。本区间隧道位行杭州东北部郊外广阔的冲积平原上，河道水系密布。二、施工部署二、施工部署1、施工安排本工程开挖土方量约 5.4 万方，分 2 个工作区域开挖，开挖采用全面挖土作业法施工，土方开挖水平施工方向从南向北进行，竖向开挖分层进行。盾构井及明挖段，线路里程（右）K29+820（右）K30+016，土方开挖量约为 2.8 万方，土方回填量为 1.05 万方，钢围檩 615.954m,安装钢支撑 575.53t，计划开工时间为 2008 年 7 月 1 日，计划完工时间为 2008 年 8 月 20 日。按总体要求，土方施工阶段钢支撑的安装工期约 15 天。为确保工程按期完成，前期集中人员和设备在厂内进行钢支撑加工，并把做好构件运输到现场，待桩顶冠梁完成后马上进场安装。考虑到该工程现场加工不方便，制作部分只能在厂内全部分段制作完毕后，按施工进度分批运到现场安装。现场预计每天安装四道钢支撑（包围檩） 。另待土方完成相应的工序后进场钢支撑的拆除和退场。整个施工流程图如图 1-1 所示： 图图 1-11-1 钢支撑施工整体流程图钢支撑施工整体流程图施工准备构件制作构件运输构件安装构件拆除构件退场待土方挖至每道支撑下面 0.5m 处，及时架设钢管支撑。待预加撑力达到设计要求后方可继续向下挖土。主体结构基坑采三道600 钢管支撑，钢支撑设斜角撑，斜撑水平间距为3.04m4.5m，中间对顶钢支撑水平间距为 4.0m。主体结构侧墙施工过程中需进行钢支撑的倒换。2、主要设备计划序号机械数量型号1汽车吊(25 吨)2 辆2电焊机2 台BX1-5003千斤顶1 台QYD2004切割机1 台5发电机(300 千瓦)1 台6葫芦吊2 套7风镐1 套三、施工工艺、施工工艺3.1 钢支撑施工1)、钢支撑的制作 钢材的选用：钢材的质量和规格必须符合设计要求和施工规范，必须具有质量保证书并按有关规范进行检验。 焊条使用：按设计要求，该钢支撑的焊条采用 E43 焊条。 施焊人员持证上岗，上岗前必须进行考核，合格后方可上岗，并做好技术交底，以保证焊接质量。放样原材料矫正号料机械落料火焰切割零件平直零件加工小装配矫正分段总装配焊接矫正放样验收验收验收验收验收验收验收验收验收验收图 4-2 钢支撑构件制作流程图矫正：A 第一次矫正：凡是变形超过以下要求的金属材料，在放样、划线和号料以前必须矫正。钢板的局部平整度：板厚 t14mm 时，1.0mm板厚 t14mm 时，1.5mmB 第二次矫正：在钢材加工引起的变形（如切割以后的扭曲变形）也必须矫正。 材料：材料的划线必须准确清晰，材料尺寸允许偏差：零件外形尺寸1.0mm孔距0.5mm下料：A 切割前，应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污清理干净。钢板应放平、垫稳，割缝下面应留有空隙。B 厚钢板均用半自动切割机精密切割，切割后，其切割面的割纹允许偏差不大于 0.2mm，边线与号料的允许偏差为1.0mm，断口上下不得有裂纹和大于1.0mm 的缺棱，并应清除边缘上的熔瘤、飞溅物等。焊前清理：清除焊缝边缘 50mm 以内的铁锈、氧化皮、油污和由于切割所产生的毛刺。 水平钢管支撑的制作：A 活动、固定端头、楔块的加工。B 中间节的加工。焊接管端头与法兰盘焊接，法兰端面轴线垂直偏差控制在1.5mm 以内，轴线偏心不大于 20mm，法兰盘加工应符合国家标准 JB8159 要求。C 钢支撑构件加工完毕后，先除锈后涂两道红丹，一道面漆。2)、运输及安装(1) 钢支撑运输由于现场构件堆放场地较为充足，所以构件可以方便地用平板车进行运输。(2) 钢支撑安装 施工方法钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序， 钢支撑架设极具时间性和协调性，支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑的稳定性，支撑架设必须严格满足设计工况的要求。将钢管支撑拼装成带固定端头的支撑单元。每根钢支撑由活动端头、固定端头和中间节组成，各节由螺栓连接。钢支撑施工采用在基坑外拼装成型，两台 25t 吊车起吊架设，人工配合进行安装。 施工工艺钢支撑的安装施工工艺详见钢支撑的施工工艺流程图 4-3。基坑开挖桩身钢围檩托架 制安安装钢围檩吊装钢支撑施加预加力楔块锁定拆除千斤顶钢支撑组拼持压一定时间施工监测图 4-3 钢管支撑安装施工工艺流程图钢支撑现场安装需用 25 吨汽车吊或塔吊配合吊装。整个支撑系统的安装应密切与土方开挖进度配合，严格按照土方开挖顺序组织安装施工。单根钢支撑安装其结构如图 4-4 所示图 4-4 钢围檩单组钢支撑结构示意图图中：膨胀螺丝；钢围檩；活动端头；钢支撑单元；大固定端头；钢楔；小固定端头A 固定、活动端头的安装。为了保证钢管只受垂直轴力，固定、活动端头的面必须垂直相应预埋件中点的连线。固定端头的安装需用 25 吨汽车吊或塔吊配合吊装。B 中间节的安装。测量固定、活动端头的距离，截取相应中间节钢管的长度。用 25 吨汽车吊或塔吊吊起中间节放在中间，上紧中间节与固定端头的螺丝。为确保平直，法兰螺栓应采用对角和分等分顺序拧紧C 施加预应力。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 4-5 所示。 用 2 台 100千斤顶施加预应力， 当达到设计值 300KN后，塞紧钢楔块并焊接牢固后拆除千斤顶。千斤顶本身必须附有压力表，使用前需在实验室进行标定，两台必须同步施加顶力，端头、千斤顶各轴线要在同一平面上。预加千斤顶前支座千斤顶、对称设置2台千斤顶后支座牛腿设置钢板钢围檩、2根40槽钢加缀板焊接而成围护桩609钢管图 4-5 钢管横支撑端部构造及预加应力方法支撑轴力标准值表（KN）里 程 区 域支 撑 道 数右 K29+820.0 右K29+834.3右K29+834.3右K29+855.0右 K29+855.0 右K29+880.0右K29+880.0右K29+905.0右K29+905.0右K30+000.0右K30+000.0右K30+010.95支 撑 设 计轴 力支撑预加 力支撑设计 轴 力支撑预加 力支撑设计 轴 力支撑预加 力支撑设计 轴 力支撑预加 力支撑设计 轴 力支撑预加 力支撑设计 轴 力支撑预加 力第 一 道 支 撑640320514225500250450225560280830415第 二 道 支 撑241016901240870123086011708201660117018201280第 三 道 支 撑2490175023701680243017001700119017001190第 四 道 支 撑3780265919301330140098015001050第 五 道 支 撑176012303)、施工技术措施 钢支撑安装技术措施A 每节段分层开挖至支撑架设的高度后，立即放出支撑位置线。B 凿出冲孔桩的砼保护层，设置钢板并焊接钢牛腿，并在钻孔桩上凿出 0.2m0.2 m 的平面作为钢围檩的支撑面，使钢围檩与围护桩接触密贴，并安装钢围檩。C 按标准段宽度在地面组拼成一端固定、一端活动的钢支撑，微调采用特制钢楔。D 用履带吊放钢支撑到牛腿上，并用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于钢围檩上。E 采用两台油压千斤顶施加钢支撑预加力，在活动端沿支撑两侧对称逐级加压，施加预加力必须满足设计要求，当压力表无明显衰减为止，并采用特制定型钢楔锁定钢支撑。F 端部斜支撑的架设安装方法与标准段相同，但必须在围护桩设置钢板上焊接好端面与斜支撑轴线垂直的三角钢板撑座，并保证其强度可靠。G 钢支撑在土方开挖至钢支撑设计标高并留出 5080cm 操作空间后立即进 行安装。 H 钢支撑斜撑处，斜撑端部与钻孔桩（连续墙）接触处应紧密结合，将钢围 囹处钻孔桩表面凿毛，抹 200mm 宽 650mm 高的 M10 快凝早强砂浆垫层。斜撑处钢 围囹采用 YG3 M36 L600mm 膨胀螺栓与钻孔桩连接。I