钢支撑安装方案8

武汉市轨道交通二号线一期工程金色雅园站

钢支撑安装方案

中国中铁三局集团武汉市轨道交通二号线

一期工程项目经理部 2008年5月20日

目 录

第一章 工 程 概 况„„„„„„„„„„ 1 第二章 施 工 部 署„„„„„„„„„„ 2 第三章 钢支撑施工工艺„„„„„„„„„„ 3 第四章 第五章 第六章 附图1 附图2 附图3 附图5 附图6 附表

质量保证措施..„„„„„„„„„„ 8 安全施工措施„„„„„„„„„„„ 9 钢支撑计算书„„„„„„„„„„„ 11 《钢支撑施工总平面布置图》 《钢支撑纵剖面图》 《土方开挖分部示意图》

《钢支撑斜撑固定端、活动端大样图》 《钢支撑直撑固定端、活动端大样图》 《钢支撑材料数量表》

武汉市轨道交通二号线一期工程金色雅园站

钢支撑安装方案

一、编制及施工执行依据 1.1编制依据

1）本合同段招标文件、设计图纸、说明书。

2）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002） 4）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001） 5）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98） 6）《建筑机械使用安全技术规程》 (JGJ33-86) 6）《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB50299-1999) 7）武汉市政府关于地铁施工的法规文件。

8）我公司多年从事类似工程所积累的施工经验、成熟的施工工艺和科研成果。

9）我公司现有的施工机械设备及施工技术力量。 1.2编制原则

1.2.1根据本公司多年来城市轨道施工经验，制定先进、科学、成熟、有效的施工方案；

1.2.2充分考虑城市轨道施工对周边环境的影响，最大限度地降低工程施工对环境卫生、地面交通及地方带来的不利影响；

1.2.3满足工期要求，配齐、配全相应设备和劳力，确保工程按期完成； 1.2.4按照合同文件质量要求，确定质量目标，并制定相应措施，确保质量目标实现；

1.2.5采用先进和成熟的施工技术和工艺。

1.2.6将安全放在第一位，所有技术措施、施工方案和现场调度等以确保安全为主，进行编制和指挥。

1.3工程概况

武汉市轨道交通二号线一期工程金色雅园站车站结构选用内衬墙与围护结构间设置柔性防水层的复合墙，10m站台单柱两跨两层矩形框架结构，标准段结构外包尺寸为18.50×12.61m，车站顶部覆土3.0m左右。车站主体基坑深度标准段约为12.61m，盾构段约为17.79m，采用800mm厚地下连续墙支护结构，并兼作与内衬墙共同承受使用阶段荷载的永久结构，标准段地下连续墙深27.3m，端头井地下连续墙深28.8米。本站采用明挖顺作法施工，围护结构采用钢管支撑系统。沿深度方向设置四道钢支撑，局部设置三道钢支撑（5~12轴），端头井段设四道斜钢支撑。钢管支撑第一道采用φ609、壁厚12mm钢管；第二、三、四道采用φ609、壁厚16mm钢管，标准段支撑水平间距2.4～3.0m左右；南北端头井段设四道钢支撑及砼角撑。第一道钢支撑，支设于地面下1000mm冠梁上，第二道与第一道支撑间距5.6m，第二道与第三道支撑间距3.2m，第三道与第四道支撑间距2.5m，第四道支撑距基底2.97m。根据目前现场地下连续墙的施工进度，结合整个的工程的工期要求，先开挖40~70轴225米基坑土方。施工中，支撑架设与土方开挖两工序密切配合，遵循“开槽支撑”的原则。

第二章 施 工 部 署 2.1 项目管理组织机构

为保证钢支撑按期优质完工，将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，及时制定出相应有效措施，确保工程单项工期目标和质量

目标的实现。

工程质量管理机构框图

项目经理:杨勇 副经理:申和义 总工程师:樊晓煜 安 质 部 机 械 物 资 部 雷德利 工 程 管 理 部 李大伟 计 划 部 王亚利 工 程 试 验 室 李洪喜 王 峰

施工班组质检员（兼） 夏国庆 2.2 主要机械设备

机械设备一览表 设备名称 32t龙门吊 铲车 挖掘机 设备型号 河南三马 龙工ZL—50 数量 2 台 1 台 3台 100t液压千斤顶 12t半挂汽车 自卸汽车

2.3 劳动力计划

2 台 2 台 10 辆 生产、技术管理人员：3人；机械操作人员：6人；普工：4人；电工：1人；电焊工：14人；测量工：2人，共计28人。为便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，将其编为两个作业队，即钢支撑加工作业队及钢支撑安装作业队配合土方开挖施工作业队，进行默契配合，交叉流水作业。 2.4 主要工程数量

材料采购计划表（主体基坑钢支撑）

材料名称 钢管 钢管 钢板 钢板 钢板 槽钢 胀管螺栓 角钢 螺栓 型号规格 Φ609、t=12 Φ609、t=16 t=10 t=20 t=20 ［16 YG2型、 M20、L=285 ∟80×8 20 单位 m m t m2 m2 m m m 个 793 793 14 260 207 400 数量 793 793 260 其中钢支撑设计以外部分材料 帽梁预埋 固定端板 活动端板 20厚 端头板20厚 肋板20厚 端头板20厚 肋板20厚 m2 m2 m2 m2 m2 20.8 23.8 2.6 37.0 17.7 总计：20厚178.4 m2，12厚28.5 m2，工28b工字钢66米

2.5 工期安排

钢支撑安装是在基坑土方开挖后进行，计划于2008年6月10日开始架设，至2008年10月30日结束。

第三章 钢支撑施工工艺

3.1.2施工注意事项

1.土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。

2.沿围护桩两侧各留2.0m宽平台，充分利用其土体抗力保证围护结构的稳定，又可利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水，在钢支撑架设完毕后，进行下面一层土方开挖前再挖除预留平台部位的土方。 3.基坑开挖过程中及时架设钢支撑，保证基坑正常开挖及保证在加载卸载过程中围护结构的受力符合设计。 3.2.2钢支撑施工准备：

钢支撑、围檩及装配件的加工、预埋 （1） 钢支撑的加工、组装

1、钢围檩：第一层钢支撑直接支撑于帽梁上，凿出帽梁上预埋件，与三角形钢支架相焊接，以下各层钢支撑架设于钢围檩上，钢围檩采用

Ⅰ45b工字钢两根并放，围檩间采用2.0cm钢缀板连接，间距60cm。工字钢外设1.2cm的钢外肋板，间距60cm，工字钢间设2.0cm钢内肋板(仅在钢支撑中心设)。桩侧为1.2cm厚的通长钢板，钢支撑侧为2.0cm厚的加强钢板，围檩角部采用一块20厚钢板直角弯折与钢围檩焊接。见附图4《钢围檩结构大样图》。

2、钢支撑固定端：钢支撑固定端架设为等边直角三角形钢支架，与钢围檩间焊有一块2cm厚的加强钢板，三角形钢支架内有二块2cm厚加强钢肋，在三角形钢支架背后焊有三块2.0cm厚抗剪加强肋板。钢支撑三角形钢支架固定端下方焊有1.2cm厚钢管支托板，两侧与三角形钢支架各焊一块加强肋板，以防钢管坠落。见附图5《钢支撑斜撑固定端详图》

3、钢支撑活动端：活动端接头采用2块2cm厚钢板焊接成π型于工28b工字钢两侧对扣放置，间距为6cm，活动接头外侧工字钢翼板用t=12钢板焊接包封住，从而保证工字钢箱室的整体性，保证活接头能自由活动；活动接头左右两侧各设置一个，同时由于以工字钢腹板为主要承压板，为防止腹板局部受压破坏巻曲，在腹板滑道加焊一块2cm厚的钢板以增加其承压强度，详见支撑大样图，见附图5《钢支撑斜撑活动端详图》。

4、钢支撑活动端与钢管连接处用2.0cm厚主背钢板焊接，主背钢板两侧背后钢管内每侧各焊2块2.0cm厚加强内肋板（钢管内侧），以承受钢支撑轴力。

5、在钢支撑活接头箱室两端各焊有千斤顶支托架，以便由千斤顶施加预应力，支托架采用1.2cm厚的钢板加工，主背钢板与钢管间（钢管外侧）每侧各焊有2道2.0cm厚的外肋板，以承受千斤顶方向轴力。 6、为防止钢管端头卷曲，钢支撑固定端头用一块20厚钢板与钢管焊接，钢板角部背后加焊一块三角形肋板。由于基坑跨度较大，钢支撑最大长度为20m，支撑部分须采用两段钢支撑连接，钢管接口采用坡口

满焊连接，钢管间连接板用四块2cm厚的钢板与钢管焊接，见附图4《钢支撑钢管连接大样图》。

7、盾构区间上方设垂直支撑，钢支撑直撑与斜支撑相同，只是钢围檩上没有直角三角形钢支架，固定端与活动端架设同斜支撑。由于盾构区间上方钢支撑间距较小，基坑较浅，直撑采用Ⅰ28b工字钢两根并放，工字钢间采用2.0cm钢缀板连接，间距60cm。活动锁定头与钢管支撑相同。见附图6(钢支撑直撑节点详图)。

8、由于钢支撑较长，需分段加工，现场组合。支撑运输前需对构件进行编号，运至现场进行拼装，组装为成型的单根钢支撑。 （2）装配件加工、预埋

连接钢筋及预埋钢板，在帽梁内预埋钢板。 3.2.3钢支撑架设方法及流程

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，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稳定的成败。支撑架设必须严格满足设计工况要求。

（1）钢支撑架设流程

1、基坑开挖至第一层土下时，即帽梁下50mm后，立即放测出支撑位置线，凿出帽梁内的预埋钢板并进行牛腿支座的焊接加工，牛腿位置与支撑位置一一对应；

2、土方开挖到位后，开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一台20t的吊车在基坑内架设，吊起时两端轻放在牛腿支座上，固定端与帽梁内钢板点焊，以防支撑水平滑动；活动端微调采用特制钢楔加塞施加预应力，方法：采用两台100t的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，施加预应力为设计支撑轴力的70%，当压力表读数稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧。

钢支撑装配件加工主要有固定端和活接头，预埋件主要是支座固定

3、第一层支撑安装完毕后，进行第二层土方的开挖，开挖至其底标高后，开始安装第二层钢支撑，工序内容与第一层大体相同，所不同是：1、牛腿支座是与护坡桩内的主筋相连；2、支撑两端与钢围檩相接，钢围檩要求必须与护坡桩密贴，在有间隙的地方用各种钢板塞紧。3、为保证施加预应力时钢围檩不会水平移动，每层钢围檩须设置抗剪凳, 具体位置在基坑北侧钢支撑的基坑东侧、西侧，南侧钢支撑的基坑南侧钢支撑中心设置抗剪凳。抗剪凳位置应与实际护披桩位置相对应，凿出护披桩保

护层内钢筯，与抗剪凳钢板相焊接， 焊接长度应与钢板长度相对应。其他 施工工序与第一道支撑相同。 4、以下架设第三道及第四道钢

支撑，施工工序及方法与第二道钢支撑相同。各道钢支撑架设流程见框图 12.8

(如下图所示)。

建立工程质量管理机构

1.每节段分层开挖至钢支撑架设的高度后，立即放出支撑位置线。 2.凿出护坡桩上预埋件焊接钢牛腿，其它各层钢支撑安装钢牛腿后，安装加工好的钢围檩。钢支撑两端的钢围檩应保持同一水平位置。

3.将焊接好的三角形钢支架在钢支撑中心位置与钢围檩相焊接，并与其背后的抗剪加强肋板相焊接。

4.将由两个工字钢焊接而成的活接头箱室与钢支撑活动端端头板相焊接，组装成为成型的单根钢支撑。

5.用两台汽车吊吊放钢支撑到钢牛腿上，并用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于护坡桩上。

6.将π型钢板组件的活接头安置于由工字钢组成的活接头箱室内，拼装成一端固定一端活动的钢支撑，钢支撑的长度由现场实际长度确定。微调采用特制钢楔。完成钢支撑组装的各种工作。

7.为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在对钢支撑施加预应力前先将钢支撑自重挠度校正至水平。

8.在三角形钢支架下方焊接防坠钢板及千斤顶支托板，完成施加预应力前的各种准备。

9.盾构上方直支撑的架设安装方法与斜支撑相同。只是没有三角形钢支架。

3.2.4确保钢支撑稳定的技术措施 1、钢管支撑施工

1.1钢支撑架设

钢支撑在土方挖至其设计位置后及时安装。支撑架设采用16T龙门吊整体吊装，支撑架设前根据车站断面宽度提前拼装，并经检查合格，无焊伤、开裂等质量缺陷，拼装完成的钢支撑轴线偏差和挠曲变形在规范允许范围之内，同时预拼装出不少于8根备用支撑以应付可能出现的紧急情况。支撑就位精度满足相关规范要求，支撑轴线水平定位偏差在±30mm以内，支撑两端定位差异标高不大于20mm，且不大于支撑长度的1/600，支撑挠曲度不大于1/1000。 1.2施加预应力

支撑吊装就位后，采用16T龙门吊配合2台100T的油压千斤顶施加预应力。当压力表读数与需要施加的预应力值相符时，稳定千斤顶压力，在活动端打设钢楔限位，完成支撑预应力的施加。预应力分级施加，重复进行，加至设计值时，再检查各节点连接状况，必要时对节点进行加固；预应力达到设计值且稳定后锁定，风道支撑与纵向联系梁连接后，方可继续向下开挖。 1.3技术措施

在支撑预应力加设前后的各12h之内，加密监测频率，当预应力损失或围护结构变形速率无明显收敛时，复加预应力至设计值。 对于第一排临时钢支撑，在土方开挖至基底附近时，可能出现预应力为零甚至围护结构向基坑外侧变形的工况，施工中考虑对第一排钢支撑两端全部设置悬吊吊锁，防止钢支撑移动脱落而危及施工安全。

①钢支撑拼装过程

a.钢支撑在拼装时，轴线偏差在2cm之内，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固。要有钢

支撑支托措施，同时用于微调的钢楔也要串联，防止坠落。

b.钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度，若不垂直要进行矫正；然后将钢支撑安装在牛腿上，并且紧固好，必要时可在钢支撑中部架设临时支撑，确保钢支撑吊装上就只有很小的自重下挠度，便于加预应力固定。

c.所有钢支撑装配件的钢板加工以及钢管焊接加工都必须双面满焊。在有内肋板焊接过程中无法双面焊接的，宜采用坡口焊接方式。 ②基坑开挖过程

采用中心挖槽法或小挖掘机开挖钢支撑附近土方，防止机械碰撞支撑；采用人工配合小型机具开挖护坡桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和护坡桩。 3.2.5 钢支撑拆除

（1）钢支撑拆除步骤

最下层钢支撑等到车站底板结构及侧墙施工完毕，达到设计强度后拆除，以此向上，逐步拆除上一道钢支撑。 （2）支撑拆除方法

钢支撑拆除应随车站结构施工进程分段分层拆除。用20t汽车吊将钢支撑托起，在活动端设2台100t千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，取出钢楔块，逐级卸载至取完钢楔。最后用汽车吊将支撑吊出基坑。 第四章 质量保证措施 4.1钢支撑稳定的保证措施

a.基坑开挖应严格遵守“分层开挖”的原则，支撑架设与土方开挖密切配合，开挖时采用中心挖槽法开挖钢支撑附近土方，以防止机械碰撞支撑；采用人工配合小型机具开挖护坡桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和钻孔灌注桩,土方挖到设计标高后及时架设钢支撑并施加预应力，减少无支撑暴露时间。

b.钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必

须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，尤其注意斜撑的稳定性，在斜撑作业时，安装每一环节均要做到精心作业，同时钢围檩在制作、安装过程中也必须保证其稳定、强度及变形的要求，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测，确保其稳定性。

c.钢支撑安装时，轴线偏差≤5cm，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固，同时为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在施加轴力前先将挠度校正至水平。 d.钢支撑安装前一定要检查加工成型的支撑是否垂直，不垂直的要进行矫正；然后将钢支撑安装在牛腿上支座上，并且紧固好。

4.2 钢支撑的检验标准 1、外观检查标准 型 钢 钢 支 撑 项 目 截面几何尺寸 侧弯矢高 扭曲 翼板对腹板的垂直度 端部连接板对腹板的垂直度 2、支撑构件的安装标准 项 目 同一横撑中间及两端顶面任意两点的高差 横撑对定位轴线的整体偏差 横撑整体直线度 3、施加预应力质量检验评定标准 项 目 允许偏差（mm） 50.0 ±20.0 允许偏差（mm） 5.0 允许偏差（mm） ±4 15 h/250且<10.0 h/100且<3.0 3 横撑预应力施加后轴线偏移 4、钢支撑的挠度要求

5.0 钢支撑的挠度控制是支撑架设与使用过程中的关键环节，预应力施加过程中一定要注意观测，如果超出允许范围，应及时卸荷，调整处理后方可继续时施工。钢支撑的允许挠度以计算挠度L/250为准（其中L为计算跨度），各支撑具体挠度验算详见计算书。

第五章 安全施工措施

安全施工技术措施

钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，并注意观测其变形，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测及防护，以确保其稳定性。为此，特制定以下措施。 1、进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育。

2、对施工人员加强安全施工的教育，定期进行安全检查专业安全检

查。

3、钢支撑加工前由负责加工的工长对加工机械的安全操作规程及注意事项进行交底，并由机械技师对所有机械性能进行检查，合格后方可使用。

4、土方开挖时,要按标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防桩间土脱

落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。 5、钢支撑在运输过程中要注意交通安全，运输车尾应设置小红旗、警示灯等安全设备。

6、在安装牛腿、钢围檩时一定要注意在边坡设防护栏，并同时安排

专人将边坡上部将杂物清理干净，防止坠物伤人。

7、支撑吊装时其吊车下方及支撑回转半径内严禁站人，高空作业要

系安全带。

8、由于钢支撑跨度较大，活荷载对其影响较大，易使支撑因震动而失稳，所以严禁在其上放置各种物体及人员攀登和行走。 9、土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。

10、施工中需要重点做好对钢支撑安装和使用过程中的轴线偏差及帽

梁、钢围檩的位移的观测，如超过允许值，应迅速采取处理措施。 11、除此要注意基坑支护结构内的水平位移及地面沉降监测，其控制范围为水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超过2.5cm以内。 12、意外原因造成基坑变形过大处理措施

外界条件突然骇变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其它原因造成桩背后土压力增大，通过位移观测，桩顶位移超过5cm（警戒值），应采取加固措施。如加强钢支撑、补加锚杆加固以阻止位移继续扩大，确保基坑及周围建筑物的安全。

13、施工期间，安全员全面负责安全监督工作，发现不安全因素，随

时排除，并采取有效预防措施。