1、钢支撑围檩专项工程施工设计方案28亳州市建安隧道工程钢围檩、支撑及系梁专项施工方案工 程 名 称： 亳州市建安隧道工程 .编 写 单 位：中铁十局集团有限公司亳州市建安隧道工程项目经理部编 写 人： 日 期： 年 月 日审 核 人： 日 期： 年 月 日钢围檩、支撑及系梁专项施工方案1.编制依据、原则1.1 编制依据（1）建筑基坑工程技术规程JGJ120-2012；（2）工程测量规范（GB50026-2007）；（3）亳州市建安隧道工程施工图；（4）亳州市建安隧道工程实施性施工组织设计；（5）亳州市建安隧道工程深基坑安全专项施工方案；（6）本单位类似工程施工经验。1.2 编制原则（1）严格执行
2、施工过程中涉及的相关规范、规程和设计标准；（2）确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等各方面的目标；（3）结合工程情况，使施工方案具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点；（4）充分研究现场施工环境，妥善处理现场施工和周边环境协调问题，使施工对周边环境的影响最小化。1.3 适用范围本方案适用于亳州市建安隧道工程的钢围檩、支撑及系梁。2.工程概况2.1设计概况本工程除第一道支撑为砼支撑外，余下道支撑为钢支撑，包括围檩、支撑、系梁。钢围檩采用两根H型（HM500*300*11*18）加缀板焊接而成（落深区为三拼钢围檩），钢肋板采用464*130*20，间距为800mm，支撑节点处钢
3、肋板加密设置，间距为250mm。钢支撑采用609（800）mm两种规格，壁厚16mm的钢管。一般部位采用609钢管，A8、A9、A18、A19段落深区（加强部位）采用800钢管。钢管支撑分节制作，每节标准长度采用4m和6m两种规格，管节间采用法兰盘螺栓连接，其端部（仅一端）设预加轴力装置。钢系梁采用两根H型（HM400*300*10*16），安装于钢立柱两侧的牛腿上，与钢支撑连接在一起。2.2主要工程量表2-1主要工程数量表序号项目单位工程量备注1钢系梁t323.232钢围檩t914.953钢支撑t3254.663.施工计划3.1 施工进度计划序号部位里程开始时间结束时间备注1河中段1期K0+
4、520K0+7432017.3.52017.4.132河中段2期K0+743K0+8302017.8.202017.9.133施工区K0+040K0+3872017.3.32017.3.274施工区K0+387K0+5202017.1.272017.2.255施工区K0+830K1+2202017.1.272017.3.123.2资源配置计划3.2.1人力资源配置计划本分项工程施工配备40名作业人员。管理人员配备见下表：表3-1人力资源配置计划表序号职务姓名主要工作备注1现场副经理郭家生、刘祥军施工管理与总协调2施工员王新成、李想具体负责工程施工的协调管理3技术员陈铎夫、李魏施工技术控制4测量
5、员刘玖龙、唐波桩位放线、标高控制5质检员陈加忍施工质量控制与报验6安全员苏旋、邢佳伟施工安全管理与监督7试验员宋庆雷施工过程中各类相关试验8材料员王敏物资供应与协调9作业队队长胡佳马组织队伍进行施工3.2.2机械设备配置计划表3-2机械设备配置表序号机械设备种类规格型号额定功率（KW）数量使用场地备注1汽车吊25t1施工现场2履带吊50t1施工现场3电焊机BX1-500DI126施工现场4挖掘机PC2201施工现场5千斤顶300t2施工现场6平板车12m1施工现场4.施工方案与工艺4.1施工工艺流程图4-1钢支撑安装工艺流程图4.2支撑轴力设计值钢支撑轴力设计值及预加轴力值根据受力的不同而调整
6、，具体数值如下：表4-1钢支撑设计轴力表序号结构段支撑体系支撑轴力（KN）第一道砼支撑第二道钢支撑第三道钢支撑第四道钢支撑第二道换撑第三道换撑第四道换撑1B5B85102B8B103107903B11B1338011404A1泵房56017602740162025505A1A2（除泵房外）46090020108206A3A410301920253015807A5A610402050244015808A749096023509A8A97503490362010A10A17(除泵房外）87020902390214011A18A197503490362012A13泵房5801630241044209
7、00333013A20A21410790178014A22A23330780162015A24（除泵房外）49016A24泵房43099017B14B15410注：钢支撑施工时的预加轴力为设计轴力的80%。4.3材料加工4.3.1钢围檩、支撑及系梁加工钢围檩采用两根H型（HM500*300*11*18）加缀板焊接而成，斜撑节点处设置加焊斜撑端部钢板和支撑钢肋。钢支撑采用直径609（800）mm两种规格，壁厚16mm的钢管。钢管支撑分节制作，每节标准长度采用4m和6m两种规格，管节间采用法兰盘螺栓连接，其端部（仅一端）设预加轴力装置。钢管支撑先在地面上按实测基坑的宽度进行预拼装，每根支撑的一端接
8、一根长约1.54m的活动端头（其可调整余量为30cm），拼装好后放在坚实的地坪上用线绳两端拉直，钢卷尺丈量或用水准仪测量检查钢管的平直度，并检查支撑管接头连接是否紧密、钢管有无破损或变形、支撑两个端头是否平整。经检查合格后用红油漆在支撑上编号，标明支撑的长度、安装的具体位置。同时，检查支撑安装所需的吊装设备、焊接设备以及施加预应轴力所需的组合千斤顶等设备的完好性，确保支撑安装作业能正常连续进行。钢系梁采用两根H型（HM400*300*10*16），焊接在钢立柱牛腿处。4.3.2加工误差钢围檩、钢支撑的加工允许偏差见下表。表4-2钢围檩、钢支撑的加工允许偏差项 目钢管支撑钢围檩长度管面对管轴的垂
9、直度弯曲矢高长度弯曲矢高截面尺寸允许值(mm)3.0d/500，且5.0d/500，且5.04.0L/1000，且10.05.0-2.04.4钢围檩安装基坑开挖到支撑以下0.5m的标高位置后，根据整个隧道工程的控制轴线和水准点，准确定位钢围檩的轴线和标高位置。钢围檩加工：钢围檩加工采用双拼H型钢（HM500*300*11*18）钢焊接而成。依据支撑间距在对应支撑位置焊接挂篮。钢围檩分段加工，一般分段长度取23个支撑间距，转角部位应根据实际长度加工。钢围檩安装：钢围檩随支撑架设顺序逐段吊装，人工配合吊机将钢围檩安放于钢支架上。钢围檩安装后应检查钢支架是否因撞击而松动，并用钢楔将支架与围檩间缝隙焊
10、实。钢围檩与支护桩之间的少许孔隙，用强度不低于C30的细石混凝土填嵌。图4-2钢围檩节点图(钻孔桩+三轴水泥搅拌桩隔水帷幕维护段)图4-3钢围檩节点图(SMW工法桩维护段)4.5钢管支撑安装4.5.1钢管横撑安装因钢立柱的位置大部分位于中线右侧2m，所以每道钢支撑分两段进行拼装，第一段为17.45m，第二段为9.45m。检查合格的钢支撑用履带吊将第一段吊装到位（钢支撑一端与左侧围檩拼接，另一端伸出系梁2m，便于与第二段拼接），再用25T吊车配合吊装第二段钢支撑，支撑吊装采用两点起吊，在吊装过程中必须保持支撑平稳、无碰撞、无变形。钢管支撑吊装到位后，用人工辅助将支撑调整到设计位置后再将支撑临时固
11、定。对因围护桩施工误差造成支撑的端头不能与钢围檩面紧密接触处，必须在围檩面与支撑端头之间加设钢板垫块，以确保支撑轴向受力。支撑临时固定后，及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压轴力。施压时，将千斤顶吊放入活络头顶压位置，液压千斤顶安放位置必须对称平行。施加预压轴力时应注意保持千斤顶对称同步进行，预压轴力应分级匀速施加，重复进行，预应力施加前,对油泵及千斤顶进行标定，确保量测的预应力值准确，每根支撑施加的预应力要记录备查。预应力施加中，先预加到50%预应力，再检查螺栓、螺帽、焊接情况等，无异常情况后，施加第二次预应力达到设计标准值的80%。每级压力施加完毕，在活络头中锲紧钢垫块（
12、钢垫块采用16mm厚的钢板），并焊接牢固。当预加轴力达到设计预加轴力时，再次检查各连接点的情况，必要时应对节点进行加固，待预加压力稳定后锁定，在活络头中锲紧钢垫块并焊接牢固，然后回油松开千斤顶解开钢丝绳,并采用专门的钢丝绳将支撑与围檩连接牢固，防止滑脱。此步骤完成后该根支撑的安装。施加预应轴力时应设专人旁站监督，作好记录备查。钢管横撑安装及支撑架设端部节点图如下： 图4-4钢管横撑安装图、支撑架设端部节点图4.5.2钢管斜撑安装斜撑与围护结构有一定的夹角，斜撑钢管安装在围檩的斜撑节点上，钢围檩、钢支撑吊装及支撑预应力施加作业同直撑施工。钢管斜撑安装见下图钢管斜撑安装图。图4-5钢管斜撑安装图4
13、.5.3安装允许偏差钢管支撑的安装允许偏差见下表：表4-3钢管支撑安装的允许偏差项 目支撑中心标高及同层支撑顶面的标高差支撑两端的标高差支撑挠曲度支撑水平轴线偏差允许值(mm)3020，1/600L1/1000L30注：L为支撑长度。4.5.4钢支撑吊装及安装方案（1）吊车选用钢支撑吊装采用50t履带吊配合25t汽车吊进行，因钢立柱的位置大部分位于中线右侧2m，所以每道钢支撑分两段进行拼装，第一段为17.45m，第二段为9.45m。所以履带吊最大起重量为5.54t，汽车吊最大起重量为3.0t。根据掌握资料，50t履带吊在起重重量为5.54t时，最大工作半径为16m；25t汽车吊在起重重量为3.
14、0t时，最大工作半径为12m。钢支撑吊装示意图详见图4-6。（2）吊装施工检查合格后吊装到位，支撑吊装采用两点起吊，吊点设置在钢支撑的两端1/3处，在吊装过程中必须保持支撑平稳、无碰撞、无变形。钢管支撑吊装到位后，先不松开吊钩，将支撑两端放在托架上，用人工辅助将支撑调整到设计位置后再将支撑临时固定，待精确定位后，将钢支撑固定端与钢围檩钢缀板可靠焊接，然后进行预压作业。预应力施加中，先预加到50%预应力，再检查螺栓、螺帽、焊接情况等，无异常情况后，施加第二次预应力达到设计要求。当预加轴力达到设计预加轴力时，再次检查各连接点的情况，必要时应对节点进行加固，待预加压力稳定后锁定，然后回油松开千斤顶解
15、开钢丝绳完成该根支撑的安装。施加预应轴力时应设专人旁站监督，作好记录备查。图4-6 钢支撑吊装示意图表4-4 50T履带吊吊装范围参数表幅度（m）主臂长度（m）13161922252831343740433.7504.043454.5363737.55313130.529.55.526.52727272662223.424242422.571919191919.518.818.5815.515.5161615.815.2151514.910111211.511.511.411.511.311.21110.810.71299.59.598.98.88.68.68.68.58.4147.57.57
16、.57.37.477.06.86.56.5166.56.56.46.46.05.85.85.75.5185.45.45.35.04.74.64.54.4204.64.54.34.24.14.03.83.8223.83.73.53.53.43.33.250t履带吊起吊钢支撑最大重量为5.54t，根据“表4-4 50T履带吊吊装范围参数表”，吊车旋转半径R=16m，主臂长度=40m时，满足吊装要求。表4-5 25T汽车吊吊装范围参数表幅度（m）主臂长度（m）10.213.7517.320.8524.427.9531.532517.53.520.617.512.29.541817.512.29.54
17、.516.315.312.29.57.5514.514.412.29.57.55.513.513.212.29.57.57612.312.211.39.27.575.16.511.21110.58.87.575.1710.2109.88.57.275.17.59.49.29.18.16.86.75.188.68.48.47.86.66.45.18.587.97.87.46.37.2597.276.866.14.81065.85.65.65.34.41244.14.14.23.93.7142.933.12.93162.22.32.22.325t汽车吊起吊钢支撑最大重量为3.0t，根据“表4-5
18、25T汽车吊吊装范围参数表”，吊车旋转半径R=12m，主臂长度=31.5m时，满足吊装要求。施工中严格按照“先撑后挖”的原则，控制无支撑暴露时间。钢支撑严格按设计要求值施加轴向预应力，定期检查预应力损失情况，及时复加预应力，保证围护结构稳定。施工要点如下：（1）钢支撑根据实际情况进行分节，同时配备部分长度不同的短节钢管，以适应基坑断面的变化。管节间用法兰、高强螺栓栓接，同时每根支撑两端分别配活动端和固定端；（2）确保钢支撑两端与钢围檩正交，斜撑要确保抗剪墩角度与斜置角度一致，钢支撑安装后应及时施加预应力；（3）所有支撑连接处，均应垫紧贴密，钢围檩与围护桩体间必须密实，螺栓连接时必须紧固，防止钢
19、管支撑偏心受压。安排专人检查钢支撑楔子，一有松动，及时进行重新施加预应力，塞紧钢楔子；（4）所有钢支撑装配件的钢板加工以及钢管焊接加工都必须满焊。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。（5）确保钢支撑稳定的技术措施（6）钢支撑拼装连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固；（7）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；（8）钢支撑架设，施加完预应力后，用钢丝绳拴住钢支撑两端，防止坠落；（9）开挖钢支撑附近土方时，严禁机械碰撞钢支撑、钢围檩、格构柱及联系梁；（10）施工过程中加强监测，若钢管横撑轴力过大，出现横撑挠曲变形接近允许值时，采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠
20、曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。4.5.6支撑拆除技术措施(1)钢支撑拆除应严格按照主体结构施工进度分段进行：浇筑垫层、底板和部分侧墙混凝土，待混凝土达到80%设计强度后，拆除第三道钢支撑；待第三道支撑下侧墙及底板强度达到要求后，架设第二道支撑换撑。然后施工第二道换撑下面的主体结构。待混凝土强度达到100%后，拆除第二道换撑；浇筑剩余部分的侧墙及顶板，待混凝土强度达到100%，拆除第一道支撑，覆土回填。(2)主体施工结束后，采用搭设脚手架将第一道混凝土支撑托紧，人工配合小型破碎锤破碎。人工切割后转运至基坑外。钢支撑的拆除工序为：支撑起吊收紧施加预应力卸下千斤顶吊出支撑；钢支撑拆除
21、要自下而上分段拆除。拆除时应避免瞬间应力释放过大而导致结构局部变形、开裂，采用间隔卸载、拆除钢支撑(钢支撑间隔1道拆除1道)。拆除每道钢支撑时应先拆除支撑钢管，再拆除钢围檩及临时格构柱联系横梁。拆除时应先将吊车钢丝绳(挂钩)固定在构件吊点上，然后才能进行拆卸，防止构件意外坠落。拆卸支撑钢管时，先拆除施加应力端头处的钢楔子，然后根据吊车的承重范围分段拆除。分段拆除时要同时考虑本道钢支撑的稳定性，不能引起其它支撑的稳定。拆卸时要有专人监控支撑体系，严禁发生拆卸时对支撑体系的触碰，起吊时专人指挥，多角度监控，防止吊装时对未拆除构件的触碰破坏、引发安全事故。4.6钢围檩、钢支撑防脱落措施钢支撑支撑体系
22、在施工安全中可能存在以下原因，造成钢支撑、钢围檩脱落：4.6.1托架膨胀螺栓断裂托架采用角钢焊接而成，并用膨胀螺栓将其固定在围护桩上，其上承托着钢围檩及支撑钢管的全部重量，由于施工周期较长、荷载大，极易造成膨胀螺栓锈蚀及断裂，若其断裂，将造成连锁反应，产生灾难性的安全事故。4.6.2钢围檩脱落由于钢围檩直接安放在托架上，特别是在安装和拆除时，易造成钢围檩的滑落，同时易造成施工人员的伤亡。4.6.3支撑钢管脱落由于支撑钢管直接顶靠在钢围檩外缘，安装完成后，再对钢管施加预应力，并用活络头进行调节预应力，一旦活络节产生松动，施加的预应力散失后，易造成钢管脱落。4.6.4外力作用致使钢支撑体系坠落外力
23、作用致使钢支撑体系坠落大致分三种型式。（1）是围护结构外侧土体由于方方面面的原因造成围护结构外侧土体脱空和坍塌，导致围护结构向外倾斜，因钢支撑施加有预应力致使钢支撑体系坠落，造成人身及工程伤害事故。（2）是由于施工周期较长，支撑体系暴露的时间相对较长，易造成由于意外施工机械及其它重物坠落至槽体内，造成支撑体系坠落，并产生连锁反应，导致支撑体系坍塌，造成灾害性事故，致使工程受损及人员伤亡。（3）是由于土方开挖时是自上而下逐层安装，逐层开挖，拆除时是自下而上逐层拆除，故在安装和拆除时，吊车的吊运过程中极易产生碰撞，造成钢支撑体系脱落，造成人身伤害及工程受损。（4）为防止和减少由于各种因素造成钢支撑
24、坠落伤害事故,在施工时采取一些必要的防范措施：钢围檩安装和拆除时，应保证吊车钢丝绳扣紧钢围檩，然后工人进行安拆作业，这样可有效避免钢围檩滑落事故的发生,同时用通长的L100*10角钢顶住钢围檩，然后焊接在托架上。土方每层开挖深度为钢支撑以下1m，钢支撑活络节施压前，可在钢支撑下方垫枕木，待钢支撑预计结束后再撤除。在钢支撑的端头与钢围檩接头处设置一块刮挂板，具体见“图3-7钢支撑防脱落挂板示意图”。图4-7钢支撑防脱落挂板示意图5.保证措施5.1安全保证措施（1）现场施工成立安全生产领导小组，全面负责现场的安全生产和文明施工。（2）项目部建立健全的各级、各职能部门及各类人员安全生产责任制，并挂墙
25、。（3）项目部每周召开安全生产例会，并建立健全的安全生产奖惩制度。（4）项目部建立消防领导小组，制定健全的各级消防责任制度，现场配备足够的灭火设备。（5）现场防火加强防火安全教育，制定施工现场的消防制度，建立健全消防管理机构，绘制消防平面图，明确各区域消防责任人。按施工作业面和生活区的实际面积和需要，根据有关规定在施工现场生活住房区及施工机械、车辆上配备足够而有效的灭火器材和消防蓄水池。挑选年富力强的人员组成义务消防队，对其进行必要的消防知识和技能培训，使其熟悉消防业务，做到训练有素。与当地消防管理部门取得联系，必要时请求予以协助。5.2质量保证措施5.2.1组织保证（1）质量管理机构建立健全
26、质量管理机制，从组织上确保质量目标的实现。成立以项目经理为首的质量管理小组，全面负责质量管理工作。配备必要的检测、试验仪器设备，从原材料控制开始。对施工全过程进行质量检查，在施工过程中自下而上按照“跟踪检测、复检、抽检”三个检测等级分别实施检测工作。（2）落实岗位责任制根据质量管理体系的要求和项目部人员分工，将根据各自所承担的工作建立完善的质量岗位责任制，在本着分工不分家的基础上实施逐级负责和分工负责。5.2.2制度保证（1）严格实行交底制度分项工程开工前，技术人员向现场管理人员、班组长、作业人员及相关部门进行交底。交底内容包括该项工程的设计要求、技术标准、几何尺寸、施工工艺和注意事项等，使全体人员在彻底明了该工程的情况下投入施工。（2）建立“五不施工、三不交接”制度“五不施工”即：未进行技术交底不施工；图纸和技术要求不清楚不施工；测量未经换手复核不施工；材料无合格证或试验不合格者不施工；工作不经检查签证不施工。“三不交接”即：无自检记录不交接；未经专业人员验收合格不交接；施工记录不全不交接。（3）对工序实行严格的“三检”“三检”即：自检、互检、交
