石家庄地铁1号线施工工法作业指导书.doc

本页为作品封面，下载后可以自由编辑删除，欢迎下载！！！

精
品
文
档

1
【精品word文档、可以自由编辑！】

石家庄市轨道交通1号线一期工程

施工工法汇编

中国中铁石家庄地铁1号线工程建设指挥部
二○一三年六月
目 录
第一章 前言 2
第二章 围护结构 3
第一节 旋挖钻钻孔围护桩施工工艺工法 3
第二节 围护结构钢支撑施工工艺工法 15
第三节 预应力锚索（筋）施工工艺工法 27
第三章 车站基坑 39
第一节 明挖法施工工艺工法 39
第二节 盖挖逆作法施工工艺工法 64
第三节 洞桩法施工工艺工法 80
第四章 盾构隧道 106
第一节 土压平衡盾构机下井组装调试工艺工法 106
第二节 预制钢筋混凝土管片生产工艺工法 119
第三节 盾构配套运输设备选型及洞内布置工艺工法 134
第四节 盾构始发和到达端头加固施工工艺工法 145
第五节 地铁盾构隧道洞门施工工艺工法 155
第六节 土压平衡盾构始发施工工艺工法 166
第七节 土压平衡盾构到达施工工艺工法 179
第八节 盾构注浆施工工艺工法 193
第九节 盾构隧道防水施工工艺工法 206
第十一节 土压平衡盾构在砂层中掘进施工工艺工法 230
第十二节 小半径曲线隧道盾构施工工艺工法 239
第五章 矿山法隧道 249
第一节 浅埋暗挖台阶法施工工艺工法 249
第二节 双侧壁导坑法施工工艺工法 261
第三节 中隔壁法（CD法）施工工艺工法 273
第四节 交叉中隔壁法（CRD）施工工艺工法 289
第六章 辅助工法 302
第一节 超前小导管施工工艺工法 302
第二节 钢架（格栅）施工工艺工法 310
第三节 锁脚锚管施工工艺工法 311
第四节 袖阀管注浆施工工艺工法 311
第五节 喷射混凝土施工工艺工法 311
第七章 监控量测 311
第一节 深基坑监控量测施工工艺工法 311
第二节 隧道洞外控制测量 311
第三节 隧道洞内测量 311

2

第一章 前 言

为使石家庄市轨道交通1号线一期工程（以下简称本工程）项目建设及施工管理科学化、规范化、标准化、制度化，结合中国中铁近年来在城市轨道交通领域建设取得的成果，总结以往城市轨道交通工程建设项目施工管理的经验和教训基础上，本着指导性、控制性、实用性的原则，结合本工程特点，汇编完成本手册（作业指导书）。
本次汇编共收集到了中国中铁股份公司及其下属二级子公司的大部分施工工法，部分工法为正在申请或已列入开发计划，我们进行了大量遴选，选出适合石家庄轨道交通1号线工程施工特点的部分内容。汇编共分成六部分，分别是：围护结构、车站基坑、盾构隧道、矿山法隧道、辅助工法及监控量测，各项目部在具体实施过程中发现存在问题或有改进意见，务请及时反馈。
第二章 围护结构
第一节 旋挖钻钻孔围护桩施工工艺工法
1 前言
1.1 工艺工法概况
在上世纪40年代，随着大功率钻孔机的投入使用，钻孔灌注桩也孕育而生，在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。随着地铁建设的飞速发展，深基坑开挖围护安全成为了重点。地铁车站主体结构埋深较大，钻孔桩钻进深度较深，地质情况不明，特别在市区，受各种条件制约，对钻孔桩施工是一种考验。如何保证钻孔灌注桩的质量实际上也就是间接的保证基坑开挖时的安全。
1.2 工艺原理
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔的方法，使用泥浆护壁，在地基土中形成桩孔，并在其中放置钢筋笼、水下混凝土灌注而形成钻孔灌注桩。
2 工艺工法特点
2.1适应性广，不受地下水位、桩径、桩长等限制。
2.2工程造价较低，灌注桩仅根据荷载大小和性质及荷载沿深度的传递特征以及土层的变化来配置钢筋。
3 适用范围
适用用地下为粘土、砂土等土质结构。
4 主要引用标准
4.1《钻孔灌注桩施工规程》（DG／TJ08）；
4.2《混凝土结构设计规范》（GB50010）；
4.3《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）；
4.4《地铁设计规范》（GB50157）；
4.5《建筑结构荷载规范》（GB50009）；
4.6《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）。
5 施工方法
旋挖钻施工方法：旋挖钻机就位→埋设护筒→钻头轻着地后旋转开钻当钻头内装满土砂料时提升出孔外→旋挖钻机旋回，将其中的土砂料倾倒在土方车或地上→关上钻头活门,旋挖钻机旋回到原位, 锁上钻机旋转体→放下钻头→钻孔完成,清孔并测定深度→放入钢筋笼和导管→进行混凝土灌注→拔出护筒并清理桩头沉淤回填，成桩。
冲击钻施工方法：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
循环钻机施工方法：钻机就位对中，钻进成孔、排土，钻至预定深度，停钻检查，泵送混凝土、提钻，灌注混凝土成桩，下放钢筋笼成桩。
6 工艺流程及操作要点
6.1 施工工艺流程

图1 钻孔桩施工工艺框图
6.2 操作要点
6.2.1施工准备
1．地上、地下障碍物处理完毕，达到“三通一平”，结合现场实际情况，合理布置场地。留出混凝土运输车、汽车吊的进、出场道路，布置好混凝土运输车的灌注位置，钢筋笼的存放位置、导管的堆放位置、汽车吊、钻机的工作位置。
2．正式进场施工前应对整套施工设备进行检查，保证设备状态良好，禁止带故障设备进场。
3．做好与灌注桩施工相关的水、电管线的布置工作。施工现场内道路、基坑坡道应符合设备运输车辆和起吊设备的行驶要求，对软弱地面进行碾压或夯实等加固处理。
4．设备组装时应设立隔离区，专人指挥，严格按程序组装。
5．安排材料进场，按要求进行原材料复试。
6．开工前应对施工人员进行质量、安全技术交底，并填写«技术交底记录»与«安全交底记录»，并对设备进行安全可靠性检查，确保施工安全。
6.2.2施工放样
钻孔桩施工前应对桩位进行准确放样，桩位放样后进行自检，自检并报监理工程师复核无误后方可进行下道工序。在施工中，考虑施工、测量、结构变形等各种误差因素，保证结构净空，将钻孔桩轴线按设计外放10～15cm或按基坑深度的1/150外放。
6.2.3护筒埋设
护筒采用钢护筒，根据不同的钻孔桩直径用4mm钢板制成内径比钻孔桩直径大0.1～0.2m的钢护筒,护筒埋设一般要高出施工地面至少0.3m，护筒有足够的埋置深度，并且坚固、不漏水。桩位经测设确定后，先人工进行管线挖探工作，探坑挖至原状土，经确认无管线后方可埋设护筒。在桩位处用钻机进行扩孔，直径大于护筒直径5公分。用钻头将护筒对中压入扩好的孔中，护筒外围用粘土填实，其埋深不小于2.0m。
6.2.4钻孔施工
钻旋挖钻机采用全断面取芯钻进工艺，即采用特别的“筒式”钻具，将土一次性全部抓入筒中，成孔速度可达10～15m/h。钻进过程中及时注入泥浆进行护壁，防止塌孔。随灌注用泥浆泵将泥浆抽回泥浆池重复使用，在钻进过程中，随时检查钻孔直径和竖直度，同时观察取芯样品，查明土质类型，做好记录，以便与设计资料核对。挖出的泥土，在白天归堆覆盖存放，晚上及时清运。
注意事项：
1．钻机就位前，先平整场地，保证钻机平稳、牢固。在桩位处埋设钢护筒，内径比桩径大0.1～0.2m，埋深不小于2.0m，同时挖好泥浆池，并接通水源、保证施工用水。
2．钻进时根据土质情况，先采用干法钻进2～3米，然后注入泥浆护壁，泥浆用膨润土制备，泥浆比重控制在1.15～1.2t/m3。
6.2.5清孔
当钻孔达到设计标高后，用探孔器检查钻孔桩的成孔情况（桩径、垂直度），检查合格后进行钢筋笼安装，钢筋笼安放好后，如沉渣厚度超标（＞10cm）需要进行清孔，清孔时注意保持孔内浆面稳定，以防坍孔。清孔后保证泥浆指标及孔深符合规范要求。
6.2.6钢筋笼制作与吊装
1．钻孔桩钢筋笼制作按照设计图纸在钢筋加工棚制作，根据设计图纸先进行下料。为保证钢筋笼的几何尺寸及相对位置正确，钢筋加工在加工棚平台上放样成型，主筋接头采用机械连接（直螺纹套筒）或焊接均可。钢筋笼在现场地面平卧组装，先将加强箍筋排列整齐，再将主筋依次放在箍筋上，点焊固定。要求钢筋笼表面平整度误差不得大于5cm，再将螺旋筋同主筋绑扎。主筋连接在同一断面的接头率不大于50%。钢筋笼下端0.2m范围内主筋应稍向内侧弯曲呈倾斜状。
2．制作过程中对钢筋的种类、型号、数量进行一一核对，对有锈迹的钢筋应先除锈再加工使用。钢筋笼应按吊装条件确定分段加工长度。在骨架上端，设置2根吊杆（或吊环），保证吊装时钢筋笼竖直入孔，方向正确。钢筋采用机械连接时，接头外露丝扣不得超过一个完整扣，采用焊接时要满足焊接搭接长度，单面焊10d，双面焊5d（d为钢筋直径）。钢筋笼存放时下部用方木垫空（方木间距同加强箍筋），顶、侧部应覆盖，以防雨、雾等潮湿生锈。在阴阳角部位应当加设测斜管，测斜管是为保证后期对基坑安全监测的一种有效的手段，测斜管长度基本与钢筋笼同长，但不可高出钢筋笼，安装在钢筋笼内侧，固定牢固，下放导管时应当注意不要碰撞测斜管。
3．钢筋笼制作允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；钢筋笼直径±10mm；长度不宜大于100mm。
4．钢筋笼的吊装采用25t吊车吊放。起吊时，须用双吊点，吊点位置要恰当，一般设在加强箍筋处（吊点处应加焊）。采用大钩和小钩相互配合进行钢筋笼吊装，小钩吊下部、大钩吊上部。在吊车小钩上挂一个滑轮，将钢丝绳穿过滑轮，钢丝绳两端采用U型卡环与钢筋笼加强箍筋连接牢固，下部第一个吊点设置在下部第二个加强箍筋处，第二个吊点设置在向上6.0米的加强箍筋处。钢筋笼上部对称设置两根钢丝绳，钢丝绳两端采用U型卡环与钢筋笼加强箍筋连接牢固，第一个吊点设置在上部第二个加强箍筋处，第二个吊点设置在向下8.0米的加强箍筋处，每根钢丝绳上均有一个滑轮，将两个滑轮挂在扁担（型钢制作）上，扁担上部设置吊钩挂在吊车大钩上。起吊时大、小钩同时受力，大钩向上吊起钢筋笼，小钩起到稳定钢筋笼的作用，同时防止钢筋笼弯曲变形，相互配合将钢筋笼慢慢吊直，同时安排专人扶稳钢筋笼下部，保证钢筋笼在起吊过程中始终处于稳定状态下。吊直后将钢筋笼对准孔位缓慢下放，不得摇晃碰撞孔壁或强行入孔。
5．钢筋笼入孔后，要牢固定位，保证钢筋笼的方向，并将钢管穿入吊环中，将钢筋笼吊住，保证笼顶标高符合规范要求，防止在灌注水下混凝土过程中下沉或上浮。入孔定位标高应准确，允许误差为±5cm，并使其下部悬空；钢筋笼上口应和桩中心对中并固定，允许误差为±3cm。
6.2.7灌注水下混凝土
1．混凝土施工坍落度控制在18～21cm。灌注水下混凝土采用导管法，导管直径250mm，管节连接应严密、牢固，使用前均调直、试拼装、试压编号，并进行隔水打压试验。导管底端距孔底应保持300～500mm，漏斗和储料斗需有足够的容量，保证首批灌注的混凝土足以封住孔底，并且导管埋入混凝土的深度不小于1.0m，混凝土用罐车运输，吊车配合灌注，通过下料漏斗，提升导管在稀泥浆中浇注，导管随浇注随提升，保证导管埋深在2～6米，避免提升过快，造成混凝土脱空现象，或提升过晚而造成埋管太深拔不出的现象。
2．每根桩的水下混凝土灌注均应工作紧凑、连续地进行，严禁中途停工。同时，注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，保证导管埋入混凝土深度在2～6m范围内。并指定专人填写好灌注记录以便及时总结经验指导下一根桩的施工。钻孔桩灌注标高应高出桩顶设计标高0.5m，下道工序施工时将浮浆剔凿，保证钻孔桩成桩质量。
3．钻孔桩施工完毕或部分完毕，应通知监理单位及质检部门对成桩的质量进行检测。经检验合格后转入下道工序施工。
7 主要机具设备
表1 主要机械设备配置表
序号
作业名称
机具设备名称
数量
备注
1
钻孔
旋挖钻
1
成孔
2
吊装
汽车吊
1
吊放钢筋笼
3
钢筋加工
切断机
2
钢筋笼制作
4
钢筋加工
套丝机
2
钢筋笼制作
5
钻孔泥浆处理
泥水净化器
1
清孔
6
制作钢筋笼
电焊机
1
制作钢筋笼
7
灌注钻孔桩
导管
1
灌注混凝土
8 劳动力组织
钻孔灌注桩要求工种多，且由于其特殊性，现场需配备专业技术人员。作业人员一天24小时连续作业，人员配备见表2。
表2 作业人员配备表
序号
工序
人数
备注
1
钢筋笼加工
24
尺寸量取、现场拼装
2
钻孔
8
型材下料、制作
3
钢筋笼吊装
6
打眼、安装
4
混凝土灌注
6
观察混凝土情况做好现场试验
5
泥浆拌制
6
注意根据土质情况配制泥浆比重
6
操作手
4
灌注混凝土过程控制
7
电工
3
现场用电设施的使用及维护
8
测量人员
6
基坑监测、锚索定位
9
安全员
2
负责现场全面安全工作
10
文明施工班
6
现场卫生
9 质量控制
9.1 易出现的质量问题
9.1.1钻孔质量问题
1．塌孔
2．缩颈
3．桩孔偏斜
9.1.2钢筋笼安装质量问题
1．钢筋笼安装与设计标高不符。
2．钢筋笼的上浮。
9.1.3混凝土灌注问题
1．堵管
2．桩顶部位疏松
3．桩身混凝土夹泥或断桩
9.2 保证措施
9.2.1塌孔预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流沙层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的混凝土处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合填至坍塌孔段以上1m处，捣实后重新钻进。
9.2.2缩径：预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔端钻进时，可适当提高泥浆的粘度，对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
9.2.3桩孔偏斜：预防措施：保证施工，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强 行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。
9.2.4钢筋笼安装与设计标高不符：预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，混凝土保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。
9.2.5钢筋笼的上浮：钢筋笼上浮的预防防措施：严格控制混凝土质量，坍落度控制在18±3cm，混凝土和易性要好。混凝土进入钢筋笼后，混凝土上升不宜过快，导管在混凝土内埋深不宜过大，严格控制在10m以下，提升导管时，不宜过快，防止导管钩钢筋笼，将其带上等。
9.2.6水下混凝土灌注堵管：预防措施：商品混凝土必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，混凝土的级配与搅拌必须保证混凝土的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设或规范要求，现场抽查每车混凝土的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。
9.2.7桩顶部位疏松：预防措施：首先保证定高度的桩顶留长度。受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒-中捞起的取样物是混凝土而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。
9.2.8桩身混凝土夹泥或断桩：预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，混凝土灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩混凝土灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后混凝土的埋深，严禁凭经验拔管。
10 安全措施
10.1 主要安全风险分析
主要以机械碰撞、吊装钢筋笼安全以及用电安全。
10.2 保证措施
10.2.1安全用电
1．施工现场内临时用电的安装和维修必须由专业电工（持证上岗）负责完成，非电工不准拆装电气设备。
2．严格执行电气安装、维修技术规程，认真贯彻“JGJ-4688”施工现场临时用电安全技术规范。
3．操作人员正确使用防护用品（安全带、绝缘鞋、绝缘手套、工作服等）。
4．电工高空作业时，严禁向下抛掷物品，应采用绳子上下传递物品。
5．检查、维修配电箱时，必须将其前一级相应的电源开关闸断电，并悬挂“禁止合闸、有人工作”等标志牌。
6．高压电气设备和线路上的作业，必须由专业人员操作。
10.2.2起重安全措施
1．起重机安装作业前清除工地所经道路的障碍物，做到工地整洁、道路畅通。
2．吊运机械使用前对钢丝绳、卡具等进行检查验收，符合标准才可使用。
3．起重司索工必须掌握统一规定信号、手势的表达，做到正确、洪亮和清楚，作业时必须鸣口哨。
4．起重司索工必须在上班前严格检查吊运使用的钢丝绳、索具、卸克，发现不符合安全使用规定的索具、卸克立即更换。
5．起重司索工必须严格执行“十不吊”并遵守“吊物下严禁站人”制度。各种起重机械起吊前必须进行试吊。
6．起吊时必须由信号工按照规定的统一信号发出信号以警示人员及时避让。
7．吊运散件必须用索具或箱体，吊运检查安全可靠后，方可进行吊运工作。
8．起吊重物时，吊具要捆扎牢固，以防滑脱。
9．在起吊时，司机认真操作，严禁吊斗撞击工作井内设施，吊机停止作业时，应安全制动，收紧吊钩和钢丝绳。
10．夜间施工有充足的照明，遇到暴雨、大风、地面下沉等情况时停止吊运。
10.2.3机械安全措施
1．严禁无证人员上岗进行机械操作。
2．机械操作人员严格按照操作规程运作机器，不得违规操作。
3．机械操作司机对机械的各个传动部分、操作控制部分经常检查，发现异常情况必须马上报告设备部门及有关人员维修，严禁行车带病工作。
4．爱护机械设备，做好机械的保养和清洁工作。
5．在机械运作范围内严禁非机械操作人员滞留。
6．机械设备在施工现场停放时，选择安全的停放地点，夜间设专人看管。
7．做好机械运作记录，根据记录和操作经验，有预见性的对机械运作提出保养和故障排除预案。
8．定期组织机电设备、车辆安全大检查。
11 环保措施
环境的影响有两层含义：一层含义是指内部环境，即施工作业环境；另外一层是外部环境，即对周边环境的影响，对周边环境的影响主要指因各种原因引起的地表下沉；水文条件变化、枯水、水位降低、水质污染等；对周边结构物的影响；对社会、生活环境的影响。
11.1 水环境保护
针对现场实际情况，废水排放前要经过处理并排放到远离居民生活用水区，并由环保协调部定期联系当地环保监督部门对水质进行检验，确保当地水质不被污染。
11.2 生态环境保护
在施工准备阶段，结合设计图纸，对现场各种材料拌和站的设置、弃碴场的选择、施工便道的设置等进行进一步的调查，详细掌握第一手资料，合理规划临时用地，最大限度地减少施工用地。严格遵守《环境保护法》以及相关的法律、法规、规章制度，严格执行“三同时”即：同时设计、同时施工、同时竣工，不留尾巴、不留后患，采取一切合理措施保护现场内外的环境，确保环保目标圆满实现。
建设效果及施工图片

图2 探坑开挖 图3 桩体定位

图4 钻孔桩成孔及钢筋笼吊装 图5 泥浆比重检测

图6 导管安装 图7 混凝土水下灌注

图8 坍落度试验 图9 钢筋笼质检

第二节 围护结构钢支撑施工工艺工法
1 前言
1.1工艺工法概况
钢支撑是明挖结构内支撑体系重要组成部分，每根钢支撑有多个短节钢管拼接而成，通过法兰盘进行连接，钢支撑一头安放在钢围檩的托板上，另一头通过活络头安装在对面的一侧，通过活络头用千斤顶对钢支撑按照设计要求预施加一个轴力，并对该轴力实行监控，以便掌握结构变形情况。在结构拐角处由于距离比较小，不适合架设钢支撑，可以用型钢焊接成短节的型钢支撑作为支撑体系。
1.2工艺原理
钢支撑是支撑体系的一种形式。目前较为广泛的应用于地下工程，特别是深基坑开挖工程中最为常见，它主要是将基坑一侧土压力通过钢支撑的作用，传递到另一侧，与另一侧的土压力保持平衡，从而使基坑处于安全的状态，钢支撑轴力的变化能间接的反应出基坑两侧土压力变化情况，因此可以通过对钢支撑轴力监测，正确的指导安全施工。
基坑在开挖过程中，随着深度的增大，两侧土压力也随之增大，土压力通过力的传递到围护结构上，向基坑内侧侵斜，采用刚性的型钢对撑之后，将基坑两侧的土压力很好的平衡。以达到预期效果。
2 工艺工法特点
钢支撑施工简单，适用性强，操作方便，时效性强，可周转重复使用。
3 适用范围
主要使用在地下工程、深基坑工程。
4 主要引用标准
4.1《地铁设计规范》（GB50157）
4.2《建筑基坑工程技术规范》(YB9258)
4.3《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）
4.4《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）
4.5《建筑桩基技术规范》（JGJ94）
4.6《建筑工程施工现场供用电安全规范》（BG50104）
4.7《建筑地基基础设计规范》（GB50007）
4.8《建筑钢结构焊结技术规程》(JGJ81)
5 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，支撑架设极具时间性和协调性，支撑架设的方法、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。
5.1钢支撑拼装过程
5.1.1钢支撑在拼装时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，防止坠落。
5.1.2钢支撑安装前一定要检查钢管的平直度，若不平直要进行矫正。
5.2钢支撑架设方法
5.2.1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及标高线。
5.2.2第一道 钢支撑架设在冠梁预埋钢板上，其它各层钢支撑安装钢围檩支架牛腿后，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。
5.2.3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。
5.2.4将厂家制作的单根支撑钢管与活接头采用高强螺栓进行现场连接，组装成为成型的单根钢支撑。
5.2.5用2台25t汽车吊或1台50t履带吊（或龙门吊）吊放钢支撑到钢支座上，并使活动端较宽位置支撑于围护桩上。
5.2.6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。
5.2.7为防止钢支撑在施加轴力时由于自重产生过大的挠度，在对钢支撑施加预应力时汽车吊（或龙门吊）吊装钢丝绳必须持力，不得放松。
5.2.8在钢支撑支架处焊接防坠钢板，完成施加预应力前的各种准备。
6 工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
6.1.1工艺流程图

图1 工艺流程图
6.1.2工艺施工操作顺序
1.基坑开挖至冠梁下1.5m后，立即放样出支撑位置线，此时挖掘机进行中部拉槽，同时在桩体上植筋安装三角托架以及通常扁钢。
2.托架、围檩安装焊接完毕后，开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一台25t的吊车在基坑外架设（或采用龙门吊进行架设），吊起时两端轻放在支座上，固定端与冠梁预埋钢板点焊，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，在活动端逐级加压，施加预应力达到预加轴力，且压力表读数稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧。
3.第一层支撑安装完毕后，进行第二层土方的开挖，开挖至第二道支撑底标高后，待本层土方开挖拉槽完成后开始安装第二层钢支撑，工序内容与第一层大体相同。
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1.材料准备：主要材料包括钢管、型钢、膨胀螺栓。材料的进场、报验等资料齐全。
2.技术准备：仔细审核图纸，编制施工方案上报监理审批，下发技术交底。
3.人员准备：管理人员及施工人员配备齐全，提前到岗，统一组织进行安全技术教育培训。特种工必须持证上岗。
4.设备准备：钢围檩加工的焊机切、割用的氧气焊、手电钻、吊车等设备齐全，吊车的吨位根据施工场地情况以及钢支撑长度、重量等综合考虑，施加预应力的千斤顶规格，根据预加轴力大小确定，但预加最大轴力不应超过千斤顶额定功率的80%。所有设备必须报验合格方可进场使用。
5.场地准备：加工场地提前规划、所有地面必须硬化处理。辅助设备配备齐全。
6.2.2施工操作要点
1.支撑架设时机
钢支撑和土方开挖是两道密不可分的工序，二者相互促进，同时也相互制约。如何选择一个合适的支撑架设时间是关系整个施工进度的关键。对于主体结构而言，结构长度较长，深度较大，上下两道钢支撑间距一般在5米左右，有利于大型挖机的流水作业。每次开挖长度在15米左右，因此要做到支撑位置外露时就需及时架设钢支撑，以确保结构安全。
2.钢支撑架设必须准确到位，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。
3.连接牢固，与格构柱、围檩与围护结构连接施工
钢支撑不是单独的起到内部支撑作业，它是与格构柱、钢围檩、围护结构共同组成了一个内部支撑体系。因此他们之间必须要有一个可靠的联系方式，以确保在外力作用下能够保证结构安全。
钢支撑和格构柱的连接主要通过U型卡箍将钢支撑固定在格构柱上。连接形式如下图所示：

图2 钢支撑和格构柱的连接
钢支撑主要是分为型钢支撑和钢管支撑，因此与钢围檩连接方式也主要分为两种。型钢支撑与钢围檩采用焊接，如下图所示：

图3 型钢与钢围檩的连接
钢管支撑与钢围檩采用焊接，如下图所示：

图4 钢管支撑固定端和活动端与钢围檩的连接
4.应力施加设计要求

图5 钢支撑轴力施加
轴力施加时要遵循循序渐进，不断施加的方法，不能一步到位防止应力损失。同时在用千斤顶施加预加力时，力必须大于设计预加轴力。千斤顶施加轴力后，在用钢楔进行锁定时，会有一定的应力损失，从而降低安全系数，因此在加力初期就要施加一个大于预应力轴力，以确保应力的保持。在实际操作中，要预先进行试加一个力，钢楔安装到位后，要对轴力进行测算，以便监测出，期间应力损失多少，进行多次试验后，方可测算出应力损失大概是多少，在后期应力施加过程中才能做到准备。
表1 设计轴力和预加轴力表

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。
2.支撑两端与钢围檩相接，钢围檩要求必须与围护桩密贴，在有间隙的地方用细石混凝土充填密实。
3.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。
4.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。
5.为保证施加预应力时斜撑钢围檩不会水平移动，每层斜撑钢围檩须设置抗剪凳,具体是在斜支撑中心两侧设置两个抗剪凳。抗剪凳位置应与实际护披桩位置相对应。
7 劳动力组织
钢支撑施工工序较多，包含钢支撑拼装，围檩加工、测量定位、托架安装、钢围檩安装、预加轴力等工序，合理组织劳力起着至关重要的作用。
为了保证每天的施工进度，需配备如下劳动力：
表2 劳动力配备表
序号
工种
人数
备注
1
钢支撑拼装、安装工
18
尺寸量取、现场加工、拼装
2
钢围檩加工、安装
8
型材下料、制作、打眼、安装
3
电工
3
现场用电设施的使用及维护
4
测量人员
4
基坑监测、锚索定位
5
安全员
2
负责现场全面安全工作
6
文明施工班
3
现场卫生
8 主要机具设备
表3 主要机具配备表如下
序 号
作业名称
机具设备型号
规格型号
单位
数量
备 注
1
安装钢支撑
10t龙门吊

台
1

2
膨胀螺栓打眼
电钻

把
2

3
施加轴力
液压千斤顶

台
2

4
钢梁加工
电焊机
BS-300
台
6

5
下料
切割机
JG-400
台
2

6
钢梁加工
配电箱
自制
个
20

7
钢梁安装
汽车吊
25t
辆
2

8
放线
全站仪
徕卡TC402
台
1

9
监测
精密光学测量滑动测斜仪
HCX-1
台
2

10
监测
水准仪
苏光DSZ2
台
2

11
监测
精密水准仪
DNA03
台
1

12
监测
水准尺
苏光
把
3

13
轴力监测
轴力计

套
1

9 质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1钢支撑拼装不平直，误差超限。
9.1.2围檩连接部位焊接不牢固，特别是阴阳角部位焊接质量不达标。
9.1.3围檩背后回填不密实。
9.1.4轴力施加锁定后，预应力损失较大。
9.2保证措施
9.2.1钢支撑拼装不平直，误差较大：加强钢支撑加工质量控制，进场验收必须严格，不合格的必须退场。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前由于自重产生过大的挠度，在施加轴力时汽车吊（或龙门吊）吊装钢丝绳必须持力，不得放松。钢支撑安装前一定要检查拼装成型的支撑是否平直，不平直（或存在变形）的要禁止使用。
9.2.2围檩连接部位焊接不牢固，特别是阴阳角部位焊接质量不达标现象较多。
1.加强对工人的质量意识教育。
2.加强制作、安装、焊接过程自检工作；将问题发现解决在萌芽状态。
3.建立奖惩制度，对一次达标验收率高的作业班组或者个人给予奖励，对屡次出现不合格产品的班组进行处罚。
9.2.3围檩背后回填不密实：加强现场控制，必须按照规范施工，严禁施工干拌料、回弹料，更不得回填其他杂物等。
9.2.4轴力施加锁定后，预应力损失较大：预应力损失主要是钢销子安装不密贴，或者因为钢销子接触面不平直光滑，出现毛刺现象，在千斤顶泻力后，钢销子受力后密贴造成轴力损失。在加工钢销子是，钢销子切割面必须平直，而且用力使钢销子与钢销子之间，钢销子与支撑之间密贴，确保千斤顶泻力后应力损失最小。
10 安全措施
10.1主要安全风险分析
10.1.1钢支撑架设不及时，导致围护结构严重变形甚至失稳。
10.1.2安装不牢固，造成支撑脱落
10.1.3量测不及时，信息不畅通，对支撑安全状态不掌握。
10.1.4吊装作业不规范，容易造成物体打击事故。
10.2保证措施
10.2.1针对配合土方开挖，确保及时架撑，保证背后回填质量，以及加强质量控制，必须建立安全质量体系，加强现场管理与协调。安全保证体系如下：

图6 安全保证体系
10.2.2保证措施
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.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。
5.在安装牛腿支架、钢围檩时一定要注意在基坑顶部设防护栏，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。
6.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。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。
7.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。针对钢支撑防坠落，采取悬挂的措施：用一道15～20mm钢筋或者钢丝绳把钢支撑箍起来挂在钻孔桩的主筋上。
8.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、钢围檩的位移的观测，如超过允许值，应迅速采取处理措施。除此要注意基坑支护结构的水平位移及地面沉降监测。
11 环保措施
11.1钢支撑作业对环境造成不良影响的因素
钢支撑钢围檩从开始加工到后期安装整个过程中，对周边环境照成了一定的影响，影响因素主要为：
1. 钢围檩加工时的光污染
2. 钢支撑架设时，噪音污染
11.2采取的相关措施
11.2.1起重吊装作业尽量减少噪音，可以安装消音装置。拼装过程，轻吊轻放，减少噪音。
11.2.2电焊作业必须配备齐全的劳保用品。
11.2.3切割焊接等作业，施工完成后，每天做到工完料清，及时打扫焊渣并清理。
11.2.4严禁在晚上进行焊接作业，如确有必要时吗，必须搭建遮光棚，防止造成光污染。
11.2.5对余料、废料同意堆放管理，增强节能减排意识。
11.2.6加工的成品半成品应分类堆放整齐。采用标识标牌进行标识。
11.2.7现场做好文明施工和安全用电。
建设效果及施工图片

图7 基坑钢支撑全景 图8 第一道钢支撑全景

图9 钢支撑堆放整齐 图10 钢支撑防坠落

图11 钢支撑架设 图12 钢支撑效果图
第三节 预应力锚索（筋）施工工艺工法
1 前言
1.1工艺工法概况
预应力锚索是基坑围护结构的加固体系；是临时结构，与钢支撑的作用相同。
预应力锚固技术自20世纪60年代开始引入我国以来，已在水电等行业广泛应用。后来经过改进，内锚固段采用灌浆(水泥浆或水泥砂浆)，施工方便，锚固力大。预应力锚索的孔深已达到80m以上，锚固对象已从岩体扩展到土层和堆积体。预应力锚索的结构形式和施工工艺也不断推陈出新，产生了无粘结预应力锚索、压力型内锚头、单孔多锚头等技术和工艺。
1.2工艺原理
预应力锚索在深基坑开挖支撑防护体系中应用广泛。锚固段内锚索荷载依靠锚固段预应力钢绞线与浆体相接触界面上的粘结应力,由锚固段渐进式的往下传递,荷载作用时在锚固段上部浆体中拉应力集中,并沿深度方向衰减。在预应力锚索中设置一定长度的自由段,岩体对锚固段的锚固力通过自由段传递到腰梁及防护桩上并实现受力平衡。粘结式锚索用于支撑体系一方面由于预应力作用,使钻孔桩与锚固段间的土体结构呈密实压缩状态,保持挡护土体的整体性,另一方面由于锚索施加的预应力作用改变了破裂面土体的应力状态,从而保证开挖基坑边坡土体的自稳能力。
2 工艺工法特点
2.1浆体受压，加大了被锚固体的受压范围，使锚固体和被锚固体能够提供更高更稳定的锚固力拉力，因而对软弱地层适应性强。
2.2杆体采用无粘结钢绞线，具有很高的防腐蚀性能，减少了普通钢绞线施工时涂油工作，节省了人力，