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摘要：结合西安地铁五号线深基坑施工项目，对钢支撑施工工艺在项目中具体应用展开探讨，其中涉及拼装、架设、预加轴力及拆除等步骤，并对施工期间安全风险进行分析，由此提出具体的管控措施，旨在保障的地铁的安全施工。
1.工程概况
西安地铁五号线TJSG-13标主要施工内容为岳家寨和荣家寨两个车站的土建施工。其中，岳家寨站总长219m，标准段宽度21.2m，设计为地下明挖两层局部三层站，车站基坑深18~24m，内支撑分别采用φ609mm和φ800mm自上而下四道钢支撑。荣家寨站总长150m，标准段宽度22.24m，设计为地下明挖三层站，车站基坑深24m，第二至第四道支撑分别采用φ609mm和φ800mm自上而下三道钢支撑。
2.钢支撑施工工艺
钢支撑是保证深基坑安全的主要措施，根据基坑土方开挖进度，在钢支撑拼装场地内提前备齐预开挖段所需的钢支撑、钢围檩及托架等材料，并将钢支撑管节拼装成型到设计长度。等待钢围檩安装工作面挖出后进行安装，必须做到先撑后挖以保证在开挖期间车站基坑的安全。
2.1钢支撑拼装及架设
钢支撑拼装及架设工艺流程如下所示：钢支撑拼装及编号→钢围檩托架安装→钢围檩就位及安装→防坠落托板安装→钢支撑对号吊运及安放→钢支撑就位校正→施加预应力→紧固钢楔→拆除液压千斤顶→钢支撑防坠落钢丝绳安装。（1）支撑拼装连接：在钢支撑就位前，先在地面预拼装到设计长度。一般整根的钢支撑由固定端、标准节、调节节和活络端组成，单节钢支撑间通过法兰和高强螺栓连接成整体。（2）安装钢围檩：在支撑位置进行土方开挖作业，并对开挖段围护桩体表面整平，安装围檩托架及钢围檩，将围檩固定在托架上并在围护桩打孔单独设置防坠落措施。（3）起吊就位：钢支撑在地面拼装完成后，将钢支撑从拼装位置吊运至钢围檩上方。（4）钢支撑安装：钢支撑吊装至指定点位，将液压千斤顶放入活络端顶压位置，做好施加预应力的准备工作。
2.2钢支撑预加轴力
（1）液压千斤顶必须有计量装置，加压作业由专人进行，并定期对设备及压力表进行维护校验，正常情况下每半年校验一次，若使用中出现设备损坏或异常现象时要重新进行校验。（2）钢支撑安装完毕后，及时检查螺栓的连接状况，检查合格后方可施加轴力。（3）施加轴力要分级、重复进行，预加轴力达设计值时，应对各螺栓紧固情况再次进行检查，及时紧固松动螺栓，持荷至轴力稳定后使用钢楔对活络端进行锁定，保证紧密接触，防止预应力损失，最后液压千斤顶卸载并移走。（4）钢支撑轴力加载完成后应进行轴力监测，12h内观察轴力变化及桩体水平位移情况，如轴力损失较大或轴力超过设计值允许范围，应立即对其分析原因，找到原因后根据情况在进行加载或卸载，直至预加设计值。（5）在下一道钢支撑轴力施加后，上一道钢支撑的轴力可能发生变化。此时，根据轴力监测情况对上一道支撑轴力采取加载或卸载措施，直至达到设计要求。（6）施加轴力控制应按严格照设计图纸要求分级逐步实施。
2.3钢支撑拆除
（1）钢支撑拆除施工工艺。吊住钢支撑→拆除防坠落钢丝绳→安装千斤顶施加预应力→拆除钢楔→移除千斤顶→吊出钢支撑→拆除钢支撑防坠落托板→拆除防坠落措施及钢围檩→拆除钢围檩托架。（2）钢支撑拆除方法。钢支撑的拆除随车站主体结构施工进程分段分层拆除，拆除时用吊装设备将钢支撑托起，在钢支撑活络端设置2台液压千斤顶，同步施加轴力使钢楔松动后取出，将千斤顶吊离要拆除的钢支撑，使用吊装设备将钢支撑吊出基坑，在拼装场地拆分成管节然后装车退场。
3.钢支撑施工危险源分析
（1）吊装作业：由于钢围檩及钢支撑的安装都需要进行吊装步骤，钢支撑长度大且在施工时基坑内人员密集，易出现交叉作业，同时随着基坑下挖深度的增加，起重司机的视线盲区逐渐增大，因此在吊装作业中存在起重伤害、物体打击等安全风险。（2）高空作业：在钢围檩焊接固定、钢支撑安装、施加轴力、轴力调整以及后期支撑拆除过程中，高空作业都是不可避免的。人员在作业时将钢围檩上部作为操作平台，平台宽度仅有45cm，施工中作业人员存在坠落的安全风险。（3）施工扰动：深基坑施工期间吊装作业、混凝土泵车送料管造成对钢支撑的碰撞、基坑边堆载、自然沉降以及重载车辆在基坑边行驶均会对钢支撑造成影响，钢支撑出现受力方向改变或轴力变化将会造成钢支撑失稳风险。
根据钢支撑的施工特点，主要危险源集中在吊装作业和高空作业过程中，项目有针对性地采取了安全管控措施以降低施工安全风险。
4.1吊装作业安全管控措施
严格控制吊装的人员组成，执行设备“一机一人”制度，项目配备机修工和设备管理员，对起重设备进行检修、保养和检查，要求作业队固定信号司索工，以便与起重司机密切配合，在吊装前由项目部设备管理员、专职安全员、现场技术员、起重司机、信号司索工对吊绳、吊具、吊装设备及所吊物件进行检查。为了确保吊装安全，项目根据门吊使用频率和钢丝绳磨损程度及时更换龙门吊的钢丝绳，并选用高级别的吊绳、吊具，最大限度地降低吊具出现疲劳损伤而造成的安全隐患。吊装前，项目部要求信号司索工、起重司机通过对讲机进行沟通，确保起吊后信息准确，指令统一，安全员、技术员组织吊运路线上的作业人员疏散撤离。吊装时，信号工发出起吊信号，起重司机设备鸣笛警示。另外，在基坑开挖过程中，要严格执行基坑开挖方案，将马道两侧作为钢围檩施工预留作业平台，规避因土方超挖造成的基坑变形风险，降低吊装作业时钢围檩的起吊高度，同时避免高空作业人员悬空，不仅可提高作业效率，而且减少了危险作业环节。
4.2高空作业安全管控措施
钢支撑吊装、施加轴力及防脱落装置安装均依靠钢围檩为操作平台，但由于平台空间狭小，高空坠落风险大，人员的安全防护措施尤为重要，为此项目在钢围檩托架打孔安装时，在钢围檩上部约1.5m高处每间隔20m打设防坠落钢丝绳锚固点，设置膨胀螺栓并安装直径10mm的沿基坑纵向贯通的防坠落钢丝绳，作为高空作业人员的安全带挂点，此项措施被我项目称为“生命线”。在整个支护结构施工周期中，将防坠落钢丝绳环绕基坑四周形成闭环，人员作业过程中安全带卡口在钢丝绳上可自由活动，作业人员佩戴五点式双挂钩安全带，遇到膨胀螺栓固定点时可用安全带双挂钩逐个进行更换挂点，确保在变换安全带挂点时有一个挂钩在发挥防坠作用。以往施工的安全措施是将安全带挂在钢围檩吊装孔内，作业人员高于安全带挂点，不符合安全带高挂低用的原则，并且由于挂点固定，作业范围受限，在更换挂点位置时，作业人员处于无防护状态，此项安全措施有效解决了安全带无处挂设或挂设不规范的问题，施工作业人员的安全得到有效的保证。同时采用钢丝绳环绕基坑四周作为安全带挂点的方式，不仅提高了作业效率，而且安全投入较为合理，钢丝绳也可重复利用，此安全措施明显优于以往方式。
4.3钢支撑使用期间的安全管理
在钢支撑安装完成后，按照规定的频次开展深基坑监测，如发现钢支撑轴力变化较大时及时组织相关人员对其进行原因分析，找到原因后在采取加载或卸载等应对措施；并加强对钢支撑巡视，如发现管节连接螺栓松动、钢支撑防脱落措施失效时，及时对连接螺栓进行复拧和增加防脱措施。为防止基坑内材料吊装或浇筑混凝土作业碰触钢支撑而造成支撑失稳，安排专人进行指挥作业、要求安全员和技术员全过程旁站监督，并在支撑上黏贴反光条，以防止夜间照明不足碰触钢支撑。
5.结束语
安全措施的落实是决定安全管理成败的关键。项目准确辨识钢支撑施工存在的安全风险，针对风险较大的工序、环节，制定了科学合理的安全管控措施，并在施工过程中严格执行和落实各项措施，确保了整个钢支撑施工作业环节的安全，进一步提升了项目整体施工安全风险管控能力。
参考文献：
[1]王昭征.地铁沿线深基坑工程安全监理工作探讨[J].建设监理，2019（07）：24-27.
[2]陈奇宇.深基坑支护工程的安全施工与管理分析[J].中国标准化，2017（10）：79+81.
作者:孙毅 吕昭 单位:中交二公局铁路工程有限公司