深基坑盖挖法钢支撑施工技术研究

孙鸿飞， 耿生春

（中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230022）

随着城市轨道交通建设的发展，地铁车站基坑施工与地面交通、周边环境之间的矛盾日趋突出，大部分施工采用盖挖顺做法[1～2]。盖挖法的缺点是顶板封闭[3]且作业空间有限，钢支撑无法进行竖直下放安装。传统盖挖段下钢支撑安装一般采用双挖机抬吊分节安装，不仅要求两台挖机配合默契，而且成本高、风险大、效率低、安拆难度高、安全风险较大[4～5]，为克服传统施工工艺的弊病，对盖挖顶板封闭下钢支撑施工技术进行深入研究。

1 工程概况

天津地铁4号线曲阜道站在大沽北路与徐州道交叉口处有一道盖挖段，长23 m、宽20.7 m。盖挖段封闭顶板下设置2道直径800 mm、壁厚16 mm钢支撑，其中顶板底距第一道钢支撑中心为4.2 m，两道钢支撑之间的中心距离为4.8 m，第二道钢支撑距离底板顶面为3.68 m。

盖挖顶板下钢支撑工艺施工重难点主要有：预埋“L”形螺栓的定位及后续工字钢滑道的连接；钢支撑垂直下放及钢支撑横向位移指定位置的控制。

2 施工要点

2.1 施工准备

土方开挖前，根据基坑尺寸对钢支撑进行配模。

2.2 钢支撑安拆装置

根据基坑尺寸确定钢支撑安装所需的受力点，在盖板上提前预埋一“L”形ϕ24 mm螺栓，用该螺栓分别固定3道20a工字钢，其中中部工字钢为电动葫芦轨道，主要功能为实现钢支撑在盖板下水平运输，两侧工字钢为手拉葫芦滑道，主要辅助盖板下钢支撑安装。见图1。

图1 盖挖顶板预埋螺栓及轨道（滑道）

2.3 安装支撑托架

盖挖段基坑开挖至设计标高后，安排专人根据设计图纸进行测量[6]定位，标出钢支撑安装高度及水平位置，通过焊接方式将钢支撑托架固定在基坑围护结构预埋钢板上。

2.4 钢支撑预拼装

安装前，对每根钢支撑位置地下连续墙预埋钢板的距离进行实测，根据现有支撑标准节的长度及活络头的伸缩长度（不超过30 cm）进行配撑检查，在地面上根据配模情况进行试拼装。

2.5 分节吊入安装位置

对试拼装完成后的钢支撑根据预埋吊钩情况进行分解，采用25 t汽车吊分段吊入基坑盖挖段边缘，利用盖板上所安装的电动葫芦水平运至指定位置，进行钢支撑安装。

2.6 安装钢支撑

利用安装在滑道上的手拉葫芦，一端拉住支撑端部吊钩，通过收放手拉葫芦将钢支撑短节侧向运输至安装位置，继续收紧手拉葫芦以调节支撑短节高度并采用挖机配合调整支撑的拼接角度，对正螺栓孔眼，然后通过高强螺栓进行连接，最后按照同样的方法，依次安装其他短节支撑，直至整根钢支撑安装完成。第二层钢支撑安装受第一层影响，采用电动葫芦运送至指定位置后，再用两个手拉葫芦对钢支撑短节进行侧向运输，两个手拉葫芦位于所安装钢支撑两侧。见图2。

图2 钢支撑安装

2.7 预加轴力

钢支撑安装结束，按设计要求及时对支撑预加轴力。在支撑活络头上设置2台BZ70-1型千斤顶，2个千斤顶为一组，每组最大顶力1 000 kN。钢支撑预压按照60%、80%、100%分级加载，每级加载完成后静停10 min再施加下一级压力，当预加轴力到设计值时，压力稳定10 min后，用榔头敲击塞铁，将钢支撑活络端固定。钢支撑活络端和固定端顶在地下连续墙的预埋钢板上，若存在缝隙，采用钢板塞实。

2.8 钢支撑拆除运输

待底板达到设计强度的100%后，拆除第二道钢支撑；标准段直接施工侧墙和顶板，待顶板强度达到设计强度后拆除第一道钢支撑，利用手拉葫芦对钢支撑进行拆除，最后将钢支撑运送场外。

3 效益分析

3.1 工期

以安装20.5 m的钢支撑为参照。采用本工法进行施工，每天完成4根；采用传统工艺挖掘机抬吊法每天完成2根。

3.2 经济效益

以安装盖挖段第一层钢支撑为例，安装8根20.5 m的钢支撑本工法每天需4人、挖掘机1台、手拉葫芦4个、电动葫芦1个，工字钢轨道安装完成需时间2 d，共计花费18 230.4元；采用传统工艺挖掘机抬吊法每天需4人、挖掘机2台，安装完成时间4 d，共需花费24 000元。

4 结语

天津地铁4号线南段工程曲阜道站采用地铁深基坑盖挖顶板封闭下钢支撑施工技术进行施工，比传统的施工工艺更安全高效，大大缩短了地下连续墙未受力时间，成功解决了钢支撑安拆成本高、风险大、效率低、实施困难等问题，在保证施工质量的前提下加快了施工进度、节约了施工成本，为以后地铁深基坑盖挖顶板封闭工况下钢支撑安拆施工提供了宝贵的经验。