許鋒，錢大心

（1.安徽省中興工程監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230000；2.安徽省港航建設(shè)投資集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

滁河汊河船閘位于安徽省滁州市來安縣汊河鎮(zhèn)，在拆除原報廢老船閘后原址重建。項目按Ⅳ級標準建設(shè)，閘室尺度為200 m×23 m×4 m(長×寬×最小門檻水深)，設(shè)計船型為500噸級兼顧1000噸級船舶。工程范圍包括船閘主體、引航道、跨閘橋、魚道、停泊區(qū)及生產(chǎn)、生活輔助設(shè)施等。

在船閘基坑開挖過程中兩側(cè)排樁支護結(jié)構(gòu)發(fā)生較大位移，為解決險情，確保深基坑兩岸民房、滁河大堤和施工安全，該工程采用了裝配式型鋼支撐進行支護加固，鋼支撐布置分閘室、上下閘首、下游導(dǎo)航墻3個區(qū)域。其中閘室、閘首布置2道鋼支撐，下游導(dǎo)航墻布置1道鋼支撐?；訓|西向呈長條形，長度約425 m，南北向?qū)挾龋▏o樁間凈距）約33.8 m～58.6 m，基坑北側(cè)是來安縣汊河鎮(zhèn)老街民房，圍護樁距離民房凈距約15.0 m～45.0 m；基坑南側(cè)為江蘇省滁河大堤，河堤頂距離圍護樁凈距約15.0 m～50.0 m，河堤外側(cè)是南京浦口區(qū)民房；基坑東側(cè)及西側(cè)為滁河河道，施工期間下游設(shè)置臨時鋼板樁圍堰、上游土圍堰。本基坑支護設(shè)計深度為15.0 m～19.3 m，為臨時性工程。

2 結(jié)構(gòu)組成

裝配式型鋼支撐體系由H型鋼圍檁、H型鋼支撐、H型鋼托梁、連桿、八字撐、液壓千斤頂、牛腿等組成，通過現(xiàn)場裝配、螺栓連接節(jié)點的方式進行施工。型鋼圍檁、型鋼支撐、連桿、八字撐采用H400×400×13×21H 型鋼制作，型鋼托梁采用 H300×300×10×15H 型鋼制作，鋼圍檁牛腿采用600 mm180×180×16角鋼制作，立柱牛腿采用500 mm140×140×14角鋼制作，固結(jié)采用8.8級22 mm×70 mm 與10.9級 22 mm×80 mm高強螺栓。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

鋼立柱安裝（含樁基）→第一道（頂層）支撐安裝→一層土方開挖→安裝第二道支撐→二層土方開挖→底板施工并養(yǎng)護、墻后回填→拆除第二道鋼支撐→邊墩及墻身施工、墻后回填→拆除第一道支撐。

3.2 現(xiàn)場配置

①支撐材料采用卡車直接運入基坑安裝區(qū)域，由吊車將支撐鋼材吊入基坑內(nèi)。

②采用汽車吊在基坑內(nèi)進行鋼支撐現(xiàn)場施工吊裝。

③汽車吊需布置在基坑中部的適中空地區(qū)域，以方便吊裝作業(yè)。

④鋼支撐材料的進場節(jié)奏安排根據(jù)施工安裝速度隨時調(diào)整。

3.3 支撐安裝

①所有鋼支撐材料及相關(guān)鋼構(gòu)件均在工廠預(yù)先定制，施工前現(xiàn)場檢驗幾何尺寸和外觀，經(jīng)監(jiān)理單位驗收合格后予以使用。

②鋼支撐安裝時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用成品爬梯（采用腳手架搭設(shè)）。安裝第一層鋼支撐時，兩側(cè)連系梁上搭設(shè)支架，支架之間設(shè)置安全繩，施工人員施工前佩戴安全帶，施工時將安全帶掛在安全繩上。施工人員施工時自兩側(cè)連系梁下至鋼支撐頂部（連系梁頂至鋼支撐頂0.4 m）進行鋼支撐連接螺栓的安裝。安裝第二層鋼支撐時，施工人員在開挖基面進行施工（開挖基面-0.4 m，第二層鋼支撐頂0.6 m，高差1 m）。

③型鋼支撐的安裝遵循先主要構(gòu)件，后次要構(gòu)件的原則，按圍檁、立柱、鋼托梁和型鋼支撐的順序進行，盡快形成封閉受力體系并施加預(yù)應(yīng)力。

④在混凝土圈梁上的預(yù)埋構(gòu)件上焊接擱置鋼支撐的托架，同時在基坑中的鋼立柱上測出托架的標高線；在鋼立柱上焊接140×140×14的角鋼作擱置鋼支撐橫梁的托架。

⑤立柱托架角鋼（140×140×14）安裝完成后，根據(jù)圖紙長度下料，將橫梁吊放于立柱托架上，確定位置后托架與橫梁間采用角鐵進行限位，防止碰撞掉落。

⑥鋼支撐架設(shè)前，先在場內(nèi)預(yù)拼，按設(shè)計施工圖的布置間距，在鋼圍檁上定出支撐中心點位，以中心的水平線為基準吊裝鋼支撐，用汽車吊將配置好的鋼支撐型鋼吊放就位。

⑦將擱置就位的型鋼全長貫通，進行拼裝，拼裝完成后直接吊裝安裝，鋼支撐安裝完成后采用角鋼緊固件進行限位連接。

3.4 預(yù)應(yīng)力施加

鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力的程序及數(shù)值應(yīng)符合設(shè)計及專項施工方案要求。

鋼支撐安裝完成形成封閉體系后，按照設(shè)計要求分級施加支撐的預(yù)應(yīng)力，預(yù)加軸力分三級進行，第一級在安裝結(jié)束達到施加條件直接施加至預(yù)加軸力的100%（第一道支撐施加預(yù)應(yīng)力200kN，第二道支撐施加預(yù)應(yīng)力400kN），第二級在第一級施加結(jié)束后24h施加，第三級在挖土后24h施加，據(jù)此補償損失的軸力。

鋼支撐施加和控制預(yù)應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：

①千斤頂應(yīng)配備標定可靠、準確的計量監(jiān)測裝置，自鎖裝置；

②鋼支撐安裝完畢后待與冠梁接觸處填充混凝土達到設(shè)計要求時方可施加預(yù)應(yīng)力；

③預(yù)應(yīng)力施加時，千斤頂壓力的合力點應(yīng)與鋼支撐梁軸線重合，同一組鋼支撐中千斤頂應(yīng)對稱、等距放置，且應(yīng)同步施加預(yù)應(yīng)力；

④施加預(yù)應(yīng)力過程中，當出現(xiàn)焊點開裂、螺栓松動、局部彎曲等異常情況時，應(yīng)立即停止加壓并卸除壓力，待對支撐的薄弱處加固后方可繼續(xù)施加預(yù)應(yīng)力；

⑤預(yù)應(yīng)力施加后會出現(xiàn)不同程度的損失，當支撐出現(xiàn)壓力損失時，應(yīng)再次施加預(yù)應(yīng)力；

⑥高溫或低溫施工期間應(yīng)根據(jù)溫度變化及巡檢情況加強預(yù)應(yīng)力監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力減少或增加后，及時通過千斤頂進行補償以調(diào)整預(yù)應(yīng)力。

3.5 實施方案

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，本項目對閘首、閘室段分兩次施工，鋼支撐材料周轉(zhuǎn)使用一次。先施工下閘首及相鄰的一半閘室，待所支撐的下閘首及閘室底板完成回填結(jié)束后，拆除第二道支撐，隨后開始對上閘首及剩余的一半閘室進行支撐施工。兩次支撐區(qū)域結(jié)合部位于6#閘室，該位置在第一次支撐區(qū)域進行支撐用于放坡。

為便于統(tǒng)籌鋼支撐的周轉(zhuǎn)，事先對鋼支撐進行編號，鑒于兩層鋼支撐除下游導(dǎo)航墻處不同外，閘首、閘室位置鋼支撐配置、尺寸均相同。從上閘首始至下游導(dǎo)航墻止（第二層至下閘首），鋼支撐以一品作為一個編號，第一層鋼支撐編號為1-1、1-2…1-28，第二層鋼支撐編號2-1、2-2…2-20。

施工時，第一層鋼支撐從1-11向1-26安裝，由于設(shè)計要求靠近下游圍堰導(dǎo)航墻最后施工，1-27、1-28鋼支撐留置導(dǎo)航墻施工前最后進行安裝。第二層鋼支撐從2-11向2-20安裝。

根據(jù)船閘主體結(jié)構(gòu)物施工順序，合理安排鋼支撐周轉(zhuǎn)：7#、8#閘室底板施工完成后將 2-12、2-13、2-14拆除后安裝至 1-8、1-9、1-10；9#、10# 閘室底板施工完成后將2-15、21-16、2-17拆除后安裝至 1-5、1-6、1-7，多余的材料留存后用于1-1安裝；下閘首及11#閘室底板施工完成后將2-18、2-19、2-20拆除后安裝至1-2、1-3、1-4。閘室第一層墻身、下閘首廊道施工完成后材料周轉(zhuǎn)對應(yīng)關(guān)系與上述類同?？紤]到上閘首1-1、2-1鋼支撐鋼支撐間距及長度不同，上閘首1-1和2-1鋼支撐另配材料進行支撐安裝。

圖2 維護結(jié)構(gòu)水平位移-時間-安徽側(cè)

4 控制要點

①鋼構(gòu)件外觀應(yīng)無明顯彎曲變形，翼緣板、端部邊緣平直。翼緣表面和腹板表面不應(yīng)有明顯的凹凸面、損傷和劃痕，以及焊瘤、油污、泥沙及毛刺等。

②安裝前，鋼支撐應(yīng)對構(gòu)件的外形尺寸、螺栓孔位置及直徑、連接件位置、焊縫、摩擦處理、防腐涂層等進行詳細檢查，對構(gòu)件的變形、缺陷，應(yīng)在地面進行矯正、修復(fù)、替換，合格后方可安裝。

③安裝前應(yīng)對基坑的定位軸線、基礎(chǔ)、圍檁、立柱軸線和標高進行檢查，并應(yīng)進行復(fù)測，存在交叉作業(yè)時，應(yīng)同其他工種做好交接驗收。

④在安裝過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計和施工工況要求，確保立柱、支撐等結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必要時，應(yīng)采取臨時支撐或臨時加固措施。

支撐結(jié)構(gòu)安裝允許偏差

⑤夏季施工會產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力，應(yīng)及時對支撐采取降溫措施；冬季施工會產(chǎn)生冷縮使支撐端頭出現(xiàn)空隙，應(yīng)及時用鋼板將空隙楔緊或采取其它可靠連接措施。

⑥支撐結(jié)構(gòu)安裝允許偏差不應(yīng)超過下表的規(guī)定。

5 技術(shù)優(yōu)勢

裝配式型鋼支撐相較其他傳統(tǒng)支撐工藝具有以下優(yōu)點：

①高效快捷、省時省力。所有構(gòu)件均為工廠模塊化加工的標準件，滿足各種長度及角度要求，現(xiàn)場拼裝簡便且無需養(yǎng)護，安裝后即可進行下道工序施工。

②循環(huán)使用、降本增效。裝配式鋼支撐構(gòu)件體系完備，無需現(xiàn)場切割，使用損耗率極低，可多次重復(fù)使用，使用壽命高達20年以上，綜合成本較傳統(tǒng)鋼支撐及混凝土支撐相比優(yōu)勢巨大。

③安全可靠、技術(shù)領(lǐng)先。強節(jié)點弱桿件結(jié)構(gòu)安全可靠，采用高強度螺栓連接，較傳統(tǒng)鋼支撐現(xiàn)場焊接及混凝土支撐質(zhì)量更有保障，配套采用液壓千斤頂及其應(yīng)力伺服系統(tǒng)可實時動態(tài)進行應(yīng)力補償。

④綠色環(huán)保、節(jié)能減排。裝配式鋼支撐均為可回收周轉(zhuǎn)性材料，與傳統(tǒng)混凝土支撐相比，可大量減少不可回收資源的投入和建筑垃圾的產(chǎn)生，改善施工環(huán)境，造福子孫后代。

6 結(jié)論

裝配式型鋼支撐在水運工程中的應(yīng)用解決了水運工程施工增設(shè)內(nèi)支撐的難點，為深基坑土方開挖及基礎(chǔ)施工提供了安全保障，解決了工程前期因無內(nèi)支撐造成開挖的難題，可為今后水運工程船閘及碼頭深基坑開挖增添一種良好的實施手段與技術(shù)實踐經(jīng)驗，同時也為鋼支撐支護的應(yīng)用開拓了新的領(lǐng)域。