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摘要：結合西安地鐵五號線深基坑施工項目，對鋼支撐施工工藝在項目中具體應用展開探討，其中涉及拼裝、架設、預加軸力及拆除等步驟，并對施工期間安全風險進行分析，由此提出具體的管控措施，旨在保障的地鐵的安全施工。
1.工程概況
西安地鐵五號線TJSG-13標主要施工內容為岳家寨和榮家寨兩個車站的土建施工。其中，岳家寨站總長219m，標準段寬度21.2m，設計為地下明挖兩層局部三層站，車站基坑深18~24m，內支撐分別采用φ609mm和φ800mm自上而下四道鋼支撐。榮家寨站總長150m，標準段寬度22.24m，設計為地下明挖三層站，車站基坑深24m，第二至第四道支撐分別采用φ609mm和φ800mm自上而下三道鋼支撐。
2.鋼支撐施工工藝
鋼支撐是保證深基坑安全的主要措施，根據基坑土方開挖進度，在鋼支撐拼裝場地內提前備齊預開挖段所需的鋼支撐、鋼圍檁及托架等材料，并將鋼支撐管節拼裝成型到設計長度。等待鋼圍檁安裝工作面挖出后進行安裝，必須做到先撐后挖以保證在開挖期間車站基坑的安全。
2.1鋼支撐拼裝及架設
鋼支撐拼裝及架設工藝流程如下所示：鋼支撐拼裝及編號→鋼圍檁托架安裝→鋼圍檁就位及安裝→防墜落托板安裝→鋼支撐對號吊運及安放→鋼支撐就位校正→施加預應力→緊固鋼楔→拆除液壓千斤頂→鋼支撐防墜落鋼絲繩安裝。（1）支撐拼裝連接：在鋼支撐就位前，先在地面預拼裝到設計長度。一般整根的鋼支撐由固定端、標準節、調節節和活絡端組成，單節鋼支撐間通過法蘭和高強螺栓連接成整體。（2）安裝鋼圍檁：在支撐位置進行土方開挖作業，并對開挖段圍護樁體表面整平，安裝圍檁托架及鋼圍檁，將圍檁固定在托架上并在圍護樁打孔單獨設置防墜落措施。（3）起吊就位：鋼支撐在地面拼裝完成后，將鋼支撐從拼裝位置吊運至鋼圍檁上方。（4）鋼支撐安裝：鋼支撐吊裝至指定點位，將液壓千斤頂放入活絡端頂壓位置，做好施加預應力的準備工作。
2.2鋼支撐預加軸力
（1）液壓千斤頂必須有計量裝置，加壓作業由專人進行，并定期對設備及壓力表進行維護校驗，正常情況下每半年校驗一次，若使用中出現設備損壞或異常現象時要重新進行校驗。（2）鋼支撐安裝完畢后，及時檢查螺栓的連接狀況，檢查合格后方可施加軸力。（3）施加軸力要分級、重復進行，預加軸力達設計值時，應對各螺栓緊固情況再次進行檢查，及時緊固松動螺栓，持荷至軸力穩定后使用鋼楔對活絡端進行鎖定，保證緊密接觸，防止預應力損失，最后液壓千斤頂卸載并移走。（4）鋼支撐軸力加載完成后應進行軸力監測，12h內觀察軸力變化及樁體水平位移情況，如軸力損失較大或軸力超過設計值允許范圍，應立即對其分析原因，找到原因后根據情況在進行加載或卸載，直至預加設計值。（5）在下一道鋼支撐軸力施加后，上一道鋼支撐的軸力可能發生變化。此時，根據軸力監測情況對上一道支撐軸力采取加載或卸載措施，直至達到設計要求。（6）施加軸力控制應按嚴格照設計圖紙要求分級逐步實施。
2.3鋼支撐拆除
（1）鋼支撐拆除施工工藝。吊住鋼支撐→拆除防墜落鋼絲繩→安裝千斤頂施加預應力→拆除鋼楔→移除千斤頂→吊出鋼支撐→拆除鋼支撐防墜落托板→拆除防墜落措施及鋼圍檁→拆除鋼圍檁托架。（2）鋼支撐拆除方法。鋼支撐的拆除隨車站主體結構施工進程分段分層拆除，拆除時用吊裝設備將鋼支撐托起，在鋼支撐活絡端設置2臺液壓千斤頂，同步施加軸力使鋼楔松動后取出，將千斤頂吊離要拆除的鋼支撐，使用吊裝設備將鋼支撐吊出基坑，在拼裝場地拆分成管節然后裝車退場。
3.鋼支撐施工危險源分析
（1）吊裝作業：由于鋼圍檁及鋼支撐的安裝都需要進行吊裝步驟，鋼支撐長度大且在施工時基坑內人員密集，易出現交叉作業，同時隨著基坑下挖深度的增加，起重司機的視線盲區逐漸增大，因此在吊裝作業中存在起重傷害、物體打擊等安全風險。（2）高空作業：在鋼圍檁焊接固定、鋼支撐安裝、施加軸力、軸力調整以及后期支撐拆除過程中，高空作業都是不可避免的。人員在作業時將鋼圍檁上部作為操作平臺，平臺寬度僅有45cm，施工中作業人員存在墜落的安全風險。（3）施工擾動：深基坑施工期間吊裝作業、混凝土泵車送料管造成對鋼支撐的碰撞、基坑邊堆載、自然沉降以及重載車輛在基坑邊行駛均會對鋼支撐造成影響，鋼支撐出現受力方向改變或軸力變化將會造成鋼支撐失穩風險。
根據鋼支撐的施工特點，主要危險源集中在吊裝作業和高空作業過程中，項目有針對性地采取了安全管控措施以降低施工安全風險。
4.1吊裝作業安全管控措施
嚴格控制吊裝的人員組成，執行設備“一機一人”制度，項目配備機修工和設備管理員，對起重設備進行檢修、保養和檢查，要求作業隊固定信號司索工，以便與起重司機密切配合，在吊裝前由項目部設備管理員、專職安全員、現場技術員、起重司機、信號司索工對吊繩、吊具、吊裝設備及所吊物件進行檢查。為了確保吊裝安全，項目根據門吊使用頻率和鋼絲繩磨損程度及時更換龍門吊的鋼絲繩，并選用高級別的吊繩、吊具，最大限度地降低吊具出現疲勞損傷而造成的安全隱患。吊裝前，項目部要求信號司索工、起重司機通過對講機進行溝通，確保起吊后信息準確，指令統一，安全員、技術員組織吊運路線上的作業人員疏散撤離。吊裝時，信號工發出起吊信號，起重司機設備鳴笛警示。另外，在基坑開挖過程中，要嚴格執行基坑開挖方案，將馬道兩側作為鋼圍檁施工預留作業平臺，規避因土方超挖造成的基坑變形風險，降低吊裝作業時鋼圍檁的起吊高度，同時避免高空作業人員懸空，不僅可提高作業效率，而且減少了危險作業環節。
4.2高空作業安全管控措施
鋼支撐吊裝、施加軸力及防脫落裝置安裝均依靠鋼圍檁為操作平臺，但由于平臺空間狹小，高空墜落風險大，人員的安全防護措施尤為重要，為此項目在鋼圍檁托架打孔安裝時，在鋼圍檁上部約1.5m高處每間隔20m打設防墜落鋼絲繩錨固點，設置膨脹螺栓并安裝直徑10mm的沿基坑縱向貫通的防墜落鋼絲繩，作為高空作業人員的安全帶掛點，此項措施被我項目稱為“生命線”。在整個支護結構施工周期中，將防墜落鋼絲繩環繞基坑四周形成閉環，人員作業過程中安全帶卡口在鋼絲繩上可自由活動，作業人員佩戴五點式雙掛鉤安全帶，遇到膨脹螺栓固定點時可用安全帶雙掛鉤逐個進行更換掛點，確保在變換安全帶掛點時有一個掛鉤在發揮防墜作用。以往施工的安全措施是將安全帶掛在鋼圍檁吊裝孔內，作業人員高于安全帶掛點，不符合安全帶高掛低用的原則，并且由于掛點固定，作業范圍受限，在更換掛點位置時，作業人員處于無防護狀態，此項安全措施有效解決了安全帶無處掛設或掛設不規范的問題，施工作業人員的安全得到有效的保證。同時采用鋼絲繩環繞基坑四周作為安全帶掛點的方式，不僅提高了作業效率，而且安全投入較為合理，鋼絲繩也可重復利用，此安全措施明顯優于以往方式。
4.3鋼支撐使用期間的安全管理
在鋼支撐安裝完成后，按照規定的頻次開展深基坑監測，如發現鋼支撐軸力變化較大時及時組織相關人員對其進行原因分析，找到原因后在采取加載或卸載等應對措施；并加強對鋼支撐巡視，如發現管節連接螺栓松動、鋼支撐防脫落措施失效時，及時對連接螺栓進行復擰和增加防脫措施。為防止基坑內材料吊裝或澆筑混凝土作業碰觸鋼支撐而造成支撐失穩，安排專人進行指揮作業、要求安全員和技術員全過程旁站監督，并在支撐上黏貼反光條，以防止夜間照明不足碰觸鋼支撐。
5.結束語
安全措施的落實是決定安全管理成敗的關鍵。項目準確辨識鋼支撐施工存在的安全風險，針對風險較大的工序、環節，制定了科學合理的安全管控措施，并在施工過程中嚴格執行和落實各項措施，確保了整個鋼支撐施工作業環節的安全，進一步提升了項目整體施工安全風險管控能力。
參考文獻：
[1]王昭征.地鐵沿線深基坑工程安全監理工作探討[J].建設監理，2019（07）：24-27.
[2]陳奇宇.深基坑支護工程的安全施工與管理分析[J].中國標準化，2017（10）：79+81.
作者:孫毅 呂昭 單位:中交二公局鐵路工程有限公司