超长深基坑大跨度内支撑拆除施工技术

超长深基坑大跨度内支撑拆除施工技术第一章工程概况与风险识别1.1项目背景深圳前海某TOD综合体，地下5层，基坑周长1.2km，最大挖深28.3m，采用1.2m厚地连墙+五道钢筋混凝土内支撑体系。第五道支撑为双跨28m大跨度梁，截面1.4m×1.8m，配筋率2.8%，混凝土C45，支撑轴力设计值42000kN/道。因主体结构提前插入，业主要求45日历天内完成五道支撑全部拆除，且地铁盾构隧道距基坑边仅6.5m，变形控制值10mm。1.2风险矩阵R1连续墙悬臂变形超限→地铁隧道上浮；R2大跨度支撑突然断裂→冲击荷载造成楼板贯穿；R3切割面高温引燃防水板→有毒烟气；R4夜间切割噪声>55dB→居民投诉停工；R5吊拆块体>8t→塔吊倾覆。经LEC法评估，R1、R2为“不可接受风险”，须采用“分区、分段、分阶、分步”四拆原则。第二章法规与制度汇编2.1适用法规《建筑拆除工程安全技术规范》GB507202019第5.3.4条：大跨度构件拆除须编制专项方案并组织专家论证；《深圳市深基坑管理办法》深建规〔2021〕7号第22条：临近地铁隧道50m范围内拆除，须报地铁集团审批，变形监测频率≥1次/2h；《特种设备目录》2014版：使用金刚石绳锯机切割属“特种设备作业”，作业人员须持《建筑施工特种作业操作资格证（切割类）》。2.2项目部制度《支撑拆除“十不准”》1.未按“五方验收”签字不准起割；2.监测数据未上传“前海云”平台不准起割；3.绳锯机未安装二次防坠围笼不准开机；4.夜间22:0006:00不准进行高噪声切割；5.块体重量未称重并贴二维码不准起吊；6.吊索具未“日检、周检、月检”签字确认不准挂钩；7.作业面未设置1.2m高定型化围栏不准人员进入；8.未配备35kg推车式灭火器不准动火；9.应急通道<1.4m宽度不准作业；10.地铁隧道变形>6mm未启动“红色预警”不准继续拆除。第三章施工部署与资源配置3.1组织架构总指挥：项目经理（一级建造师，岩土专业）副总指挥：生产经理+技术经理+安全总监专业班组：绳锯切割班18人、水钻打眼班6人、吊装班12人、监测班4人、应急抢险队10人（含2名注册安全工程师）。3.2机械设备32kW全自动绳锯机6台（备用2台）、HiltiDD200水钻4台、200mm直径钻头120根、中联ZTC800V汽车吊1台（主吊）、徐工XGT1350平头塔吊1台（辅助）、无线应变采集仪TMR20032通道、0.3″全站仪LeicaTS601套、地铁隧道自动化静力水准仪16套。3.3进度计划采用PrimaveraP6编排，五道支撑编号S1S5，自北向南分A、B、C三区，每区分3小段，共45个拆段。每段循环48h：00:0006:00预应力释放+绳锯打孔；06:0018:00切割+块体分离；18:0024:00吊运+垃圾外运+监测复核。关键里程碑：S1A1首拆段试验5d完成，专家验收通过后全面铺开；S5C3末拆段40d完成，总工期45d。第四章拆除工艺原理4.1四拆原则“分区”——按30m×30m网格划分，跳仓作业，隔一拆一；“分段”——单段长度≤9m，重量≤8t，确保汽车吊18m半径80%额载；“分阶”——先拆次梁、后拆主梁，先拆联系杆、后拆冠梁，轴力释放阶差≤15%；“分步”——每步切割深度≤400mm，实时监控支撑轴力，变化率>5%立即停割。4.2切割方法比选方案A传统风镐：噪声96dB，振动5mm/s，地铁方否决；方案B静力切割（绳锯+水钻）：噪声52dB，振动0.3mm/s，满足地铁保护要求；方案C控制爆破：审批周期45d，超时，弃用。最终采用“绳锯为主、水钻为辅、液压钳粉碎节点”组合工艺。第五章详细施工流程5.1前期准备5.1.1轴力释放在每道支撑跨中粘贴3mm厚钢板应变计，连接TMR200；采用2台200t液压千斤顶对称张拉，顶升5mm，回油2次，使原始轴力降低18%22%，记录“零应力”基准值。5.1.2临时加固在待拆跨下方搭设满堂盘扣架，立杆纵横向600mm，步距900mm，顶部设置100mm×100mm枕木+可调U托，预顶10kN；架体验算：按《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术标准》JGJ/T2312021，荷载组合1.2D+1.4L，最大沉降计算3.2mm<5mm，合格。5.2切割施工5.2.1放线与打孔全站仪放样切割边线，误差≤2mm；水钻Φ200沿梁高200mm、600mm、1000mm、1400mm布置4排引孔，孔距200mm，穿透钢筋层便于绳锯导入。5.2.2绳锯穿绳采用1.5mm不锈钢丝引导，从引孔穿入，绕过主筋后侧出，搭接长度≥1.2m，搭接扣用铝套压制，抗拉≥30kN；绳锯导向轮中心线与切割面夹角≤1°，防止锯绳偏磨。5.2.3切割参数线速度25m/s，进给速度0.8m²/h，冷却水流量40L/min，水温≤30℃；每切割0.5m²暂停2min，读取轴力增量，若>50kN立即反向进给100mm释放应力。5.2.4块体分离切割至底部50mm时，改用液压扁顶100t横向顶裂，使块体与后浇带完全分离；分离瞬间，采用4根Φ20精轧螺纹钢“保险绳”临时吊挂于盘扣架，防止坠落。5.3吊运与堆放块体称重：使用10t电子吊钩秤，数据蓝牙上传“前海云”，自动生成二维码；吊索具：采用4肢8t涤纶扁平吊带，安全系数6，棱角处加10mm橡胶护角；堆放：基坑外200t钢板平台，铺设20mm钢板，块体叠放≤2层，层间垫100mm方木，总荷载≤5t/m²。5.4混凝土粉碎与回收使用HB1550液压钳二次破碎至粒径≤300mm；磁选分离钢筋，回收率≥98%，破碎料用于项目临时道路基层，节省碎石1600t，碳减排180t。第六章监测与预警6.1监测项目围护墙顶部水平位移、支撑轴力、周边地表沉降、地铁隧道竖向位移、地下水位、立柱隆沉、周边建筑物倾斜。6.2监测频率拆除期间：墙顶位移1次/2h；隧道静力水准1次/1h；支撑轴力实时1Hz采集；当变形速率连续3次>2mm/d或累计>6mm时，启动“黄色预警”，拆速减半；>8mm时“红色预警”，全面停工并启动应急预案。6.3数据上传与决策采用MQTT协议，传感器→4G工业路由器→阿里云IoT→项目部大屏；AI预测模型：基于LSTM神经网络，输入过去24h数据，预测未来4h变形，精度R²=0.92；决策树：若预测值>7mm，系统自动短信通知地铁集团调度中心+项目部6名责任人。第七章应急预案7.1应急组织现场指挥：项目经理；技术组：技术经理+监测班长；抢险组：10人+2台200t千斤顶+1套沙袋1000只；联络组：安全总监+地铁集团值班室24h直通电话。7.2应急物资聚氨酯堵漏剂200kg、双快水泥2t、Φ609钢管支撑20根、钢支撑活络头40只、应急照明LED灯20套、35kW发电机1台。7.3应急流程发现异常→10s内停割→30s上传数据→2min内技术组复核→5min内抢险组架设钢管反压支撑→30min内地铁集团现场联合办公→2h内提交书面报告。第八章质量控制与验收8.1主控项目切割面平整度≤3mm/2m；块体重量偏差≤±2%；钢筋切割面不得出现“咬肉”>1mm；支撑拆除后24h墙顶最大位移≤10mm。8.2验收程序“五方验收”：施工、监理、监测、地铁集团、住建质监站；每段拆后2h内提交《拆除段监测简报》，24h内提交《混凝土切割面影像报告》；所有资料扫码归档，保存期≥5年。第九章职业健康与环境保护9.1粉尘控制绳锯冷却水添加SikaDustSuppressant抑尘剂，浓度0.3%，PM10浓度由450μg/m³降至85μg/m³；切割区设置2.5m高PVC抑尘帘+雾炮机1台，射程15m。9.2噪声控制绳锯机加装20mm厚隔音罩，夜间切割改为水钻分段打孔，低噪声<55dB；现场设置移动声屏障2.5m×30m，材料50mm厚岩棉+彩钢板。9.3污水循环设置3级沉淀池（每级10m³），加药PAC50ppm，PAM2ppm，SS由1200mg/L降至35mg/L，回用率85%，剩余清水排入市政管网，满足DB44/262001二级标准。第十章成本与工效分析10.1成本测算绳锯机折旧180元/台班、金刚石绳45元/m、水钻钻头120元/根、人工380元/工日；综合单价：1800元/m³（含吊运、破碎、外运20km），较传统风镐节省12%，工期缩短40%，直接费节约326万元。10.2工效指标单机切割效率0.8m²/h，较传统0.5m²/h提升60%；人均日拆量4.2m³，行业平均2.7m³，提升55%；工伤事故0起，地铁隧道最终累计沉降7.8mm，低于10mm控制值。第十一章经验总结与推广11.1关键成功要素（1）“先放后拆”轴力释放技术，使原始内力降低20%，避免瞬间失稳；（2）“AI+LSTM”预测+短信预警，比规范要求提前2h发现风险；（3）“保险绳+盘扣架”双保险，实现0坠落；（4）“破碎料再利用”实现碳减排180t，获得深圳市绿色施工示范工程。11.2推广建议（1）将LSTM模型封装为SaaS服务，供湾区同类基坑共享；（2）编制《大跨度内支撑拆除作业手册》（已报广东省住建厅立项），统一切割参数、监测频率、应急阈值；（3）与高校联合开发“低噪声绳锯机”，目标噪声≤45dB，已获深圳市科创委200万元科研经费。第十二章面向初学者的操作指南目的：让零经验技术员30min内完成单段9m支撑放线、打孔、穿绳、开机切割，并安全下绳。前置条件：1.已接受三级安全教育并持体检合格证；2.手机已安装“前海云”APP并完成实名认证；3.劳保穿戴：防割手套、护目镜、耳塞、防滑绝缘鞋、反光背心。详细步骤：Step1放线1.打开LeicaTS60，按F1新建项目“S3B2”；2.输入控制点坐标，后视误差≤2mm；3.放样切割边线，每1m打1个1mm孔做标记，用红色自喷漆画线。Step2打孔1.水钻机注水，检查水压≥0.3MPa；2.垂直钻入，每200mm退出排渣一次；3.钻穿后插入红色塑料引导管，防止孔口崩边。Step3穿绳1.将Φ8不锈钢引导丝从孔A穿入，孔B穿出；2.绳锯接头用铝套压接2道，压接压力60MPa；3.手拉测试，抗拉≥30kN方可开机。Step4开机1.启动冷却水泵，确认回水清澈；2.绳锯机空转30s，线速度25m/s，无异常抖动；3.进给旋钮顺时针旋转1格，切割200mm后暂停，看轴力曲线，若增量<50kN继续。Step5