绳锯无损切割技术在混凝土支撑拆除中的应用

应用

高峰，张秋虎

（中交四航局第二工程有限公司，广东广州510300）

摘要：基于绳锯无损切割工艺的原理，结合绳锯无损切割技术在新建珠海至珠海机场城际铁路工程横琴站混凝土支撑拆除

中的应用，介绍了钢筋混凝土支撑拆除的工艺流程、施工技术要点及问题处理措施，并引出了在深基坑施工中混凝土支撑拆除的方法对比及相关的效益分析，表明应用绳锯无损切割技术取得了良好的施工效果。

关键词：无损切割；支撑拆除；腰梁吊装中图分类号：TU746.5文献标识码：A

1工程概况

横琴站为新建珠海至珠海机场城际铁路的工程项目之一，该站位于珠海市横琴自贸区环岛东路下方，毗邻珠海市横琴口岸。车站全长约753.53m，宽度26.1~49m不等，结构跨度采用以三跨、五跨为主、局部双跨的形式，为地下二层中心岛式站台车站。

本站采用复合式墙结构，利用地下连续墙作为永久结构的一部分。地下连续墙厚度为1~1.2m不等，内衬墙厚度为1m。基坑内支撑体系采用钢筋混凝土支撑结合钢管支撑的形式，混凝土支撑强度为C30。车站共设置有5道支撑（端头井段为4道支撑，其余段增加φ609mm×16mm钢管换撑一道）。其中，第一道支撑均为800×1000mm钢筋混凝土支撑，变截面段第二、三、五道支撑均为φ609mm×16mm钢管支撑；变截面段第四道支撑为800×800mm钢筋混凝土支撑；加宽段第三、四道支撑为800×900mm钢筋混凝土支撑，第二、五道支撑为700×800mm钢筋混凝土支撑；另外，端头井段第二、三、四道支撑均为800×800mm钢筋混凝土支撑。腰梁尺寸分为1200×1200mm、900×800mm两种。相应支撑需随车站主体结构施工进度的不同，依次逐层予以拆除。

3施工技术要点

3.1施工工序

（1）腰梁切割工序

搭设拆撑脚手架→拆除节段分割划线→施钻切割孔（或提前预埋PVC管）→进行绳锯无损切割→分块吊装→外运破碎。

（2）直撑及连系梁切割工序

搭设拆撑脚手架→拆除节段分割划线→进行绳锯无损切割→分块吊装→外运破碎。3.2搭设拆撑脚手架

相应节段底板混凝土浇筑完成，搭设板面施工满堂（碗扣式）脚手架，支撑（直撑）位置支架进行加密，每排钢管支撑≥3根，并设置水平和纵向剪刀撑以满足支架稳定。

腰梁处支架以内衬墙为底支撑点进行搭设，每排钢管（扣件式）支撑≥3根，设置水平和纵向剪刀撑，每跨支撑均设置与板面满堂脚手架的横向连接，以增加整体稳定性。

拆撑支架采用与主体结构施工脚手架结合的工艺，既节省了重复搭设脚手架的时间和费用，又保障了支撑拆除过程中的安全性，从经济、安全及施工进度方面来讲，都是可行的。3.3分割划线

切割作业前，由施工班组提前在拟拆除的支撑梁段上分割划线，每节段重量控制在7t以内。具体为：腰梁控制在每段长度≤2m，直撑控制在每段长度≤3m，以利运输及保证吊装安全。

图1为腰梁切割示意图。

2工艺原理

绳锯无损切割工艺是金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨切割体，完成切割工作。由于使用金刚石单晶作为研磨材料，可以对石材、钢筋混凝土等坚硬物体进行切割。切割过程中高速运转的金刚石绳索靠水冷却，并将研磨碎屑带走。

[1]

收稿日期：2019-04-02

作者简介：高峰（1984—），男，工程师，从事工程管理相关工作。

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总500期

2019年第14期（5月中）

吊绳下方口

j100基坑外侧

j100切割线

腰梁切割线

2000

100×100方木

基坑内侧

图1腰梁切割示意图

3.4绳锯无损切割3.4.1拆除顺序

在基坑内支撑拆除前，首先要确保相应节段的底板混凝土已浇筑完成，且强度达到85%以上。同时，基坑各项监测数据趋于正常且无明显大的变化。以免随着基坑内支撑的拆除及随之带来的应力释放，对周边环境带来不良影响。

拆除顺序：先拆除直撑间的连系梁，再拆除直撑，最后拆除腰梁。3.4.2切割方法

分割划线后，根据切割的先后顺序要求，腰梁处利用原有的φ50mmPVC管预留口或使用水钻钻φ100mm的孔作为金刚石绳索导线孔进行切割；直撑或连系梁处直接根据分割划线，使用金刚石绳索缠绕成环进行切割。

对于直撑部位的切除，首吊块段的两端宜切割成楔形切口，呈上宽下窄形状。切割完成后，参照图2中标识的先后顺序依次吊装。

支撑切割段

图2支撑切割示意图

3.4.3切割注意事项

（1）切割前，仔细核查分割划线的长度和块段重量，满足设备的起重要求，以避免施工事故的发生；

（2）在切割过程中，密切跟踪基坑监测数据的变化，随时掌握基坑的变形状态，并根据基坑变形数据的变化，进行切割进度的调整，使基坑处在稳定、可控的范围内[2]。3.5吊装、外运破除

根据现场情况，混凝土支撑梁截断后，端头井及变截面段使用150t履带吊（地连墙施工阶段设备）或70t汽车吊进行吊装，中间段使用20t龙门吊（48m跨）进行吊装，并转运至场外破除。

支撑梁使用钢丝绳在分割梁段的两端0.207L（即0.621m的吊环进行吊装，最大节段）位置进行兜底捆绑式吊装；腰梁使用提前预埋好≤7t。

3.6监测数据反馈

根据现场的监测数据反馈（见表1），基坑支撑拆除后的变化值均控制在设计要求的范围内。由此可推断，采用绳锯无损切割法拆除混凝土支撑技术是可行的，基坑是安全可靠的。

表1监测数据结果表

监测项目拆撑前的拆撑后的设计预警设计控制

最大值（mm）最大值（mm）值（mm）

值（mm）

备注墙顶水平位移18.5620.582530满足

要求墙顶竖向位移10.211.81520满足要求深层水平位移30.6632.74050满足要求地表沉降

17.2

18.5

24

30

满足要求

4施工中遇到的问题及处理措施

4.1腰梁吊装

由于基坑支撑层数较多，需由下至上拆除腰梁，由于受到上层支撑的遮挡，切除后直接吊装，存在一定的歪拉斜吊，有一定的安全风险，也违背了起重吊装安全操作规程。为顺利解决此问题，在腰梁切除支撑搭设时，提前在方木上方放置18mm厚竹胶板+3mm厚四氟滑板，支架外基坑内侧延伸1~1.2m。吊装时，起重设备外基坑内侧稍微带力倾斜，将切好的腰梁块段顺利迁出，从而缩小了安全吊装风险。4.2夹锯处理

因在基坑支撑切除过程中存在一定的应力释放，为避免切除过程中凿除夹锯现象的发生，在拟拆除支撑（直撑）两端使用φ100mm水钻沿支撑横断面切成排孔切口，释放支撑应力，然后再依次切除其他部位，从而避免了夹锯现象的发生[3]。

5各类支撑拆除方法对比

表2所示为各类支撑拆除方法对比。

表2各类支撑拆除方法对比表

拆除方法拆除特点

工期比较人工风镐破除法

安全度较高，但拆除时间过长，

人工耗费量大工期最长

炮机拆除法振动较大，受空间局限性大且

不利于控制基坑变形工期较短

火药爆破法安全隐患较多，不利于环保和

安全管控工期最短

化学静力法工序较多、成本较高、辅助作业

量大工期较长

排孔切割法工序相对简单，但工序重复较

多，人工耗费量较大工期较短，次于绳锯法

绳锯无损切割法快捷、高速、安全，噪音小、无粉尘污染，成本相对较高

工期仅次于爆破法

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6效益分析

（1）横琴站既作为盾构始发站，同时又是盾构接收站，因此主体结构施工进度就显得尤为重要。作为主体施工的先导工序，支撑的拆除快慢直接影响到后续的施工进度。

采用绳锯无损切割技术进行支撑梁的拆除，一个标准（21m）结构段（一层支撑梁含3跨26m支撑和附属两侧腰梁）如使用排锯切割工艺，一层支撑梁需用时3~5d，采用绳锯无损切割工艺1.5d即可完成切除和吊装，较排孔切割法提高2~3倍（更优于其他拆除方法），施工工效大大提高，整体节约施工工期3.5个月；按每月人工投入成本30万元计算，仅人工费就节省105万元，经济效益明显。

（2）绳锯无损切割工艺施工操作简单、安全度高，对基坑周边环境、构筑物及人员安全能起到良好的保护效果；施工过程中的监测数据表明，其对基坑支撑体系拆除后的抗变形也起到了较好的效果。

7结语

综上所述，横琴站基坑毗邻正在通行的珠海市环岛东

交通世界TRANSPOWORLD路，因此基坑支撑在拆除过程中的安全性就显得尤为重要。选用绳锯无损切割技术，减少了基坑位移带来的安全风险，同时提高了施工工效，节约了施工成本；缩短了基坑暴露时间，充分应用了基坑“时空效应”理念，降低了基坑安全风险发生的可能；并对基坑周围环境、构筑物及人身安全起到了很好的保护作用。

参考文献：

[1]潘国华，夏建俊，尹镇钢.绳锯切割施工技术在钢筋

混凝土支撑拆除中的应用[J].浙江建筑，2016（7）：39-41.

[2]卢彬荣，潘海龙.绳锯无损切割技术在混凝土结构拆

除中的应用[J].浙江建筑，2013，30（11）：41-43.[3]付晓峰.绳锯无损切割技术在城市地铁深基坑混凝土

支撑拆除中的应用[J].铁道建筑技术，2009（9）：115-118.

（编辑：唐勍勍）

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