7、隧道钢拱架施工作业指导书

郑万高铁湖北段 ZWZQ 5 标 编号 SD ZWZQ 5 标 隧道钢拱架施工作业指导书 单 位 中铁十一局集团郑万高铁 ZWZQ 5 标项目经理部 编 制 审 核 批 准 二 O 一七年二月十日发布 二 O 一七年二月十二日实施 1 隧道钢拱架施工作业指导书 1 适用范围 适用于中铁十一局集团有限公司郑万高铁 ZWZQ 5 标刘坪隧道 于家沟隧道 高家坪隧道进口正洞 附属洞室 应急通道的钢拱架 施工 2 作业准备 2 1 内业技术准备 作业指导书编制后 组织技术人员认真学习 领会实施性施工 组织设计 阅读 审核施工图纸 澄清有关技术问题 熟悉规范和 技术标准 制定施工安全保证措施 编制应急预案 对施工人员进 行钢拱架施工技术交底 安全交底 告知安全风险以及在施工过程 中需采取的应急措施 对参加施工人员进行上岗前技术 安全培训 考核合格后持证上岗 2 2 外业技术准备 型钢钢架和格栅钢架在钢构件加工厂集中加工 试拼合格后 集中配送到隧道洞口存储场 初喷轮廓面平顺 无明显起伏 无侵 限 型钢安设位置已标记 3 技术要求 3 1 一般要求 隧道钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种 型钢钢架主要由 工字钢弯制而成 格栅钢架主要由四根 20 或 22 主筋和其它钢 筋制成 施工设计图纸 级围岩采用格栅钢架支护 级及以上围 岩采用型钢拱架支护 4 施工程序和工艺流程 4 1 施工程序 每个施工单元为一个完整的作业区 施工程序为 隧道各部开 2 挖完成初喷挂网后 分单元及时安装钢架 采用双侧锁脚锚管固定 纵向采用螺纹钢筋连接 钢架之间铺挂钢筋网 然后复喷混凝土到 设计厚度 4 2 工艺流程 初喷 挂网 清除底脚浮碴 中线标高测量定位锚杆施工 分部安装钢架 钢架加工 质量验 收 钢架预拼 与定位锚杆焊 连定位 安装纵向连接筋安设鞍形垫块 3 5 施工要求 5 1 施工场地 1 隧道所有钢架均在钢构件加工厂加工 钢构件加工场场地选 择因地制宜 合理布置 减少二次搬运 做到加工与施工互不干扰 2 钢构件加工场采用彩钢棚封闭 龙门吊吊装材料及半成品 实行封闭管理 按照使用功能分为 原材存放区 钢构件下料区 加工区 成品存放区等 3 各作业区设置分区标识牌 焊接 切割场所设置警告 禁止 标志 4 加工场作硬化处理并做好排水排污 棚内采用厚 20cmC20 混 凝土进行硬化 5 2 钢架加工 1 型钢钢架加工型钢钢架根据表 2 中加工尺寸分节 采用 型钢弯制机冷弯成型 以 1 1 大样控制尺寸 钢架尽量减少接头 隧道拱顶部位型钢钢架必须采用整根型材加工 严禁帮接焊 边墙 仰拱钢架可根据需要帮接 要求小于 100cm 工字钢不得用于接头 在弯制过程中予以切除 绑接焊缝处采用厚度不小于 10mm 钢板双面 复喷混凝土 围岩监控量测 4 绑焊 钢板尺寸 长度不小于 200mm 宽度不小于型钢腹板高度 30mm 连接钢板螺栓眼及超前小导管在钢架穿孔处均须采用机械钻 孔 连接钢板与型钢焊接时 保证与型钢圆弧切线垂直 确保相邻 钢架连接钢板密贴 钢架弯制完成后 先在加工场地上对照拼装大样进行试拼 试 拼采用 22 钢筋按钢架轮廓在地面上制作试拼模具 每节钢架 3 4 个控制点 钢架全环设置 各节钢架拼装 要求尺寸准确 弧 形圆顺 要求沿隧道周边轮廓误差不大于 3cm 型钢钢架平放时 平面翘曲小于 2cm 2 型钢钢架 非节点部位 单元内部 规范焊接要求焊接部 位的强度指标不得低于正常完整部位的相关强度指标 焊接部位不 得位于隧道拱墙范围 焊接部位与型钢节点板部位距离不得小于 1m 每榀钢架非节点部位 单元内部 焊接接头不得大于 1 个 相 邻 3 榀钢架中 含有非节点部位 单元内部 焊接接头的榀数不得 大于 1 榀 3 格栅钢架加工 格栅钢架钢筋按设计长度采用钢筋切断机截断 不得采用气焊 烧断 格栅钢架采用胎模焊接 胎模为 20mm 的钢板制成 其上根 据不同围岩断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型 按设计加工好各单元格栅钢架后 组织试拼 检查钢架尺寸及 轮廓是否合格 加工允许误差 沿隧道周边轮廓误差不大于 3cm 平面翘曲小 于 2cm 接头连接要求同类之间可以互换 格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号 并分单元堆放于 地面干燥的防雨蓬内 5 3 钢架安装 5 1 钢架应在开挖或喷混凝土后及时安装架设 架设前应检查 开挖断面的中线及高程 钢架按设计要求安装 安装尺寸允许偏差 横向和高程 2 清除拱脚虚碴 钢架安装前清除虚碴及杂物 拱脚高程不足时 采用 28b 槽钢 垫至设计高程 保证拱脚不悬空 3 开挖面超欠挖处理 开挖面超挖采用喷射混凝土回填密实 欠挖采用补炮或风枪凿 除超挖部分 开挖至设计断面 4 初喷混凝土 初喷混凝土在开挖后及时进行 厚度为 4cm 5 测定钢架位置 采用全站仪准确测定拱顶中心 拱腰 边墙拱脚位置 并用红 油漆分别标出安装高程及位置 保证钢架安装准确 净空尺寸满足 设计要求 6 根据测设的位置 各节钢架在掌子面以螺栓连接 连接板 密贴 为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上 锁脚锚 管均采用壁厚为 5mm 的 42 无缝钢管 级围岩锁脚锚管每榀每 侧两根 单根长度为 4m 级围岩上台阶 中台阶锁脚锚管每榀每 侧四根 单根长度为 4m 下台阶锁脚锚管每榀每侧两根 单根长度 为 4m 级围岩上台阶 中台阶锁脚锚管每榀每侧 4 根 单根长 度为 6m 下台阶锁脚锚管每榀每侧两根 单根长度为 4m 底部开 挖完成后 底部初期支护及时跟进 将钢架全环封闭 钢架基脚处 设槽钢以增加基底承载力 为保证钢架安装精度 采用钢架顶升机 辅助安装 钢架顶升机带有纵向轨道 7 钢架落底接长在单边交错进行 每次单边接长钢架 1 至 2 榀 在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土 6 接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接 8 V 级围岩采用三台阶临时横撑法施工时 临时横撑采用型 钢钢架 纵向每两榀设置一处 9 架立钢架后尽快进行喷射混凝土作业 以使钢架与喷混凝 土共同受力 喷射混凝土分层进行 先从拱脚或墙角处由下向上喷 射 防止上层喷射料虚掩拱脚不密实 造成强度不够 拱脚失稳 10 隧道拱部开挖安装型钢拱架后 由于隧道围岩的自稳性 较差以及各部开挖拉开了一定距离 钢架短时间内不能全断面闭合 有可能会出现拱顶钢架下沉 导致围岩失稳或侵入衬砌界限 因此 在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测 必要时采取有效 措施进行加固 以防止拱顶钢架下沉 具体措施如下 加强对钢架的锁脚固定措施 由于采用分部开挖方法 拱部钢架安装后 钢架暂时不能全断 面封闭成环 同时土质地段拱部钢架无法座落在坚实的基岩上 因 此 拱部钢架必须采取锁脚措施 将钢架两底脚牢固锁定 以防止 钢架下沉 加设钢架基础连接纵梁 扩大开挖底脚 防止钢架悬空为防 止钢架下沉 视地质情况 必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁 与钢架底脚采用焊接连接 以增加钢架底脚的承力面积 及时喷射混凝土进行覆盖钢架安装完成后 及时进行喷射混 凝土 喷射时分层 分段进行 钢架全部被喷射混凝土覆盖 保护 层厚度不得小于 4cm 防止施工过程中的碰撞和损坏 机械开挖时 为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰 撞和冲击 造成钢架损坏 因此 开挖时派专人对开挖作业进行指 挥 严格限制机械作业界限 以防止碰撞钢架 11 初期支护钢架采用升降顶升台架进行安装 顶升装置由 7 止水框 纵向联系樑 横向加劲板组成 采用电焊与顶升口相邻钢 管片连接 焊接质量要达到加强段整体刚度的要求 安装顶升装置 可根据实际情况一次全部到位后进行顶升 实现与其两侧钢拱架的 平稳升降和准确对位联接 6 劳动组织 6 1 劳动力组织模式 采用架子队组织模式 6 2 施工作业班组按施工方案的机械设备 工序的衔接 工期 等因素合理配备人员 作业工地人员配备 职务 人员 职责范围 架子队队长 1 负责本架子队生产管理工作 技术负责人 1 负责本架子队技术工作 技术员 1 负责本班技术工作 质检员 1 检查钢架加工与安装质量 安全员 1 全权负责本班安全工作 材料员 1 负责提供本班所用材料进场验收 试验员 1 负责本班试验检测 领工员 1 负责本班施工组织管理 测量人员 1 负责型钢拱架安装定位 工班长 1 负责工班的组织指挥 8 负责钢架 格栅各节段加工 施工人员 10 负责钢架连接部位焊接 螺栓连接及钢拱架架立工作 7 材料要求 8 7 1 完成本项目所用的型钢采用 I18 I20a 和 I22a 格栅钢 架采用 22HRB400 和 14HRB400 钢筋 施工中按照围岩级别确 定初支所采用的钢拱架类型 报送材料计划 分批购入 7 2 相关要求 7 2 1 钢筋 型钢购入前必须对生产厂家进行评审 钢筋的质 量 和规格必须符合设计要求 力学性能符合国家标准规定 具有出厂 质量证明书 材料运到工地后做抽样检查 7 2 2 钢筋 型钢的运输与保管工作极为重要 往往因运输保 管 不当导致钢筋品种混乱或钢筋锈蚀而造成大量浪费 甚至影响工程 质量 7 2 3 工地堆放钢筋 型钢集中在钢筋加工厂 按钢号类型 级别 直径等分批存放 标识清楚 堆放该下铺上盖 严禁脚踩和 让 钢筋长时间日晒雨淋 7 2 4 钢筋加工厂的周围挖排水沟 保持库 棚内地面的干燥 防止钢筋锈蚀 8 设备机具配置 9 隧道单口施工 设备机具结合隧道开挖方法 工期要求进行合 理配置 配套生产力为均衡施工能力的 1 2 1 5 倍 按钢拱架加 工 及安装的施工程序及要求 其主要机具设备见下表 机具设备配置表 序号 名称 规格型号 单位 数量 1 型钢弯制机 HD 25 台 1 2 气焊气割设备 CG1 30 台 2 3 电焊机 BX1 500 台 5 4 台钻 MAG832 台 1 5 钢筋调直机 GT4 14 台 1 6 剪断机 GQ20 台 1 7 空压机 20m 台 4 8 风枪 TY28 台 10 9 八字结压制机 台 1 10 装载机 台 1 11 钢架顶升机 台 1 9 质量控制及检验 10 9 1 质量验收参照规范 高速铁路隧道工程施工技术规程 Q CR9604 2015 高速铁路隧道工程施工质量验收标准 TB10753 2010 9 2 分项验收标准 9 2 1 钢架出厂检验 钢架出厂前须进行试拼 检验合格后方可进行隧道施工 详见 表 5 钢架验收记录表 9 2 2 主控项目 制作钢架所用型钢进场检验必须按批抽取试件作力学性能 屈 服强度 抗拉强度和伸长率 工艺性能 冷弯 试验 其质量必须 符合现行国家标准 碳素结构钢 GB700 热扎普通工字钢 YB T 56 等的规定和设计要求 检验数量 以同牌号 同炉罐号 同规格的型钢 每 60t 为一 批 不足 60t 应按一计 每批抽检一次 检验方法 检查每批质量证明文件并进行相关性能试验 制作 钢架的钢材品种和规格必须符合设计要求 检验数量 全部检查 检验方法 观察 钢尺检查 11 型钢钢架的弯制应符合设计要求 钢架的结构尺寸应符合设计 要求 检验数量 全部检查 检验方法 观察 尺量 钢架安装不得侵入二次衬砌断面 底部不得有虚碴 相邻钢架 及各节钢架间的连接应符合设计要求 钢架的保护层厚度不得小于 4cm 表面覆盖层厚度不得小于 3cm 检验数量 每榀检查 检验方法 观察 测量 表 5 钢架验收记录表 加工场名称 钢筋加工场 使用部位 尺寸验收 设计值 实测值 外弧长 cm 弦长 cm 弦高 cm 12 超前孔间距 cm 连接板尺寸是否与交底相符 是 否 连接板打孔是否分中 是 否 连接板是否与钢拱架垂直对中连接并焊接牢固 是 否 连接板两侧是否焊接角钢 有 无 钢拱架接缝处两侧是否帮焊钢板 有 无 焊缝是否饱满 焊渣是否敲除 是 否 焊缝有无假焊 裂纹 焊瘤等缺陷 有 无 钢拱架扭曲变形值是否小于 2cm 是 否 钢架周边拼装偏差值是否在允许值 3cm 范围之内 是 否 钢架所选用的钢筋 型钢 连接板规格或型号是否符合设计要求 是 否 验收结论 加工场负责人 日期 年月日 检查人 日期 年月日 13 注 下台阶钢架 仰拱钢架无超前孔 以上检测项目如有一项不合格 即判定此钢 架 加工不合格 沿钢架外缘每隔 2m 应用保护层垫块与初喷层或围岩顶紧 钢 架与初喷层或围岩间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实 检验数量 全部检查 检验方法 观察 9 2 3 一般项目 钢筋 型钢等原材料应平直 无损伤 表面不得有裂纹 油污 颗粒状或片状锈蚀 检验数量 全部检查 检验方法 观察 钢架制作应符合下列规定 采用型钢弯制钢架时 分节长度应根据设计尺寸及所采用的 开挖方法确定 各节长度不应大于 4m 腹板上钻孔的位置应符合设 计要求 钢架节点焊接长度应大于 4cm 且对称焊接 钢架周边拼装允许偏差为 3cm 平面翘曲应小于 2cm 检验数量 每榀钢架检查一次 14 检验方法 观察 尺量 钢架安装允许偏差的检验应符合下表的规定 表 6 钢架安装允许偏差 序号 项目 允许偏差 1 间距 100mm 2 横向 50mm 3 高程 50mm 4 垂直度 2 检验数量 每榀钢架检查一次 检验方法 测量 尺量 10 安全及环水保要求 10 1 安全要求 1 隧道内搬运钢架应装载牢固 固定可靠 防止发生碰撞和 掉落 2 钢架提升设备应有足够能力 埋设吊点应牢固 架设钢架 时应采取防护措施 不得利用装载机作为钢架安装作业平台 如 15 图所示 图 5 不得用装载机作钢架安装作业平台 3 钢架节段及钢架之间应及时连接牢固 防止倾倒 钢架背 后的空隙必须用喷射混凝土充填密实 严禁背后填充片石等其他材 料 钢架安装完成后应及时施作锁脚锚管 并与之连接牢固 钢架 16 底脚严禁悬空或置于虚碴上 4 采用分部法开挖的隧道 下部开挖后钢架应及时接长 落 底 严禁钢架底脚悬空以及两侧同时开挖接长 且应根据围岩情况 控制开挖长度 底脚应增设锁脚锚管 5 钢架的垂直度必须控制 不符合要求的钢架须返工重做 6 当钢架侵入限界需要更换时 应采取逐榀更换 先立新钢 架后拆除废钢架的方法 严禁先拆废钢架后立新钢架或同时更换相 邻的多榀钢架 10 2 环水保要求 10 2 1 在注浆施工中 容易造成浆液的外泄 造成对环境的污 染 为保护自然环境 在施工过程中 避免堵管防止漏浆现象的发 生 并加大在环境保护方面的投入 真正将各项环保措施落实到位 10 2 2 生产中的废弃物及时处理 运到当地环保部门指定的地 点弃置 17 10 2 3 按环保部门要求集中处理试验及生活中产生的污水及废水