7、隧道钢拱架施工作业指导书.docx

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、挂网定位锚杆施工中线标高测量清除底脚浮碴钢架加工、质量验收与定位锚杆焊连定位钢架预拼分部安装钢架安装纵向连接筋安设鞍形垫块复喷混凝土围岩监控量测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 34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（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。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施工人员8负责钢架、格栅各节段加工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 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 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 1.21.5 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12气焊气割设备CG1-30台23电焊机BX1-500台54台钻MAG832台15钢筋调直机GT4-14台16剪断机GQ20台17空压机20m台48风枪TY28台109八字结压制机台110装载机台111钢架顶升机台19、质量控制及检验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。 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）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。 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100mm2横向50mm3高程50mm4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