洞门加强拱架施工方案

隧道洞门加强拱架施工方案一、施工准备1.1技术准备组织技术人员进行图纸会审，复核洞门加强拱架的设计参数，包括工字钢型号、拱架间距、连接方式及锁脚锚杆规格。编制详细的施工技术交底文件，明确各工序质量标准及验收要求。采用BIM技术建立拱架三维模型，模拟安装过程中的空间位置关系，提前规避与洞口其他结构的冲突。1.2材料准备钢材：选用Q355B级工字钢，其屈服强度不低于355MPa，抗拉强度470-630MPa，伸长率≥20%。每批钢材需提供出厂合格证及力学性能检测报告，进场后按规定进行抽样送检，检验项目包括化学成分分析和冷弯试验。连接材料：采用8.8级高强度螺栓，螺栓直径M20，配套螺母及垫圈应符合GB/T1228-2006标准。焊接材料选用E50型焊条，使用前经350℃烘干2小时，存入80-100℃保温筒内备用。防腐材料：采用环氧富锌底漆（干膜厚度≥80μm）+氯化橡胶面漆（干膜厚度≥60μm）的复合防腐体系，涂料需提供耐盐雾性能检测报告（≥2000小时）。1.3场地准备在洞口50m范围内设置标准化加工区，场地采用20cm厚C25混凝土硬化，设置排水沟及防雨棚。加工区划分原材料堆放区、下料区、弯制区、焊接区及成品存放区，各区设置明显标识牌。配备2台25t汽车吊、1台数控等离子切割机、1台H型钢冷弯机及2套二氧化碳气体保护焊设备。1.4测量放样使用全站仪按设计坐标放出洞门中心线及拱架安装控制线，在洞口仰坡上设置6个控制点（左右各3个），采用红油漆标记。用水准仪测定拱架基础顶面高程，每5m设置一个高程控制点，允许误差±2cm。二、拱架加工制作2.1工字钢预处理除锈：采用喷砂除锈工艺，除锈等级达到Sa2.5级，表面粗糙度50-80μm。除锈后4小时内完成底漆涂刷，防止二次锈蚀。下料：根据设计分节尺寸，使用数控等离子切割机切割工字钢，切口垂直度偏差≤1°，切割面表面粗糙度Ra≤25μm。每节拱架两端焊接10mm厚连接法兰板，法兰板采用数控钻床加工螺栓孔，孔径φ21.5mm，孔位偏差≤1mm。2.2冷弯成型弯制参数：采用H型钢冷弯机进行加工，弯制速度控制在0.5-1m/min，上下辊轮间距调整为工字钢翼缘宽度+2mm。对于半径R≤5m的拱架，采用分段弯制工艺，每段长度3-4m，接口处预留50mm焊接余量。弧度控制：在加工平台上按1:1比例放出拱架大样，设置3个控制点（拱顶1个，拱脚2个），弯制过程中每50cm测量一次弧度，允许偏差±3mm。弯制完成后与大样图比对，平面翘曲偏差≤2cm。2.3焊接工艺焊接顺序：采用对称焊接法，先焊翼缘板后焊腹板，每条焊缝分3层焊接，第一层打底电流120-140A，第二层填充电流180-200A，第三层盖面电流160-180A。质量要求：角焊缝高度≥8mm，焊脚尺寸偏差0-+2mm，焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。对所有焊缝进行100%外观检查，Ⅲ级以上焊缝需进行超声波探伤检测，合格等级不低于GB/T11345-2013中的Ⅱ级标准。2.4成品验收每榀拱架加工完成后进行试拼，在专用胎架上组装成整体，检查项目包括：总长度偏差：±3cm拱顶高程偏差：±2cm法兰板贴合间隙：≤0.3mm（用塞尺检查）各节段连接螺栓孔同轴度：≤1mm验收合格的拱架应涂刷第二遍防腐涂料，在非连接部位喷涂编号（如G-01-03表示第1榀第3节），存放时采用20cm高枕木支垫，叠放层数不超过3层。三、拱架安装施工3.1基础处理基坑开挖：采用人工配合小型挖掘机开挖拱架基础，基底宽度比设计宽50cm，深度按设计要求，若遇松散地层，需超挖30cm后采用C20混凝土回填。地基加固：对地基承载力不足（＜300kPa）的地段，打入Φ42×3.5mm锁脚锚管，长度4.5m，环向间距1.2m，梅花形布置，锚管注浆采用水灰比1:1的水泥浆，注浆压力0.5-1.0MPa。基础浇筑：立模浇筑C30混凝土基础，基础内预埋20mm厚钢板（尺寸300×300mm），钢板下设4根Φ16mm锚固钢筋（长度50cm）。混凝土浇筑时采用振捣棒振捣密实，顶面收光抹平，养护期不少于7天。3.2拱架吊装吊装准备：每榀拱架分3节吊装（左拱、右拱、顶拱），采用两点吊装法，吊点设置在距端部1/3处，使用专用吊装带（承载力≥10t）。吊装前检查汽车吊支腿支撑情况，地基承载力不足时铺设30mm厚钢板。安装顺序：先安装两侧拱脚段，再安装顶拱段，每榀拱架安装时间控制在2小时内。第一节拱架安装时，需在拱脚设置临时支撑（20cm×20cm方木），支撑间距1.5m，与仰坡间隙用C25混凝土填塞。3.3连接固定螺栓连接：法兰板连接采用10.9级高强度螺栓，安装时按对角顺序拧紧，初拧扭矩300N·m，终拧扭矩450N·m，使用扭矩扳手逐个检查。螺栓穿入方向一致（从内向外），外露丝扣2-3牙。焊接加固：在法兰板外侧焊接8mm厚加劲肋板（尺寸150×100mm），每条焊缝长度≥100mm，焊脚高度≥8mm。拱架纵向连接采用Φ22mm钢筋拉杆，环向间距1.0m，与拱架翼缘板双面焊接，焊缝长度≥10d（d为钢筋直径）。3.4位置调整三维定位：使用全站仪检查拱架中线偏差（允许±5cm）、高程偏差（允许±3cm）及垂直度（允许±2°）。调整时采用螺旋千斤顶（50t级）顶推拱架，每次调整量≤5cm，避免产生过大应力。固定措施：拱架调整合格后，在拱脚处焊接Φ25mm定位钢筋（长度1.5m），打入基岩深度≥1.0m。每榀拱架设置4个抗滑移支点（左右拱脚各2个），支点采用20mm厚钢板与基础预埋钢板焊接。四、质量控制措施4.1原材料控制建立材料进场台账，实行"二维码"追溯管理，每批材料需经监理工程师见证取样送检合格后方可使用。钢材力学性能检测按60t为一批，焊接材料按30kg为一批，防腐涂料按500kg为一批。4.2工序检验加工检验：每加工10榀拱架进行一次弧度抽检，使用样板尺检查，偏差超过5mm时需重新调整冷弯机参数。焊接质量实行"三检制"（自检、互检、专检），专检人员需持AWSCWI认证证书。安装检验：每安装3榀拱架进行一次整体尺寸复核，检查项目包括：拱架间距：设计值±5cm净空尺寸：设计值±10cm连接螺栓扭矩：450±20N·m纵向拉杆间距：±10cm4.3无损检测对以下部位进行100%超声波探伤：拱架节段连接焊缝纵向拉杆与拱架连接焊缝锁脚锚管与拱架焊接节点检测执行GB/T11345-2013标准，Ⅱ级为合格，发现缺陷时采用碳弧气刨清除后重新焊接，返修次数不超过2次。4.4混凝土施工控制拱架基础混凝土采用泵送浇筑，坍落度控制在180±20mm，初凝时间≥6小时。每50m³制作1组抗压强度试块（3块），28天强度需达到设计值的115%以上。混凝土养护采用土工布覆盖洒水养护，养护期不少于14天。五、安全保障措施5.1高空作业防护安装作业人员需佩戴双钩安全带，安全带固定在专用安全绳上（安全绳抗拉强度≥20kN）。拱架安装平台采用满堂脚手架搭设，立杆间距1.2m×1.2m，横杆步距1.8m，设置1.2m高防护栏杆及18cm高挡脚板。脚手板采用5cm厚木板，铺设严密，两端用铁丝绑扎牢固。5.2吊装作业安全吊装区设置警戒线（半径10m），配备2名专职安全员，使用对讲机指挥吊装，信号统一采用旗语+哨声。遇6级以上大风、暴雨或能见度低于100m时，停止吊装作业，已安装拱架需临时加固（设置缆风绳）。5.3用电安全加工区及安装区设置标准化配电箱，实行"三级配电两级保护"，动力线路采用YJV22-4×16+1×10mm²电缆，架空高度≥4m。焊接作业设置专用接地线（接地电阻≤4Ω），配备2台8kg干粉灭火器及防火沙箱（容积0.5m³）。5.4应急预案编制拱架失稳坍塌应急预案，配备应急物资包括：3台液压千斤顶（100t）、20mΦ20mm钢绞线、50m安全绳及急救箱。每月组织一次应急演练，演练内容包括人员疏散、伤员救治及拱架加固，演练记录存档备查。六、施工监测6.1拱架应力监测在每榀拱架的拱顶、1/4拱及拱脚位置安装振弦式应力传感器（量程-200-600MPa，精度±0.5%FS），采用频率读数仪采集数据，初始值在安装后24小时读取，后续每天监测1次，持续30天。当应力变化速率超过5MPa/d时，及时分析原因并采取加固措施。6.2变形监测沉降观测：在拱顶设置3个沉降观测点（左中右），使用水准仪测量，初始值在安装前测定，前15天每天观测1次，之后每周观测1次，允许沉降量≤10mm。收敛监测：在拱架两侧1/2高度处设置收敛计测点，采用铟钢尺测量，初始值在安装后12小时读取，监测频率同沉降观测，允许收敛值≤8mm。6.3数据处理建立监测数据台账，采用Excel进行趋势分析，当监测值达到预警值（允许值的80%）时，及时上报监理工程师，采取增加临时支撑或调整后续施工参数等措施。监测数据保存期限不少于5年。七、验收标准7.1加工验收项目允许偏差检验方法拱架长度±30mm钢卷尺测量截面高度±2mm卡尺测量腹板垂直度≤1.5mm/m直角尺检查法兰板平面度≤0.3mm塞尺检查7.2安装验收项目允许偏差检验方法中线偏差±50mm全站仪测量高程偏差±30mm水准仪测量间距偏差±100mm钢卷尺测量螺栓扭矩±20N·m扭矩扳手检查7.3防腐验收涂层厚度：底漆80-100μm，面漆60-80μm，采用磁性测厚仪检测，每10m²测3点，合格率≥90%。附着力：采用划格法测试（划格间距1mm），附着力等级≤1级，测试后涂层无剥落。八、成品保护8.1运输保护成品拱架采用专用运输架（设置弧形支撑），运输时用钢丝绳固定（每股钢丝绳受力均匀），车速不超过40km/h，转弯半径≥20m。运输过程中派专人跟车，防止碰撞变形。8.2安装后保护拱架安装完成后，在表面粘贴反光条（间距1m），夜间设置警示灯。禁止在拱架上焊接临时构件或悬挂重物，确需作业时需