隧道钢架技术交底

隧道钢架技术交底1适用范围与前置条件1.1适用隧道类型：钻爆法施工的单线、双线及大断面铁路隧道、公路隧道、市政综合管廊，围岩等级Ⅳ～Ⅵ级，埋深≤120m，地应力≤25MPa，无瓦斯突出、无高压富水断层。1.2钢架型号：HRB400E热轧带肋钢筋焊接格栅、I18～I25工字钢拱架、Φ25～Φ32高强螺纹连接钢拱架，材质须符合GB/T15912018、GB/T7002006。1.3强制前置检测：每批次钢材进场24h内完成第三方理化复检（屈服强度、冷弯、冲击、碳当量）；焊接工艺评定（WPS）在正式加工前完成，不合格材料一律退场并建立黑名单。2设计参数与计算书2.1荷载组合：永久荷载（钢架自重+喷射混凝土25kN/m³）+基本可变荷载（Ⅳ级围岩松弛压力120kPa，Ⅴ级180kPa，Ⅵ级240kPa）+施工荷载（栈桥、喷射机、人群4kN/m²）+地震荷载（7度0.15g）。2.2安全系数：抗弯≥1.7，轴心受压≥2.0，节点焊缝≥2.2，整体稳定≥1.5；采用MidasGTSNX按“荷载—结构”模型计算，计算书经驻地监理、设计代表双签字后方可下发加工图。2.3预留变形量：Ⅳ级30mm，Ⅴ级50mm，Ⅵ级80mm；现场实测收敛值超过预留量50%时，立即启动二次支护预案。3材料验收与存放3.1验收流程：①车辆进场→②司磅→③核对质保书、炉批号→④见证取样（每60t一批，不足60t按一批计）→⑤贴二维码追溯标签→⑥24h内出具报告→⑦合格入库/不合格退场。3.2存放要求：仓库地面硬化（C20混凝土15cm厚+2%排水坡），下垫30cm×30cm枕木，离墙≥50cm，分区码放（格栅区、工字钢区、连接件区），雨棚全覆盖，湿度≤70%；每垛最大高度1.5m，两端设1.2m高防撞栏杆。4加工制作4.1格栅焊接①下料：采用数控等离子切割机，允许偏差±1mm；主筋端部30°坡口，钝边2mm。②模具：使用8mm厚钢板定型胎具，胎具曲率半径=设计半径+3cm回弹量，每榀模具经全站仪验收后方可使用。③焊接：CO₂气体保护焊，焊丝ER506Φ1.2mm，电流220～250A，电压28～30V，层间温度≤250℃；主筋与箍筋采用双侧角焊缝，焊脚尺寸6mm，每200mm交错点焊定位，再对称满焊，严禁“跳焊”。④检验：每榀格栅焊完后2h内做外观检查（无裂纹、咬边≤0.5mm）+焊缝探伤（超声波20%抽检，Ⅲ级合格），不合格立即返工并加倍复检。4.2工字钢拱架冷弯①采用315t液压冷弯机，模具半径=设计半径－5cm弹性回弹；②每2m设置一个检验点，弦高偏差≤2mm；③拱脚30cm范围内严禁开孔，如需连接板，必须在弯型后采用双面熔透焊缝，焊后100%超声波检测。5运输与吊装5.1洞内运输：使用8t电瓶机车+平板车架，平板上架设5cm厚橡胶垫，绑扎采用5t尼龙吊带+棘轮收紧器，四点平衡受力，运行速度≤8km/h，鸣笛间隔≤30s。5.2掌子面吊装：采用隧道专用16t门架吊机，吊点设4个Φ20吊环（材质45钢，调质），吊环与钢架间用10t卸扣连接；起吊前进行1.2倍静载试验（持续10min），确认无变形、无焊缝开裂后方可正式起吊。6安装定位6.1测量放线：采用LeicaTS16全站仪，每5m放一断面，测设中心线、轨面线、起拱线三点，放样误差：横向±5mm，高程±3mm；钢架安装前用红油漆标注拱脚、拱顶、接头位置。6.2安装步骤：①清底：人工清除基底虚渣至坚实面，欠挖部位风镐修整，严禁回填虚渣。②拱脚垫槽钢：采用20cm×10cm×1cm钢板垫板，下设2根Φ22锁脚锚杆（L=3.5m，入岩≥2.5m），垫板与钢架底板满焊。③节段对接：采用M2410.9S高强螺栓+10mm厚连接板，螺栓扭矩450N·m，现场用800N·m扭矩扳手复验，欠拧值≤5%。④垂直度调整：用两台DZS3水准仪对称观测，倾斜度≤1%，超差立即用木楔+千斤顶调整。⑤锁脚锚杆打设：每榀钢架拱脚、拱腰各设4根Φ25中空注浆锚杆（L=4m，入岩≥3m），注浆液1:1水泥浆，压力0.5～1.0MPa，注满后保持压力3min。7纵向连接7.1连接筋：Φ22HRB400螺纹钢筋，环向间距1m，与钢架焊接长度10d（双面焊），焊缝高度6mm；连接筋必须“之”字形布置，严禁同断面平行设置。7.2钢筋网：Φ8HPB300，网格15cm×15cm，搭接1个网格，点焊间距≤40cm；钢筋网须压入连接筋内侧，确保喷射混凝土保护层≥3cm。8喷射混凝土8.1材料：水泥P·O42.5，速凝剂无碱液体掺量4%（初凝≤5min，终凝≤10min），骨料5～10mm连续级配，含水率5%～7%。8.2工艺：采用湿喷机械手（PZ7F），喷射距离1.5m，角度90°±5°，风压0.3～0.5MPa，速凝剂在喷头处添加；分三层喷射：第一层3cm封闭钢架背后，第二层5cm填平凹槽，第三层2cm找平；每层间隔≤15min。8.3强度控制：每50m³取1组（3块）150mm立方体试件，28d强度≥25MPa；回弹率：拱部≤15%，边墙≤10%，超标的回弹料立即清除，严禁重复利用。9质量检验与验收9.1主控项目：①钢架中线偏差≤20mm；②高程偏差≤15mm；③垂直度≤1%；④喷射混凝土厚度：钻孔检测每10m一个断面，每断面5点，允许偏差－10mm～+20mm，合格率≥90%。9.2验收流程：班组自检→项目部质检→监理抽检→第三方检测（地质雷达5%抽检），四级签字后方可进入下一循环；不合格段落立即返工，返工费用由责任班组承担，并处以2000元/榀罚款。10监测与信息化施工10.1必测项目：周边收敛、拱顶下沉、地表沉降（浅埋段）、钢架应力、喷射混凝土应变；采用全站仪+收敛计+振弦式应变计，数据采集频率：爆破后1h内首次，1～15d每天1次，16～30d每2天1次。10.2预警值：Ⅳ级围岩收敛30mm，下沉20mm；Ⅴ级收敛50mm，下沉30mm；达到预警值70%时，加密监测频率至每天2次，并启动“钢架加密+径向注浆”预案；达到极限值立即停工撤人，由项目经理组织专家论证。11安全文明施工11.1动火审批：钢架焊接、切割必须办理三级动火证，配备6kgABC干粉灭火器2具+接火盆，看火人全程旁站；作业结束后30min内再次确认无火种。11.2用电管理：电焊机二次侧空载电压≤36V，电缆采用3×6mm²橡套软线，接头使用快速耦合器，严禁裸线；每班由电工检测漏电保护器动作电流≤30mA。11.3防尘降噪：喷射混凝土作业面设KCS600型除尘风机，粉尘浓度≤2mg/m³；空压机站搭设隔音棚，噪声≤85dB(A)，为作业人员配发3M1110耳塞。12应急预案12.1塌方预案：①发现征兆（掉块、裂隙加大、异响）→②司钻立即停钻撤人→③班长按“一键报警”→④项目经理5min内到场→⑤采用Φ108钢管棚（环向间距40cm，L=18m）+5cm厚喷射混凝土封闭掌子面→⑥注1:1水泥浆加固塌体→⑦地质雷达扫描确认空腔→⑧塌方稳定后安装钢架，每榀间距0.5m。12.2突水预案：水量>50m³/h立即启动Ⅱ级响应：掌子面30m范围内断电撤人，采用Φ89孔口管注双液浆（水泥—水玻璃，体积比1:0.6，凝胶时间30s），注浆压力2～3MPa，注浆量达到设计1.5倍或进浆速率<5L/min持续10min方可结束。13人员配置与培训13.1班组定员：每循环设班长1人、电焊4人、安装6人、喷射3人、测量2人、安全员1人，全部持证（焊工操作证、高处作业证、隧道安全员C证）。13.2培训制度：进场24h内完成三级安全教育+技术交底，每月开展一次“钢架安装技能比武”，优胜者奖励800元；连续两次考核不合格者清退出场。14成本控制与奖惩14.1材料损耗率：格栅≤3%，工字钢≤2%，喷射混凝土回弹率超标部分按1.2倍材料费从班组结算中扣除。14.2进度奖惩：节点目标每提前1天奖5000元，滞后1天罚5000元，奖罚直接在月度计价中兑现。15环保与职业健康15.1污水处理：喷射机清洗水经三级沉淀池（每级2m×1m×1m）+絮凝剂（PAC30ppm）处理，pH6～9方可排放；沉淀渣定期清运至弃渣场。15.2职业病体检：焊工、喷射工每年一次高千伏胸片+肺功能+电测听，发现异常立即调岗；建立“一人一档”，保存30年。16信息化管理16.1二维码系统：每榀钢架生成唯一二维码，含炉批号、焊工编号、探伤报告、安装里程、质检人五类信息，现场扫码即可追溯。16.2BIM+GIS：建立Revit模型，钢架安装完成24h内由测量组将实际坐标回传模型，偏差>2cm自动预警，实现“设计—加工—安装”全链条闭环。17典型案例（2023年度贵阳轨道交通S1线3标）17.1工程概况：隧道全长1.8km，Ⅴ级围岩占62%，最大埋深98m，采用Φ25高强螺纹连接钢架，间距0.8m。17.2实施效果：通过采用上述交底流程，单月进尺由75m提升至102m，钢架一次验收合格率98.7%，喷射混凝土回弹率降至8.2%，节约水泥136t，直接经济效益63.4万元；未发生任何轻伤及以上事故，获得业主“绿牌”奖励20万元。18附录（可直接照做的0经验操作卡）18.1钢架安装七步法：①看：看围岩是否清底干净；②量：量中线高程是否放样；③垫：垫20cm×10cm钢板；④立：用门吊立起钢架；⑤拧：扭矩扳手450N·m拧螺栓；⑥锁：打Φ25锁脚锚杆4根；⑦喷：立即喷3cm混凝土封闭。18.2扭矩扳手使用：a.调至450N·m（听到“咔嗒”一声即停）；b.垂直套住螺栓；c.禁止加长杆；d.每班校验一次，误差>±5%立即送检。18.3常见问题5秒排错：问题1：钢架晃动→检查锁脚锚杆是否注浆饱满；问题2：喷射混凝土剥落→检查速凝剂掺量是否准确；问题3：焊缝裂纹→检查电流是否过大、层间温度是否超250℃；问题4：拱脚渗水→立即打Φ42小导