边坡排架施工技术措施.docx
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边坡排架施工技术措施
苗尾水电站导流隧洞工程
边坡排架施工方案
1概况
苗尾水电站位于云南省大理州云龙县旧州镇境内的澜沧江河段上，是澜沧江上游河段一库七级开发方案中的最下游一级电站，上接大华桥水电站，下邻澜沧江中下游河段最上游一级电站--功果桥水电站。
电站坝址距大理、昆明公路里程分别为207km、544km。
苗尾水电站以发电为主，电站建成后可发展旅游和库区航运，促进地方社会、经济与环境协调发展。
电站正常蓄水位1408.00m，相应库容6.60亿m3；死水位1398.00m，相应库容5.01亿m3。
电站装机容量1400MW，多年平均发电量64.45亿kW×h，保证出力346.60MW。
本合同工程主要包括导流隧洞工程、导流隧洞施工支洞工程、雾化区坡脚防护工程、左岸中线公路工程等。
为保证施工安全，确保施工工期特制定排架施工专项方案，指导排架施工。
2排架搭设
2.1基本要求
2.1.1方案编制批准
排架施工方案必须由施工单位专业工程师设计，总工程师（高级工程师）审核，监理单位批准后方可搭设。
2.1.2安全、技术交底
排架搭拆，应根据设计图纸和工程实际状况，制定安全技术措施计划，编制作业指导书。
在排架搭设或拆除前，由技术部门对作业队、班组进行技术、安全交底。
2.1.3作业人员要求
排架搭拆施工人员（含协作队伍人员）必须经过专业培训，并取得特种作业操作证持证上岗。
2.1.4构配件、材料
用于排架施工的构配件、材料必须质量合格，满足相应规定、规范要求。
2.1.5应遵守的规定、规范、技术文件
排架搭拆应严格遵守执行以下规定、规范、技术文件（不限于）：
（1）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130的规定。
（2）《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80的规定。
（3）监理单位批复同意的《排架施工方案》。
（4）根据设计图纸和工程实际状况，制定的《安全技术措施计划》，编制《作业指导书》。
（5）其他相关安全规定。
.2.1.6批准使用与拆除
（1）排架搭设完成后必须经工程技术、施工管理、安全监督和监理人员联合检查验收签字后方可挂牌投入使用。
（2）拆除前亦经过上述人员联合检查签字同意方可进行。
2.2排架搭设范围及形式
排架搭设范围及形式见表2.2-1
表2.2-1排架搭设范围及形式
施工部位
排架高程
排架规格
排架形式
备注
自（m）
至（m）
排架高度（m）
排架长度（m）
排架面积（m²）
1372
1405
33
76
2260
两排承重架
横距、纵距、步距均为1.5m
2.3排架搭设构配件及材料
2.3.1钢管
排架各杆件均采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管或者3号普通钢管，其标准采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或者《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T13092），质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）技术要求的Q235-A级钢规定。
钢管应外表平直光滑，无裂纹、分层、变形扭曲、打洞截口以及腐蚀程度小于0.5mm，使用前应进行除锈、去污。
2.3.2扣件
对钢管排架杆件进行连接的扣件，采用可锻铸铁制成，其材质要求符合现行国家标准《钢管排架扣件》（GB15831）的规定，螺栓拧紧扭力矩达65N.M时,不得破坏。
严禁使用有变形、裂纹、滑丝、砂眼等疵病的扣件。
2.3.3脚手板
钻机周围脚手板采用松木制作，其材质符合现行国家标准GBJ5《木结构设计规范》中的Ⅱ级木质规定，脚手板规格为：
长×宽×厚＝2.5×0.5×0.05（m），木板作为钻机承重重复使用的次数不超过4次。
其余通道及层间防护采用竹夹板，竹夹板选用3年以上老竹制作、剥削均匀、螺杆捆扎紧密的合格品，其规格为：
长×宽×厚＝3.0×0.25×0.05（m）；竹夹板拆搭的重复使用次数不超过3次。
2.3.4连墙件
排架与山体相连。
连墙件采用Φ32插筋锚杆、Φ10盘圆，质量应符合现行国家标准《准碳素结构钢》（GB/T700）中Q235—A级钢的规定。
2.3.5安全网
约垂直于水平排架安全防护用的安全网均应符合相关规范要求。
2.4资源投入
为确保工期，根据实际情况排架施工资源投入如表2.4-1：
表2.4-1排架施工资源投入表
名称
规格
单位
数量
备注
钢管
Φ48×3.5
吨
52
13560M
扣件
付
9040
竹夹板
2.7×0.3×0.05
块
22518
912m²
安全网
绿色细目
张
2260m²
风钻
YT-28
台
5
打插筋孔
空压机
中空压
台
2
切割机
40
台
4
焊机
BKX300
台
5
砂浆机
台
3
架子工
人
60
2.4.1材料转运
塌方段排架搭设的所有材料进场后先堆放在EL1418公路边滑道上料平台，再由人工转运至工作面，垂直运距（EL1418m—EL1372m）最大高度46米，水平运距＞400m。
材料传运过程中采用少拿多跑的方式，确保安全。
2.5普通排架搭设措施
2.5.1排架搭设顺序
排架搭设采用分层搭设的方式，搭一层加固一层，下一层加固好后再搭设上面一层，每层高度不得超过6m。
排架搭设前应先对边坡危岩进行清理，排架搭设放线后，“一”字形排架应从一端开始向另一端延伸搭设；依次竖起立杆→纵
横扫地杆→第一步纵横平杆，随校正立杆垂直后，.继续向上搭设。
在第一二排架子搭设后应及时打好插筋孔，放入Φ28钢筋后注M20～30水泥砂浆；并及时焊好拉筋；随排架向上搭设及时布置插筋和拉筋确保排架稳定。
若在打插筋孔较难成孔时可以先进行喷锚支护，待等强后再打插筋焊拉筋。
在第一排连墙杆施工前，应设一定的抛撑，确保构架稳定；剪刀撑、连墙杆、斜撑、爬梯随搭升一起及时设置。
2.5.2排架基础
钢管排架的立杆基础要平整、结实，立于坡面上时采用插筋固定，不得出现架空现象，插筋要求施工质量可靠。
2.5.3排架连墙锚杆设计置
排架搭设排架与建筑物墙体或边坡必须采用柔性连墙杆连接，可按两步三跨或三步三跨矩形或梅花型布置，其距离不得大于表2.5.3-1的规定。
连墙杆要求施工质量可靠，插筋长度要求深入地层不小于1.0m，外露0.5m，下倾45o,注M20～30水泥砂浆。
表2.5.3-1连墙锚杆布置距离
排架类型
排架高度（m）
垂直间距（m）
水平间距（m）
三排
≤50
≤4
≤4
双排
≤50
≤6
≤6
单排
≤20
≤6
≤5
2.5.4排架剪刀撑的设置
35m以下的排架除两端设剪刀撑外，中间每间隔12～15m设一道。
剪刀撑应联系3～4根立杆，斜杆与地面夹角在45°～60°之间。
剪刀撑应沿架高连续布置，在相邻两排剪刀撑之间，每隔10～15m高加设一组长剪刀撑，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与排架的立杆或大横杆扣紧外，在中间应增加2～4个扣接点。
每榀上下连墙锚杆布置斜撑，结构如图2.5.4-1所示。
图2.5.4-1排架结构示意图
2.5.5钢管排架的杆件采用扣件搭接
大横杆、剪刀撑搭接长度不少于80cm，且不少于三个扣件加固。
立杆必须采用带轴心一字扣对接，相邻立杆接头不得设于同步内，立杆接头与中心节点相距不大于50cm。
各连接杆的搭接如图二所示。
立杆的垂直偏差不应大于架高的1/300，并同时控制其绝对偏差值：
20m＜架高≤50m时，绝对偏差值为不大于75mm；
2.5.6上下横杆的连接点布置
上下横杆的连接点应错开布置在不同立杆纵距之间，与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。
同一排大横杆的水平偏差不大于该片排架总长度的1/250，且不大于50mm。
小横杆贴近立杆布置，搭于大横杆之上并用直角扣件扣紧。
在任何工作情况下，均不得拆除作为基本构架结构杆件的小横杆。
2.5.7直角扣件和回转扣件受力
直角扣件和回转扣件不允许沿轴心方向承受拉力；直角扣件不允许沿十字轴方向承受扭力；对接扣件不宜承受拉力。
当用于竖向节点时不允许承受压力。
扣件螺栓的紧固力矩应控制在40～50N·m之间。
使用直角和回转扣件紧固时，钢管端部应伸出扣件盖板边缘不小于100mm，扣件夹紧钢管时，开口处最小距离不小于5mm；回转扣件的两旋转面间隙要小于1mm。
2.5.8排架各杆件连接处相互伸出的端头长度要求
排架各杆件连接处相互伸出的端头长度均要大于10cm以防杆件滑脱。
见图2.5.8-1杆件连接示意图
图2.5.8-1杆件连接示意图
2.5.9施工要求
在搭设中不得随意改变构架设计、减少杆配件设置和对立杆纵距作大于10cm的尺寸放大，确有实际情况需要进行改变时，应提交技术人员研究解决。
2.5.10普通排架搭设的相关参数
普通排架搭设的相关参数见表2.2-1。
表2.2-1排架搭设范围及形式
施工部位
排架高程
排架规格
排架形式
备注
自（m）
至（m）
排架高度（m）
排架长度（m）
排架面积（m²）
1372
1405
33
73
2260
两排承重架
横距、纵距、步距均为1.5m
2.6悬空、半悬空排架施工措施
悬空、半悬空排架参照《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》（JGJ130-2001）中普通排架的要求，根据施工经验及现场实际情况，通过缩短排架的步、跨距及立杆的横距加密排架，同时加密连墙杆的布置，加深连墙杆的深度，增强悬空架的稳定性，使其“撑”、“挂”在岩壁。
2.6.1步距、跨距、立杆横距、剪刀撑、斜撑设置
考虑到排架高度、施工机器、施工材料堆放、人员集中等诸多因素，施工排架均采用2排承重排架，排架步距、跨距、立杆横距均为1.5m,剪刀撑、斜撑均按照规范中对普通排架的最高要求执行，必要时可适当加强。
2.6.2连墙杆设置
悬空、半悬空排架的重力依靠连墙杆的“撑”、“拉”作用分解在岩壁上。
连墙杆采用柔性连墙杆，柔性连墙杆采用Φ28钢筋锚杆及Φ12钢筋做拉筋连接排架与岩壁，施工时先用风钻造孔，入岩1.5～2m,再灌砂浆、下钢筋锚杆，锚杆外露0.5m，采用Φ12钢筋焊接在立杆上，焊接时与同一小横杆连接的3根立杆均连接，焊接钢筋长1～3m。
连墙杆大样图见图2.6-1。
图2.6-1连墙杆大样图
柔性连墙杆均按一步两跨梅花形布置，间、排距为2.4×1.2m。
具体布置如图2.6-2。
图2.6-2连墙杆布置示意图
每平米排架所需刚性连墙杆1.38组（每组2或3根钢管锚杆）、柔性连墙杆1.38组（每组一根插筋3根拉筋）。
2.7安全防护
2.7.1施工要求防护栏杆
（1）3m高以上部分的排架，外侧必须设1m高的防护栏杆和20-30cm高挡脚板（杆）或挡脚网，顶排的防护栏杆不得少于两道，高度分别为1.3m和0.9m。
（2）排架封顶时，靠建筑物或边坡立杆应低于建筑或边坡50cm,外侧立杆应高出建筑物或边坡1.3m，并作防护栏杆。
2.7.2脚手板
（1）排架的靠建筑物墙体或边坡一侧的立杆距建筑物墙体或边坡不得大于20cm,大于20cm时，必须铺设绑扎结实的脚手板，但不得有探头板。
（2）排架水平人行通道必须用木脚手板（厚度5cm）或竹夹板铺设，每块木脚手板或竹夹板两侧用铅丝捆绑，宽度不得小于60cm，脚手板缝隙在3cm以下，作业平台必须设置栏杆扶手。
脚手板必须捆绑牢靠、结实，板的搭接长度不得小于20cm，而且不得在悬空处搭接。
2.7.3斜道
每一单元排架必须设上、下通道（即爬梯）。
爬梯坡度不得大于60°。
踏步宽度80cm，采用双钢管扣接作为踏步，步距30cm，并且两侧设扶手栏杆，挂安全网。
底部铺竹夹板封闭。
爬梯大样见图五
图五爬梯大样图
2.7.4作业平台
作业平台必须分操作平台、材料堆放平台，不得混淆。
操作平台、材料堆放平台必须用大于5cm厚的脚手板铺放，平台四周设挡脚板和1.2m高的防护栏杆，并在外侧悬挂安全网，临空面设防护栏，三个面挂安全网，保证施工人员安全。
架上不准堆放成批材料，零星材料可适当堆放，但架上不准堆放活动材料，如扣件、钢管、钢筋等。
3排架验收与使用
3.1排架验收
3.1.1验收程序
排架使用前，必须由安全部部牵头通知工程技术部、施工队相关人员进行内部联合验收，经理部督促验收，内部验收合格后报请监理工程师进行验收。
3.1.2验收合格标准
（1）排架构架、结构符合设计要求，个别部位尺寸变化应在允许范围内。
（2）节点连接可靠，其中扣件的拧紧程度应控制在扭矩达到40～60N·m。
（3）其他。
3.2排架安全检查
3.2.1检查时间规定
排架在下列情况下，必须经检查合格后，方可投入使用或继续使用：
（1）搭设完毕后；
（2）连续使用达到6个月；
（3）施工中途停止使用超过15天，重新使用之前；
（4）在遭受暴风、大雨、大雪、地震等强力因素作用之后；
（5）在使用过程中，发现有显著的变形、沉降、拆除杆件和拉结以及安全隐患存在的情况时。
3.2.2常规检查
每班施工前必须对排架扣件、立杆及拉结点进行例行检查，确认无松动、变形、断裂后，方可进行施工，并填写检查记录表和当班记录人，作业过程中发现有不安全的情况和迹象时，应立即停止作业，进行检查，待问题解决后方能恢复正常作业，发现有异常和危险情况时，应立即通知所有架上人员撤离。
3.2.3特殊检查
排架附近爆破作业结束后，必须对排架、边坡进行严格检查，确保排架的整体稳定性。
对受爆破区影响变形过大的排架钢管、扣件以及被砸坏的扣件、排架钢管，需及时更换，并通知安全部检查合格后方可上架施工。
3.3使用规定
验收合格则挂牌标识方可投入使用。
未经验收排架，不得投入使用。
3.3.1作业人员规定
患有高血压、心脏病、贫血、精神病及其它不适应高空作业病症的人员，不得从事高空作业。
3.3.2作业防护
2m以上排架作业，施工人员必须正确配戴好安全帽、安全绳（带），穿好防滑鞋，并使用必须的劳保用品、工具，安全带要求遵循“高挂低用，水平双挂”原则。
3.3.3使用规定
（1）排架在使用时，作业层施工荷载不得超过计算允许荷载；在使用过程中，禁止随意拆除排架的基本杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。
（2）排架搭设完毕后，需对施工区进行封闭管理，除紧急出口外留守唯一上下通道，并派专人看守，对上下排架人员进行检查，严禁无关人员进入。
（3）每步架的作业完成之后，必须将架上剩余材料物品移走，每日收工之前应清理架面，在作业期间应及时清理落入安全网内的材料和物品，在任何情况下，严禁自架上向下抛掷物品和倾倒垃圾。
（4）夜间照明不足不准架上作业，雨天、大风、雷电天气不准架上作业。
4排架拆除
4.1方案制定实施
悬空、半悬空排架的拆除难度较大安全隐患较多，排架拆除前应制定详细的拆除措施，并报批准后实施。
4.2警戒、指挥
拆除排架之前，必须先将电器设备及其它管线拆除。
排架拆除时下部严禁任何作业，地面划定工作区标志、禁止闲人进入警戒圈，并派专人警戒、指挥。
4.3拆除原则
4.3.1基本规定
严格遵守由上而下、后绑先拆、先绑后拆、一步一清的原则。
严禁上下层同时拆除；严禁用将整个架子推倒的方法进行拆除。
4.3.2连墙件拆除
连墙件应在位于其上的全部可拆除杆件都拆除之后才能拆除。
4.3.3构配件拆除
（1）拆下的杆配件应以安全的方式运出和吊下，严禁向下抛掷。
（2）在拆除过程中，凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走，避免误扶和误靠已松脱连接的杆件，引发安全事故。
4.3.4配合作业
在拆除过程中，应作好配合、协调动作，禁止单人进行拆除较重杆件等危险性作业。
5排架设计、校验计算
5.1设计工况
5.1.1排架形式、规格、位置、面积
左岸开关站环境边坡排架均采用3排承重架。
需要处理的五个区域排架高程、高度、面积见表2.2-1排架搭设范围及形式。
表2.2-1排架搭设范围及形式
施工部位
排架高程
排架规格
排架形式
备注
自（m）
至（m）
排架高度（m）
排架长度（m）
排架面积（m²）
1372
1405
33
76
2260
两排承重架
横距、纵距、步距均为1.5m
5.1.2每平米排架所需主要材料及构建数量
每平米排架所需主要材料及构建数量见表7.1.2-1
表7.1.2-1每平米排架所需主要材料及构建数量表
名称
规格
单位
数量
备注
钢管
Φ48×3.5
米
6
扣件
个
5
柔性连墙杆
Φ28锚杆入岩≥1.5m
根
1.2
拉筋
Φ10L=1～3m
根
3
5.2荷载计算
对排架进行受力分析，排架主要承受永久荷载和可变荷载两种形式的荷载，其中永久荷载由排架自重（立杆、水平杆、扣件）和构配件自重（脚手板、栏杆、安全网、挡脚板）组成，可变荷载由施工荷载（作业层人员、材料、器具）和风荷载组成。
5.2.1永久荷载Gk
（1）永久荷载
永久荷载Gk=排架自重Gk1+配构件自重Gk2
表7.2.1-1永久荷载Gk计算表
施工部位
排架自重Gk1（KN）
配构件自重Gk2（KN）
永久荷载Gk（KN）
658.428
358.83
1017.258
（2）排架自重Gk1
排架自重由架管自重G1和扣件自重G2组成，按加密排架横向间距Lb和纵向间距La均为1.5m搭设，每平米排架需用6m架管，每1.5m需用一个直角扣件和每7m需用一个旋转扣件，每个直角扣件和旋转扣件的标准重量分别为13.2N/个和14.6N/个，Φ48×3.5架管每米标准重量为38.4N/个。
根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》JGJ130-2001,J84-2001附录A表A-1查得计算：
表7.2.1-2排架自重（Gk1）计算表
施工部位
排架面积（m²）
需用架管
需用直角扣件
需用旋转扣件
排架自重（Gk1）（KN）
长度（M）
重量（KN）
个数（付）
重量（KN）
个数（付）
重量（KN）
2260
13560
510.8
9040
119.328
1938
28.3
658.428
（3）配构件自重Gk2
排架每层搭设高度4m，每层满铺竹夹板并设栏杆、挡脚板和挂设安全网，竹夹板规格为：
长×宽×厚＝3.0×0.25×0.05（m）。
竹夹板标准重量为：
0.35KN/m2根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》表4.2.1-1得。
栏杆标、挡脚板准重量：
0.14KN/m2根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》表4.2.1-2得。
安全网标准重量：
0.011KN/m2
表7.2.1-3配构件自重（Gk2）计算表
施工部位
排架（m²）
竹夹板
栏杆标、挡脚板
安全网
配构件自重Gk2（KN）
高度（m）
长度（m）
宽度（m）
层数
面积（m²）
重量（KN）
面积（m²）
重量（KN）
面积（m²）
重量（KN）
33
76
1.5
8
912
319.2
91.2
12.77
2260
24.86
358.83
5.2.2可变荷载Qk
（1）施工荷载Qk1
作业层人员标准重量：
800N/人根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》表A-2得,按在排架上同时作业人员最多的情况考虑即按20人计。
设备标准重量：
按两台钻机同时作业计，每台标准重量为10KN。
材料、器具重量：
钻杆按每台钻机50m配置，每根Φ89×1.5m标准钻杆重量为450N/根，钻具按2套/台配置，每套钻具标准重量500N/套。
Qk1＝（800×20＋35×450×2＋500×4）/1000+2×10=69.5KN
（2）风荷载
排架属于半封闭式，排架搭设高度33m，每个连墙点的覆盖面积为8m2＜30m2根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》4.3.2条和6.4规定可以不考虑风载影响。
但是为了确保排架在使用过程中的安全，综合考虑在施工荷载基础上乘1.3的安全系数。
Qk2＝1.3Qk1=90.35KN
5.3杆件验算
5.3.1纵横向水平杆的抗弯强度
综合考虑排架整体组合效应，从这一片排架整体受力分析，底层排架是受力受力危险部位，以下计算都是针对底层排架来分析计算。
排架总荷载均布作用在底层长76m宽1.5m的平台上。
作用在横向水平杆线荷载为：
qk=（Gk+Qk）/（76×1.5）×La/2=7.744KN/m
作用在横向水平杆线荷载设计值：
q=（1.2Gk+1.4Qk）/（76×1.5）×La/2=9.5KN/m
（1）横向水平杆抗弯强度验算式：
σ＝M/W≤f=205N/m㎡（f—钢管的抗弯强度设计值，f=205N/mm2）
M=1.2MGK+1.4∑MQK=（1.2q+1.4qk）×La2/8=6.254KN.m
σ＝M/W=123.11N/mm2＜f=205N/mm2安全（Φ48×3.5钢管截面模量W=5.08cm3）据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》附录B表B得。
（2）纵向水平杆抗弯强度验算式：
σ＝M/W≤f=205N/m㎡
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力F（简化受力见下图）:
F=qLb/2=7.125KN
按三跨简支梁算，则Mmax=0.213FLa=2.277KN.m
σ＝Mmax/W=44.8N/mm2＜f=205N/mm2安全
Φ48×3.5钢管抗剪承载力为29KN,远大于抗滑力8KN，故不必验算钢管抗剪力。
5.3.2纵横向水平杆的挠度验算
纵横向水平杆的挠度验算：
ν≤［ν］＝L/150且不大于10mm。
横向水平杆，简支梁ν＝5qkL4/384EI=9.83mm＜L/150=10mm安全。
其中跨度L=1.5m（E—钢材的弹性模量，取2.1×105N/mm2；钢管的惯性矩I=12.19cm4）据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》附录B表B得。
纵向水平杆，ν＝（FkL3/100EI）×1.615
Fk为集中力标准值，Fk=qLb/2=7.125KN（简化受力见下图）
ν＝（FkL3/100EI）×1.615=9.4mm＜［ν］＝L/150=10mm安全。
5.3.3立杆稳定性验算
验算长细比：
λ＝L0/i=kμh/i=1.155×1.6×1.7/1.58=198.84（k、μ、i取值根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》5.3.3条和附录B表B得）。
由λ根据《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》附录C查取φ值，φ＝0.177。
计算轴向力N：
不组合风载时：
N=1.2（NGk2+NGk1）+1.4∑NQk=12.036KN
验算公式：
N/φA≤f=205N/mm2
N/φA=12.036/（0.177×4.98）=143.53N/mm2＜f=205N/mm2稳定。
Φ48×3.5钢管截面积A由《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》附录B表B得A=4.98cm2。
5.3.4地基承载力验算
立杆基础底面的平均压力应满足：
p≤fg
其中p为立杆基础底面的平均压力：
P=N0/A=（658.428+90.35）/（76×1.5）=6.57KN/m2
地
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