边坡支护脚手架搭设专项施工设计方案.docx

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边坡支护脚手架搭设专项施工设计方案

表B2-2施工技术方案报审表

工程名称:

西藏大古水电站导流隧洞Ⅱ标工程

合同编号:

HD-XZ-DG-2014-SG-002-C2文件编号：

DLDX/报审/2015/059

致中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司西藏大古水电站前期工程建设监理项目部：

现报上脚手架搭设拆除专项施工方案请予审查和批准。

附件：

《脚手架搭设拆除专项施工方案》

承建单位（公章）：

项目经理：

2015年10月30日

监理工程师审查意见：

审查意见：

口同意

口修改后再报（见附言）

口不同意

监理工程师年月日

总监理工程师审定的意见：

审查意见：

口同意

口修改后再报（见附言）

口不同意

总监理工程师年月日

注：

特殊技术、工艺方案经总监理工程师批准，一般由监理工程师审批。

由承建单位呈报四份，审批后监理部两份，业主一份，退承建单位一份。

西藏大古水电站导流洞Ⅱ标工程

脚手架搭设拆除

专项施工方案

编制：

复核：

审核：

中铁二十一局集团有限公司大古水电站导流洞Ⅱ标项目部

二〇一五年十月

西藏大古水电站导流隧洞Ⅱ标工程

边坡排架搭设拆除专项措施方案

1编制依据

1.1《建筑施工脚手架实用手册》

1.2《建筑施工安全检查标准》

1.3《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

1.4《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）

2工程概况

大古水电站位于西藏自治区山南地区桑日县境内，是雅鲁藏布江中游桑日县至加查县峡谷段的第2级电站。

其导流隧洞布置在左岸，上游侧为1#导流隧洞，下游侧为2#导流隧洞。

1#导流隧洞上游段全长407.48m，平均设计底坡为0.622%，出口底板高程为3363m；2#导流隧洞上游段全长511.64m，平均设计底坡为0.774%，出口底板高程为3363m。

导流隧洞采用城门洞型断面，净断面尺寸15m×17m（宽×高）。

本工程工作面：

首先在2#导流洞出口边坡EL3406马道以上至开挖顶面进行脚手架排架（下文中简称排架）搭设，马道宽5.0m，排架搭设总跨度约90m，最高搭设高度约26m，施工总面积为2340m2，采用普通双排立杆排架施工；随后对1#导流洞出口边坡EL3403马道以上至开挖顶面进行排架搭设，马道宽5.0m，排架搭设总跨度约85m，最高搭设高度约25m，施工总面积为2125m2，采用普通双排立杆排架施工。

EL3404马道以上支护完成后，进行EL3382.2~EL3406边坡排架搭设，排架高度24m。

最后转至1#、2#导流洞洞口EL3363~EL3382.2进行排架搭设，排架搭设总跨度约40m，最高搭设高度约19m，施工总面积为760m2，采用普通双排立杆排架施工。

本工程排架主要是作为边坡锚杆、边坡锚索、边坡锚筋束、边坡喷锚施工的工作平台，脚手架形式为双排立杆承重架。

为保证西藏大古水电站导流隧洞Ⅱ标出水口边坡支护工程施工操作平台排架搭设、使用、拆除符合有关规范要求，保证施工质量与安全，特编制本方案，作为排架工程施工的原则性指导文件。

3搭设方案

3.1边坡支护脚手架搭设材料要求

（1）钢管

采用外径φ48，壁厚3.5mm《直缝电焊钢管》或《低压流体输送用焊接钢管》中的3号普通钢管。

（2）扣件

扣件材质符合《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定，扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷，扣件与钢管的贴合面接触好，扣件夹紧钢管时开口处最小距离小于5mm。

（3）脚手板

采用50mm厚木板（松木板）作为施工脚手板，脚手板不得有开裂、腐朽，板面挠曲小于3/1000。

（4）绑扎铁丝，采用8号镀锌铁丝。

（5）安全网必须采用符合国家质量标准要求的安全网。

3.2搭设方案及要求

（1）既有边坡采用沿坡面搭设双排脚手架，开挖后的边坡沿开挖后的坡面搭设双排脚手架。

搭设尺寸为：

立杆的间距为1.5米，立杆的排距为1.2米，横杆步距为1.7米，立杆采用单立管；内排架距离坡面距离为0.50米；大横杆在上，小横杆在下，扫地杆距地面尺寸为10cm。

每一级脚手架搭设高度最高不超过15m。

（2）为保证脚手架搭设在稳固的基础上，开挖后的边坡首先要把脚手架立杆基础平整夯实，具有足够的承载力和稳定性；既有边坡的脚手架分层搭设，每一层搭设以既有平台为基础平台，每层高度大约10m。

搭设坡面脚手架之前，根据既有边坡平台的现状，决定是否需要打设立杆插筋：

马道平台较宽阔的，岩石状况好，可以不打设立杆插筋；马道平台较窄，搭设施工脚手架之前需要打设一排固定立杆的插筋，（插筋Φ20，入岩1m，外露0.2m，间距5.4m，外排立杆直接套入插筋中，保证脚手架基础的稳定性。

脚手架搭设中，小横杆紧触坡面，考虑脚手架施工的震动影响，预先在坡面打设插筋作为脚手架立杆拉结筋，拉结筋按6m*5.4m梅花形布置，插筋插入边坡岩体并用水泥砂浆锚固，插筋Φ20，入岩1m，外露0.3m，外露部分通过拉结筋与立杆焊接牢固，以此保证脚手架整体的稳定性。

详见脚手架搭设断面图。

脚手架每个施工单元按照30m长度搭设，在每段脚手架的端末搭设人行盘梯，盘梯宽度1.2m，台阶步距0.3m，盘梯搭设方法详见后附图纸《脚手架爬梯搭设详图》。

（3）脚手架作业面高度超过3.2m时，临边必须挂设水平安全网，还应在脚手架架体外侧采用密目式安全网封闭，脚手架的水平安全网必须随作业高度的升高而升高，安全网距离工作面的最大高度不得超过3m，网体与操作层不应有大于10mm的缝隙，网间不应有大天25mm的缝隙。

（4）脚手架搭设顺序如下：

弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二步小横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步大横杆扣紧→安第三、四步大横杆和小横杆→安装连接件拉杆→接立杆→加设剪力撑→铺设脚手板，绑扎防护及档脚板、立挂安全网。

（5）在脚手架外侧整个立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面倾角宜在45º-60º，且应满足表3-1规定：

表3-1剪刀撑搭设参数表

剪刀撑与地面倾角

45º

50º

60º

剪刀撑跨越立杆的最多根数

7

6

5

剪刀撑、横向斜撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上；

除在架体两端设置横向支撑外，中间应每隔6跨设置一道。

（6）作业平台必须设置1.2m高的栏杆和180mm的挡脚板，且挡脚板应与立杆固定。

（7）按照规定搭设斜道或挂梯以方便人员上下及材料运输，斜道坡度走人时取不大于1：

3，运料时取不大于1：

6，坡面（采用木脚手板或竹笆脚手板）每30cm设一防滑条，防滑条不能使用无防滑作用的竹条等材料；在构造上，采有之字型斜道，斜道的杆件应单独设置；挂梯可用钢筋预先焊制，也可现场利用短架子管搭设，其位置不应在脚手架通道的中间，也不应垂直贯通。

（8）搭设立杆的注意事项：

1）严禁不同外径的钢管混合使用；立杆垂直度偏差不得大于架高的1／200；

2）立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采取对接扣件，对接应符合以下要求：

立杆上的对接扣件应交错布置，两相邻立杆接头不应设在同步同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1／3，同一步内不允许有二个接头；

3）若搭接，搭接接头长度不应小于1m，并应等距设置不少于个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm；

4）当立杆的基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨并与立杆固定，高低差不应大于1m。

（9）搭设纵、横向水平杆的注意事项：

1）纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨，并不小于6m；

2）纵向水平杆接长宜用对接扣件，也可采用搭接。

对接、搭接应符合下列规定：

①纵向水平杆的对接扣件应交错布置各接头至最近主接点的距离不宜大于纵距的1/3，不应设在同步、同跨内、相邻接头水平距离不应小于500mm，并应避免设在纵向水平杆的跨中；

②搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

③纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

3）搭接接头长度不应小于1m，并应等距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm；

4）主接点必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

主接点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm；

5）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2；

6）双排脚手架横向水平杆靠边坡的一面应抵紧边坡；

（10）脚手架必须设置纵、横向扫地杆。

纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距地面不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆也应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

当立杆基础不在同一高度时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。

（11）扣件安装的注意事项：

1）扣件规格（48）必须与钢管外径相同；

2）扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40Nm，并不大于65Nm；（扣件必须经过检测合格方可使用）

3）主节点处，固定横向水平杆（或纵向水平杆）、剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm；

4）对接扣件的开口应朝上或朝内。

（12）铺设脚手板的注意事项：

1）脚手板应满铺，离岩面不得大于20厘米，不得在跨度间搭接，也不得有空隙和探头板，对头搭接时，应架设双排小横杆，其间距不大于20厘米，脚手板搭接长度不得小于20厘米；

2）脚手板的探头应采用直径3．2mm（10号）的镀锌铁丝固定在支承杆上；

3）在架子的拐弯处，脚手板应交叉搭接，并与横向水平杆可靠连接，以防止滑动；

4）脚手板采用由毛竹或楠竹制作的竹串片板或是木脚手板，每块质量不宜大于30kg；

5）脚手板的铺设应平稳且绑扎牢固，脚手板垫木应用木块，并且锚钉牢固，不得用砖石。

（14）作业层、斜道的栏杆、挡脚板的注意事项：

1）栏杆和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧；

2）上栏杆高度1.2m，中栏杆居中设置；

3）挡脚板高度不应小于180mm。

（15）避雷装置

避雷装置：

包括接闪器、接地极、接地线。

接闪器可用直径25～32mm，壁厚不小于3mm厚的镀锌钢管或直径不小于12mm的镀锌钢筋制作，设在拟建建筑物四角的脚手架立杆上，高度不小于1m，并将最上层的横杆全部连通，形成避雷网络。

接地极：

垂直接地极可用长度为1.5～2.5m、厚度不小于2.5mm、直径为25～50mm的钢管，直径不小于20mm的圆钢或∟50×5等边角钢，水平接地极可选用长度不小于3m、直径8～14mm的圆钢或厚度不小于4mm、宽25～40mm的扁钢。

接地线：

钢管脚手架架体可以替代接地线，相邻悬挑架之间用直径不小于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢连接，接触面积不小于10cm2，以保证接触可靠。

避雷装置接地电阻不得大于4Ω。

4稳定性计算

4.1参数信息

（1）脚手架参数

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.8米，立杆的排距为1.2米，横杆的步距为1.50米；立杆采用单立管；内排架距离坡面距离为0.50米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2；采用的钢管类型为Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80。

（2）活荷载参数

施工荷载均布参数根据《扣规》查表可得（kN/m2）:

3.000（包括施工过程中的钻机的冲击荷载）；脚手架用途:

普通施工脚手架，同时施工层数:

1。

（3）风荷载参数

表4-1西藏山南市风荷载参数表

省市名

城市名

海拔（m）

10年一遇风压（KN/m²）

10年一遇风压（KN/m²）

10年一遇风压（KN/m²）

西藏

山南市

3404

0.45

0.75

0.90

西藏山南地区，10年一遇风基本风压为0.45kN/m2，风荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为1.20；考虑风荷载。

（4）静荷载参数

每米立杆数承受的结构自重标准（kN/m2）:

0.1161；脚手板自重标准（kN/m2）:

0.350；安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

1；脚手板类别:

马道板脚手板。

（以上参数均可以查表得到）

（5）地基参数

地基类型:

既有边坡岩石；地基承载力标准值（kN/m²）:

15000.00；基础底面扩展面积（m²）:

0.9；基础降低系数:

0.40。

图4-1落地脚手架正立面计算图

4.2脚手架计算

4.2.1大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

1）均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.038kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×1.2/（2+1）=0.14kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.2/（2+1）=1.2kN/m；

静荷载的计算值:

q1=1.2×0.038+1.2×0.14=0.214kN/m；

活荷载的计算值:

q2=1.4×1.2=1.68kN/m；

根据《扣规》，永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4）

2）强度计算

[σ]表示刚才强度极限值，为215Mpa,[f]表示容许挠度值，取3mm。

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

Mmax=（1.1*0.214+1.2*1.68）*1.8²=7.29（l大横杆的的计算跨度）。

弯曲强度：

σ=Mmax/W=7.29*106/5.078*103=14.4Mpa＜[σ]=215.0Mpa,满足要求。

（W查表可得）

最大挠度计算：

Vmax=（0.677*0.214+0.990*1.68）*[（1.8*10³）4/100*2.06*105*121900]=1.29mm＜[f]=3mm。

4.2.2小横杆的计算

认为所有荷载均有小横杆承受并传给立杆，钢管立柱间距为1.8m,横向间距为1.2m，因此小横杆的计算跨度l1=1.2m，

1）荷载值计算

大横杆的自重标准值：

P1=0.038×1.800=0.0684kN；

脚手板的荷载标准值：

P2=0.350×1.2×1.8/（2+1）=0.252kN；

活荷载标准值：

Q=3.000×1.2×1.8/（2+1）=2.16kN；

荷载的计算值:

P=1.2×（0.0684+0.252）+1.4×2.16=4.15kN；

小横杆均布荷载为：

q=4.15/1.2=3.45kN/m。

图4-2小横杆计算简图

2）强度计算

弯曲强度：

σ=ql1/10w=3.45×10002/10×5.078×103=67.9Mpa＜[σ]=215Mpa；

抗弯刚度：

f=ql14/150EI=3.45×10004/150×2.06×105×1.219×105=0.9mm＜[f]=3mm。

小横杆弯曲强度和抗弯刚度满足要求。

4.2.3扣件抗滑力的计算

按规范,直角、旋转单扣件承载力取值为8.5kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，

该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.80kN。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值:

P1=0.038×1.8×4/2=0.137kN；

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×1.2/2=0.023kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×1.2×1.8/2=0.378kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.2×1.8/2=3.24kN；

荷载的计算值:

R=1.2×（0.137+0.0.023+0.378）+1.4×3.24=5.18kN；

R

4.2.4脚手架立杆荷载标准值

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；查《扣规》表A.1为0.552kN/m

NG1=0.155×10.0=1.55kN；

2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本工程采用马道板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.350×1.8×（1.2+0.3）=0.945kN；

3）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005kN/m2

NG3=0.005×1.8×10.0=0.09kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3=2.585kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值

NQ=3.000（查表可得）×1.2×1.800/2=3.24kN；

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中Wo--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Wo=0.450kN/m2；

Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=0.840；

Us--风荷载体型系数：

Us=1.200；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.450×0.840×1.200=0.318kN/m2；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.9×1.4NQ=1.2×2.585+0.9×1.4×3.24=7.184kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

Mw=0.9×1.4Wklah2/10=0.9×1.4×0.318×1.800×1.52/10=0.162kN.m。

4.2.5立杆的稳定性计算

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=7.184kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数：

K=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=3.119m；

长细比：

lo/i=197.000；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=7184/（0.186×489.000）+162000/5080.000=110.87N/mm2；

立杆稳定性计算σ=110.87N/mm2＜[f]=205.000N/mm2满足要求。

4.2.6最大搭设高度的计算

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重荷载标准值：

NG2K=2.585（静荷载）

活荷载标准值：

NQ=3.24kN；

按立杆步距1.5m，纵距1.8m查《扣规》附录表A1.0可得：

每米立杆承受的结构自重标准值：

gk=0.1552kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.9）=0.162/（1.4×0.9）=0.13kN.m；

Hs=[0.186×489×205-（1.2×2585+0.9×1.4×（3240+

0.186×489×130/5080））]/（1.2×0.155）=61.5m；

脚手架搭设高度限值按照下式调整：

[H]=61.5/（1+0.001×61.5）=57.9m；

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=57.9m。

本工程边坡支护每层脚手架的实际搭设高度大约为10m，不超过15m。

4.2.7立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×Kc=6000.000kN/m2；

其中，既有边坡地基为岩基基础，承载力标准值：

fgk=15000.000kN/m2=15Mpa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=0.400；

立杆基础底面的平均压力:

p=N/A

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=7.184kN；

基础底面面积（m2）：

A=1.08m2。

p=8.2≤fg=6000.000kN/m2，地基承载力的计算满足要求。

5脚手架的验收、使用及管理

（1）把好验收关：

搭设过程中的架子，每搭设一个施工层高度必须由项目技术负责人组织技术、安全与搭设班组、工长进行检查，符合要求后方可上人使用。

架子未经检查、验收，除架子工外，严禁其他人员攀登。

验收合格的架子任何人不得擅自拆改，需局部拆改时，要经设计负责人同意，由架子工操作。

（2）工程的施工负责人，必须按方案的要求，拟定书面操作要求，向班组进行安全技术交底，班组必须严格按操作要求和安全技术交底施工。

（3）基础、卸荷措施和架子分段完成后，应分层由制定架子方案及安全、技术、施工、使用等有关人员，按项目进行验收，并填写验收单，合格后方可继续搭设使用。

（4）使用按3kN／m2考虑，因此架子上不准堆放成批材料，零星材料可适当堆放；

（5）外架第一步（1.8m高）开始拉设兜网和立网，以后每隔4步架子拉设一道兜网，施工层脚手板和施工层临边必须设兜网和立网，以保证高处作业人员的安全。

（6）架子搭好后要派专人管理，未经安全科同意，不得改动，不得任意解掉架子与边坡连接的拉杆和架子管扣件。

（7）架子上不准有任何活动易掉落材料，如扣件、活动钢管、钢筋，一旦发现应及时清除。

（8）雨后要检查架子的下沉情况，发现地基沉降或立杆悬空要马上用木板将立杆楔紧。

（9）在六级以上大风、大雾和大雨天气下不得进行脚手架作业，雨后上架前要防滑措施。

（10）外架实行外挂立网全封闭：

外挂安全网要与架子拉平，网边系牢，两网接头严密，不准随风飘。

（11）作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。

6脚手架的拆除

（1）拆除脚手架前的准确备工作应符合下列规定：

1）全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求；

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