隧道结构模板支撑架专项施工设计方案.docx

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隧道结构模板支撑架专项施工设计方案

第一章工程概况

本项目位于xxxxxxxxx，属于新建工程，是为了配合xxxxxx工程的顺利实施，进一步完善xxx沿线城市道路交通而兴建的车行隧道。

隧道总体沿xxxxxxx呈南北走向，位于xxxxx与xxxx交叉路口，与xxxxx垂直（见附图一）。

隧道全长585.253m，隧道结构中心线与道路中心线重合，隧道起止里程为：

敞口段起点：

K0+000；暗埋段起点：

K0+224；暗埋段止点：

K0+372；敞口段止点：

K0+585.253。

主要工程包括管线拆改、道路、交通、隧道、给排水、绿化、照明等。

根据隧道周边的环境条件，综合考虑施工工期、交通组织、地下管线和环境保护等因素，本隧道结构采用全明挖，满堂支架整体现浇施工方法。

第一节编制依据

本次编制的施工方案为：

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx隧道结构模板支撑架专项施工方案。

为保证工程的质量及施工进度，满足建设方和设计的要求，做到“优质、高效、安全、低耗、文明”地完成本项目，特编制本方案。

本施工方案根据下列依据编制而成：

《地基基础设计规》（GB50007-2011）

《建筑结构荷载规》（GB50009-2012）

《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）

《混凝土结构设计规》（GB50010-2010）

《建筑施工门型钢管脚手架安全技术规》（JGJ128-2010）

《混凝土结构工程施工质量验收规》（GB50204-2002）。

xxxxxxxxx车行隧道工程设计图纸和业主相关文件。

第二节基坑开挖及支护概况

1、安全等级

根据隧道基坑开挖深度及周边环境，本基坑开挖深度≥5.5m时，基坑安全等级取一级，基坑重要性系数为1.1；基坑开挖深度<5.5m，基坑安全等级取二级，基坑重要性系数为1.0。

2、支护形式

基坑开挖宽度为28.7m，设置一道中立柱，支护形式见下表：

隧道里程

长度

（m）

支护形式

基坑深度/支护桩长

K0+000～K0+35.253

35.253

1:

1放坡开挖，坡面喷射厚度10cmC20砼

0～1.0m

K0+35.253～K0+111.253

76

拉森Ⅳ型钢板桩悬臂式支护

1.0～3.5m

/9m

K0+111.253～K0+133.253

22

Ø850@600水泥土搅拌桩悬臂式支护

桩插H700*300*13*24

3.5～5.0m

/15m

K0+133.253～K0+179.653

46.4

Ø850@600水泥土搅拌桩（插H700*300*13*24）+一道混凝土支撑支护

5.5～7.0m/15m

K0+179.653～K0+419.653

240

Ø850@600水泥土搅拌桩（插H700*300*13*24）+一道混凝土支撑

+一道钢支撑（泵房局部采用混凝土支撑）支护

≥7.0m/16~17.75m

K0+419.653～K0+449.253

46.4

Ø850@600水泥土搅拌桩（插H700*300*13*24）+一道混凝土支撑支护

5.5～7.0m/15m

K0+449.253～K0+470.253

21

Ø850@600水泥土搅拌桩悬臂式支护

桩插H700*300*13*24

3.5～5.0m

/15m

K0+470.253～K0+552.253

82

拉森Ⅳ型钢板桩悬臂式支护

1.0～3.5m

/9m

K0+552.253～K0+585.253

33

1:

1放坡开挖，坡面喷射厚度10cmC20砼

0～1.0m

第三节隧道结构形式

隧道结构桩号起止为K0+000~K0+585.25，主体结构总长585.25m。

隧道结构形式有两种：

暗埋段为单箱双室箱型闭合框架结构；敞开段为钢筋砼“U”型结构，设中间分隔带。

暗埋段（K0+224~K0+372）的结构长为148m，敞开段（K0+000~K0+224、K0+372~K0+585.25）的结构长度为224+213.25＝437.25m。

隧道主体结构共分为23个节段浇筑，其中暗埋段为5个节段（节段长度分别为29m、30m、30m、30m、29m），敞开段为18个（见附图二）。

暗埋段顶板厚度为1m,基础底板厚度为1m，支撑架高度5.76~6.96m，宽度为12.85m。

混凝土为C35混凝土。

（见下图）本方案主要考虑暗埋段模板支撑架施工。

第二章施工准备工作

第一节人员配备

施工前对施工人员进行上岗三级安全教育，同时，对所有的施工人员应对本项目工程的施工特点、技术要求要做到心中有数，特别对所采取的技术方案、保证措施领会透彻，各班组、各工种要开展技术讨论，保证施工方案落到实处。

㈠根据施工管理的要求，在现场建立施工管理班子，并明确各自职责（见下图：

施工管理班子及职责）。

㈡根据施工管理的需要，分批组织管理人员进场。

项目经理、技术负责和质量员、施工员、安全员及资料员等主要管理人员均应持有资格证书或上岗证书。

㈢根据施工进度计划与劳动力使用计划的安排，分批组织作业队伍进场。

焊工、电工、机操工等特殊工种的作业人员均应持有专业上岗证书，搭、拆工作人员是经过考核的专业架子工，不少于20人。

第二节机械设备准备

对拟投入的施工机械设备全面进行检修、保养，确保机械性能良好，满足设计施工要求及正常运转。

根据施工工作量，计划投入2台混凝土泵送机进行结构施工。

第三节施工材料准备

㈠根据施工现场条件进行平面布置，修建临时设施及堆放场地，设备进场，安装水电线路，并试水试电。

㈡根据施工图纸中材料用量，编制材料计划，按施工进度计划分批安排材料进场。

施工材料见下表：

㈢根据技术规与质量标准的有关规定，认真贯彻执行进场水泥检查验收与取样复试的制度，并妥善保管材料测试、复试的资料备查。

施工材料表

序号

材料名称

规格

数量

备注

1

组合钢模板

600*1500mm

360m2

以两个施工节段使用量进行周转

2

酚醛胶合模板

18mm

775m2

3

门式脚手架

1930*1219mm

4500套

4

门式脚手架

1524*1219mm

2244套

5

门式脚手架

914*1219mm

380套

风机位置加高

6

钢管拉杆、斜撑等

φ48*3.5

若干

7

门式架拉杆、上下托、连接肖等

配套门式架

若干

8

木枋

100*100mm

若干

9

槽钢

12#

若干

材料要求

a、立杆、横杆（水平杆）、剪刀撑等均用φ48×3.5的焊接管。

b、门式脚手架、各种扣配件必须配套齐全。

c、所有构配件必须经过防锈处理，确保力学性能达到规要求。

d、门式脚手架、钢管和配件等必须分类堆放，露天堆放及堆垛上有塑料布等防水材料覆盖。

第四节技术准备

1、技术交底

㈠认真进行施工图纸学习、图纸会审，进行设计交底和施工技术交底，编制施工预算；

㈡编制作业设计和施工操作要点，组织施工人员学习，对专业人员进行技术培训。

㈢进行水泥、钢筋等原材料试验；

㈣根据设计总图提供单项工程控制点，作好测量控制，设置基准点，对工程进行定位放线；

㈤现场勘察地形地貌，水文地质等情况。

针对工程性质和特点，召开全体施工人员的技术交底工作，强调工程质量的重要性，要求投入施工人员（包括劳务人员）对本工程的施工难度、技术指标、质量目标做到心中有数，特别对施工方案、施工顺序、工期等要领会透彻，要求各班组展开技术讨论，将技术质量控制要点落实到实处。

2、安全文明施工交底

对投入施工的全体人员应进行三级安全教育，强调安全文明施工的重要性，制定安全文明目标，明确安全文明领导小组成员和岗位责任制，确保整个工程施工期间安全无事故，创市级文明工地管理达标。

施工管理班子及职责

序号

职务

姓名

职称

主要职责

1

项目经理

1

工程师

总负责，负责项目施工全过程的管理工作

2

技术负责人

1

工程师

负责技术管理、技术问题处理及质量控制

3

施工员

1

工程师

负责全施工过程的施工及现场施工质量的控制

4

质检员

1

助理工程师

负责质量检查工作

5

安全员

1

助理工程师

负责施工现场日常的安全监督和定期检查、教育

6

材料员

1

技术员

负责材料的采购、进场、验收、调度和发放

7

试验员

1

技术员

负责材料取样送检及现场的试验工作

8

预算员

1

助理工程师

工程计算及成本核算，按完成工程量报进度款及办理工程决算

第五节现场准备

㈠根据建设单位提供的城市座标导点或工程施工座标导点，对拟建工程进行建筑物测量定位，经监理复核无误后再正式放线。

㈡会同监理对测量放线进行复核，并办妥复核成果的签证手续。

㈢根据工地标准化管理的要求，在现场布置安全文明施工宣传栏及警示性标识等。

㈣按施工总平面布置图的要求敷设临时水电管线，搭设材料堆放棚等。

㈤施工现场准备

在基坑周围每30m设380V、40kW，组合配电箱一只，电箱设在施工道路侧，在基坑两侧均设一条施工便道，便道要求面层200厚C25混凝土，填层为200厚碎石，素土压实。

在基坑开挖前应准备好充足的排水设备，以保证开挖后开挖面不浸水，基坑周边设截水沟，防止地面水流入基坑。

㈥基坑施工安全防护措施准备

⑴基坑上口挖土开始以后在基坑四周设置防护。

防护构造应符合临边和洞口作业的安全要求，行人坡道须设扶手及防滑措施。

详见基坑护栏详图及基坑临时楼梯图。

基坑护栏示意图

⑵基坑四周地面按施工组织设计要求进行合理堆放材料，不能任意放置机具和物件。

⑶基坑的垂直和水平运输要按施工组织设计要求严格执行，进坑的人行扶梯及通道必须专门设置，两边立1100mm高的栏杆，设置后应进行安全验收，并定期检查。

⑷进坑的动力及照明线应使用电缆，其走向应专门设计，并要求可靠地进行固定。

⑸坑与坑外有联系的作业，必须设置指挥人员，规定专用信号，严格按指挥信号进行作业。

⑹深坑作业必须准备抢救用的材料、机具和人员，在整个施工过程中要有人值班，以防万一。

第三章主体结构施工流程

主体结构的分区基本与支护结构及土方开挖的分区一致，分成两个施工区，北端隧道由第11节段至第1节段推进施工，南端隧道由第12节段至第23节段推进施工，原则上以两个节段为一个工作面，但在施工条件允许的情况（即土方开挖完成且垫层浇注完毕）下，可采用流水作业，本节段底板施工浇注完成并拆除模板后，即可进入下节段的底板施工工作。

第一节结构施工工艺

隧道基坑开挖至设计标高后，先行进行基底平整与必要的处理（如果需要），再进行C15砼垫层施工，垫层厚度为15cm，变形缝、施工缝严格按设计与施工规要求进行划分。

垫层施工完毕后应立即进行底板防水层的铺设，底板防水层采用PVC防水板（侧墙采用土工布及PVC防水板，顶板采用PVC防水板），全封闭防水模式，两幅防水卷材的连接采用搭接或对接，搭接宽度为10cm；对接采用涂料封口或自粘封口条封口，防水卷材必须与砼结合紧密。

隧道采用现场浇筑工艺，分三次进行砼浇筑，第一次浇筑底板至侧墙0.5米位置（施工缝），第二次浇筑剩余侧墙至顶板底0.5米位置（施工缝），第三次浇筑顶板位置，如下图所示，施工缝按设计图或施工规要求设置。

结构施工工艺框图

第二节主体结构施工步骤

主体结构按顺作法由基底依次向上进行结构施工，即底板→中墙、侧墙→换撑→顶板→顶板覆土、夯实。

具体见下图：

主体结构施工步骤

序号

主体结构施工步骤

说明

1

1围护结构面处理、侧墙防水施工；

2基础底处理，垫层及防水施工；

2

1隧道结构底板施工；至侧墙0.5m处。

3

1先进行隧道中隔墙施工，再进行两侧侧墙的施工，以方便侧墙模板的安装；离顶板0.5m位置。

4

1进行隧道顶板施工；

5

1回填粘土至设计标高

第四章模板支撑架施工方案

由于暗埋段侧墙、中隔墙高为5950mm，最高处（风机位置）达6950mm，模板计划侧墙、中隔墙选用6015组合钢模板，顶板选用18mm酚醛胶合模板，支撑架采用钢管门式架及Φ48钢管斜撑进行模板及支撑架施工。

砼浇筑配合施工防水要施。

由于有防水要求，为了减少施工缝，提高砼的抗渗能力，每个施工段要求一次成型，如砼供应强度不足，必须增加设备的投入，保证砼浇筑过程顺利，一气呵成，避免人为造成施工冷缝。

第一节底板模板施工

底板模板安装配合施工防水要施。

由于有防水要求，底板侧墙部位处的砼浇筑高度根据设计图纸的尺寸确定（底板上0.5m），底板模板安装方法见下图：

第二节侧墙、中隔墙模板施工

根据主体结构横断面，侧墙、中隔墙高度为5950mm，最高处风机位置达6950mm，为减少施工缝，结构混凝土安排一次施工。

用于迎水面侧墙的外模板为围护结构，在此部位安装侧墙模板仅安装一面则可，因此为使侧墙更好地达到防水效果，侧墙模板不用对拉螺栓固定模板，采用组装三角架支撑体系；中墙部分采用对拉螺栓。

1、施工方法

㈠采用2层1.93m高加1层1.524m高（风机位置多加一层914mm高）满堂红门式架，间距为60cm。

另外加水平拉杆和剪刀撑，水平拉杆兼作侧墙壁模板的撑杆，这样以一定刚度的模板支撑体系可以保证工程结构各部分形状尺寸和相互位置正确，具有足够的强度、刚度和稳定性。

㈡模板须在混凝土达到强度后拆除。

㈢侧墙、中隔墙绑扎完钢筋后应先支模，将墙底木屑杂物清理干净后再支外模。

中隔墙模板安装好后，宜在模板上口设撑木以保证墙厚，待砼浇至撑木底时才将它拔除。

具体形式详见下图：

2、模板支架计算

㈠模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载、施工荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

⑴抗弯强度验算

计算公式如下:

其中，M--面板计算最大弯距（N·mm）；

l--计算跨度（板底横向支撑间距）:

l=300.000mm；

q--作用在模板上的压力线荷载，它包括:

新浇混凝土及钢筋荷载设计值

q1:

1.2×（25+1.1）×0.5×1.219=19.09kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×1.219=0.512kN/m

施工人员及设备产生的荷载设计值

q3:

1.4×1×1.219=1.707kN/m；

q=q1+q2+q3=19.09+0.512+1.707=21.308kN/m；

面板的最大弯距：

M=0.1×21.308×3002=191773.08N·mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯距（N·mm）；

W--面板的截面抵抗矩

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=1.219×103×18.0002/6=65826.000mm3；

f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：

σ=M/W=191773.080/65826.000=2.913N/mm2；

面板截面的最大应力计算值:

σ=2.913N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

⑵挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（25.00+1.100）×0.500×1.219=15.91N/mm；

l--计算跨度（板横向支撑间距）:

l=300.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9000.0N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=90.000×23/12=43.740cm4；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=300/250=1.2mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×15.908×3004/（100×9500×4.37×105）=0.207mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.207mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=1.2mm，满足要求！

㈡门式架计算

P=1.2×（26×0.6×0.9×0.5）+1.41=8.43<[N]=25KN

第三节顶板模板施工

由于施工隧道顶板时墙身已施工完毕，所以只考虑顶板模板的架设，由于行车隧道的高度达到5950mm，最高处达到6950mm，所以根据现场已进场的材料及工程实际情况采用2层1930mm高加1层1524mm高满堂红门式架，最高处风机位置多加1层914mm高门式架，门式架采用立杆间距为60*60cm布置。

严格按支架规进行施工，纵向十字撑设在每路架体一侧，横向十字撑每10格（10×90cm＝900cm）一道，以利稳定和墙模的支撑。

支架形式的行车隧道顶板模板的具体安装形式见下图：

1、布置形式（如下图所示）：

2、门式支顶架系统验算（1m）：

按顶板荷载（厚度1m）验算：

⑴主要材料的技术资料

酚醛夹板

容重r=8KN/m3，规格h=1.8厘米,E=9*103Mpa,

A=18000mm2,W=54*103mm3,

I=48.6*104mm4

木枋10*10厘米

容重r=8KN/m3，规格b*h=0.1*0.1米,

[δ]=12MpaE=9*103Mpa,

槽钢（12#槽钢）

容重r=12.318Kg/m，

抗弯强度设计值（N/mm2）；[f]=215.000N/mm2

截面抵抗矩W=62137mm3惯性距Ix=391.50cm4  

[δ]=181Mpa

⑵计算荷载和荷载组合

砼自重

容重r=26KN/m3，P=r×h

取顶板最厚处P11=26×1=26KN/m2

施工荷载

（1）模板木枋：

P21=1KN/m2；

（2）砼振捣：

P22=2KN/m2；

（3）人群设备：

P23=2KN/m2

荷载组合

P3=1.2G+1.4V=38.2KN/m2

3、顶板支架计算

⑴模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载、施工荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

抗弯强度验算

计算公式如下:

其中，M--面板计算最大弯距（N·mm）；

l--计算跨度（板底横向支撑间距）:

l=300.000mm；

q--作用在模板上的压力线荷载，它包括:

新浇混凝土及钢筋荷载设计值

q1:

1.2×（25+1.1）×1×1.219=38.179kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×1.219=0.512kN/m

施工人员及设备产生的荷载设计值

q3:

1.4×1×1.219=1.707kN/m；

q=q1+q2+q3=38.179+0.512+1.707=40.398kN/m；

面板的最大弯距：

M=0.1×40.398×3002=363578.94N·mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯距（N·mm）；

W--面板的截面抵抗矩

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=1.219×103×18.0002/6=65826.000mm3；

f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：

σ=M/W=363578.940/65826.000=5.523N/mm2；

面板截面的最大应力计算值:

σ=5.523N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（25.00+1.100）×1.000×1.219=31.82N/mm；

l--计算跨度（板横向支撑间距）:

l=300.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9000.0N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=60.000×23/12=29.160cm4；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=300/250=1.2mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×31.816×3004/（100×9500×2.92×105）=0.621mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.621mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=1.2mm，满足要求！

⑵横向木枋计算

本工程板底横向支撑采用木方:

100×100mm。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1:

=（25+1.1）×1×0.3=7.83kN/m；

（2）模板的自重荷载（kN/m）：

q2:

=0.35×0.3=0.105kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值

P1:

=1×0.3=0.3kN/m；

均布荷载设计值：

q=1.2×（7.83+0.105）+1.4×0.3=9.942kN/m；

计算挠度时，均布荷载标准值：

q=7.83+0.105=7.935kN/m；

抗弯强度验算：

最大弯矩计算公式如下:

其中，M--计算最大弯距（N·mm）；

l--计算跨度（门架宽度）；l=1.219mm；

q--作用在模板上的均布荷载设计值；q=9.942kN/m

最大弯距：

M=0.1×9.942×1.2192=1.477kN·m；

最大支座力：

N=1.1×9.942×1.219=13.331kN；

按以下公式进行板底横向支撑抗弯强度验算：

其中，σ--板底横向支撑承受的应力（N/mm2）；

M--板底横向支撑计算最大弯距（N·mm）；

W--板底横向支撑的截面抵抗矩

b:

板底横向支撑截面宽度，h:

板底横向支撑截面厚度；

W=100.000×100.0002/6=166666.667mm3

f--板底横向支撑截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=11.000N/mm2；

板底横向支撑截面的最大应力计算值：

σ=M/W=1.477×106/166666.667=8.864N/mm2；

板底横向支撑的最大应力计算值8.864N/mm2小于板底横向支撑抗弯强度设计值11N/mm2，满足要求！

抗剪强度验算

截面抗剪强度必须满足：

其中最大剪力:

V=0.6×9.942×1.219=7.272kN；

板底横向支撑受剪应力计算值T=3×7.272×103/（2×100.0