隧道模板支护专项方案.docx
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隧道模板支护专项方案
濮阳市引黄灌溉调节水库
三期第二标段（开州路隧洞）工程
合同编号：
模板支护
专项施工方案
编制
审核
批准
河北省水利工程局濮阳市引黄灌溉调节水库
三期第二标段施工项目部
二〇一四年四
八、应急预案25
一、工程设计概况
开州路隧洞工程位于新区北环路以北，濮范高速以南，属二类城市交通隧道，道路控制线宽为70m，隧洞全长140m，管身共7节，每节20m。
隧道标准段采用双折板拱形钢筋混凝土整体箱涵结构，根据规划，为了与开州路道路工程衔接，隧道采用双孔分离结构，每孔宽度31.25m。
二、编制依据
本次编制的施工方案为：
濮阳引黄灌溉调节水库三期建筑物二标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：
1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2011
3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
开州路隧道工程设计图纸和业主相关文件。
三、主体结构施工顺序
分段主体结构施工按“纵向分段，竖向分层，由下至上”的施工原则进行组织。
每节段主体结构施工顺序为垫层垫梁施工→底板施工→侧墙施工→顶板施工。
洞身施工分三次完成，第一层浇筑底板八字以上30cm；第二层浇筑洞身段顶板八字以下50cm；第三次浇筑顶板洞身浇筑完成。
混凝土工程施工流程见下图
混凝土工程施工流程断面图
四、准备工作
1、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
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。
2、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。
3、施工材料准备
（1）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。
（2）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：
（3）根据国家技术规范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
胶合模板
12mm
若干
以两个施工节段使用量进行周转
2
钢管拉杆、斜撑等
φ48*3.0
若干
3
直角扣件
若干
4
旋转扣件
若干
5
对接扣件
若干
6
碗口式钢管
φ48*3.0
若干
8
木枋
80*100mm
40*80mm
若干
五、模板主要施工方法和技术措施
根据隧道的结构形式、施工工艺和目前建筑行业施工现状，分为底板、墙、顶板、满堂脚手架支撑加固系统施工。
1、底板模板
底板侧墙底部、倒角模板的加固利用预埋螺杆，配合“山型”扣件、钢管共同受力。
倒角部位、外侧墙底部螺杆与结构主筋焊于一体，不贯穿整个底板，阻止模板的移动。
侧墙底部设置一道对拉止水螺杆。
小梁采用40*80方木（横向布置），主梁采用80*100方木竖向布置，顶部设置一道钢管拉结。
底板混凝土和导墙混凝土一次浇筑.
2、侧墙模板
隧道主体结构墙体模板体系采用钢管脚手架+顶托+小梁钢管+主梁钢管支撑。
墙体高7.5米，边墙厚1000mm，中墙厚900mm，模板采用2440×1220×12胶合板作面板，主龙骨采用40*80方木,此龙骨采用80*100方木，采用满堂脚手架支撑。
次龙骨间距为200mm，主龙骨间距为400mm，采用φ16钢筋对拉螺杆双蝴蝶扣双螺母拉紧，间距为400mm。
满堂脚手架设置水平支撑与墙体侧模主龙骨连接并顶紧，架体设置三排水平剪刀撑提高架体水平承载力，水平剪刀撑间距为3米，外墙设斜支撑和水平支撑顶紧。
（详见下图）：
隧道侧墙模板支撑示意图见下：
隧道左侧侧墙模板支撑示意图
隧道右侧侧墙模板支撑示意图
侧墙承载力计算书
1、工程属性
新浇混凝土墙名称
隧洞侧墙
新浇混凝土墙墙厚（mm）
1000
混凝土墙的计算高度（mm）
5400
混凝土墙的计算长度（mm）
20000
2、荷载组合
侧压力计算依据规范
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
混凝土重力密度γc（kN/m3）
24
新浇混凝土初凝时间t0（h）
4
外加剂影响修正系数β1
1
混凝土坍落度影响修正系数β2
1.15
混凝土浇筑速度V（m/h）
2
混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度H（m）
6.5
新浇混凝土对模板的侧压力标准值G4k（kN/m2）
min{0.22γct0β1β2v1/2，γcH}＝min{0.22×24×4×1×1.15×21/2，24×6.5}＝min{34.348，156}＝34.348kN/m2
倾倒混凝土时对垂直面模板荷载标准值Q3k（kN/m2）
2
新浇混凝土对模板的侧压力标准值G4k＝min[0.22γct0β1β2v1/2，γcH]＝min[0.22×24×4×1×1.15×21/2，24×6.5]＝min[34.35，156]＝34.35kN/m2
承载能力极限状态设计值S承＝0.9max[1.2G4k+1.4Q3k，1.35G4k+1.4×0.7Q3k]＝0.9max[1.2×34.35+1.4×2，1.35×34.35+1.4×0.7×2]＝0.9max[44.02，48.33]＝0.9×48.33＝43.5kN/m2
正常使用极限状态设计值S正＝G4k＝34.35kN/m2
3、面板布置
小梁布置方式
竖直
左部模板悬臂长（mm）
125
小梁间距（mm）
200
小梁一端悬臂长（mm）
100
主梁间距（mm）
400
主梁一端悬臂长（mm）
100
对拉螺栓横向间距（mm）
400
对拉螺栓竖向间距（mm）
400
模板设计立面图
4、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度（mm）
12
面板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
面板弹性模量E（N/mm2）
10000
墙截面宽度可取任意宽度，为便于验算主梁，取b＝0.5m，W＝bh2/6＝500×122/6＝12000mm3，I＝bh3/12＝500×123/12＝72000mm4
1、强度验算
q＝bS承＝0.5×43.5＝21.75kN/m
面板弯矩图（kN·m）
Mmax＝0.11kN·m
σ＝Mmax/W＝0.11×106/12000＝9.06N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
q＝bS正＝0.5×34.35=17.18kN/m
面板变形图（mm）
ν＝0.5mm≤[ν]＝l/400＝200/400＝0.5mm
满足要求！
5、小梁验算
小梁类型
矩形木楞
小梁材料规格（mm）
40×80
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
小梁弹性模量E（N/mm2）
9350
小梁截面抵抗矩W（cm3）
42.67
小梁截面惯性矩I（cm4）
170.67
1、强度验算
q＝bS承＝0.22×43.5＝9.79kN/m
小梁弯矩图（kN·m）
小梁剪力图（kN）
Mmax＝0.15kN·m
σ＝Mmax/W＝0.15×106/42670＝3.57N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
q＝bS正＝0.22×34.35=7.73kN/m
小梁变形图（mm）
ν＝0.06mm≤[ν]＝l/400＝200/400＝0.5mm
满足要求！
3、支座反力计算
R1=4.24kN，R2=...R99=3.77kN，R100=3.3kN
6、主梁验算
主梁类型
矩形木楞
主梁材料规格（mm）
80×100
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
主梁弹性模量E（N/mm2）
8415
主梁截面抵抗矩W（cm3）
161.33
主梁截面惯性矩I（cm4）
887.33
1、强度验算
主梁弯矩图（kN·m）
Mmax＝0.83kN·m
σ＝Mmax/W＝0.83×106/161330＝5.16N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
主梁变形图（mm）
ν＝0.43mm≤[ν]＝l/400＝400/400＝1mm
满足要求！
7、对拉螺栓验算
对拉螺栓类型
M16
轴向拉力设计值Ntb（kN）
24.5
对拉螺栓横向验算间距m＝max[400，400/2+300]＝500mm
对拉螺栓竖向验算间距n＝max[400，400/2+100]＝400mm
N＝0.95mnS承＝0.95×0.5×0.4×43.5＝8.26kN≤Ntb＝24.5kN
满足要求！
3、顶板模板
隧道主体结构顶板模板体系采用满堂钢管脚手架+顶托+小梁方木+主梁方木支撑。
顶板高8.5m,顶板厚度为1000mm。
模板采用2440mm×1220mm×12mm胶合板作面板，40mm×80mm方木作小梁，80mm×100mm方木作主梁，满堂脚手架支撑。
立杆纵横向间距为600mm×600mm，步距为1200mm，架体加设横向、纵向、水平剪刀撑提高架体承载力。
剪刀撑采用φ48*3.0钢管，用扣件与钢管立杆扣牢，剪刀撑杆件的底端与地面顶紧，与地面成45度－60度斜角。
剪刀撑采用搭接，搭接长度为1.5米，水平剪刀撑间距为3米，纵向横向剪刀撑间距为3.5米，小梁紧贴面板依次排满面板间距为200mm，主梁置于脚手架的顶托之上间距为600mm，顶部倒角模板加设斜支撑顶紧与脚手架连接成一体。
（详见下图）
混凝土施工期间禁止支撑体系内有人作业，且有专人监控支撑系统的变形、发现异常马上停止施工并进行修复处理。
隧道侧墙及顶板模板支撑示意
隧道左侧顶板模板支撑示意图
隧道右侧顶板模板支撑示意图
顶板荷载力计算
1、工程属性
新浇混凝土楼板名称
顶板，标高8.5m
新浇混凝土楼板板厚（mm）
1000
新浇混凝土楼板边长L（m）
20
新浇混凝土楼板边宽B（m）
17.4
2、荷载设计
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算模板和小梁时的均布活荷载（kN/m2）
2.5
当计算模板和小梁时的集中荷载（kN）
2.5
当计算主梁时的均布活荷载（kN/m2）
1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载（kN/m2）
1
模板及其支架自重标准值G1k（kN/m2）
面板
0.1
面板及小梁
0.55
楼板模板
0.75
模板及其支架
1.25
新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m3）
24
钢筋自重标准值G3k（kN/m3）
2
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
0.25
0.2
风压高度变化系数μz
1
风荷载体型系数μs
0.8
3、模板体系设计
模板支架高度（m）
8.5
立柱纵向间距la（mm）
600
立柱横向间距lb（mm）
600
水平拉杆步距h（mm）
1200
立柱布置在混凝土板域中的位置
中心对称
立柱距混凝土板短边的最近距离（mm）
100
立柱距混凝土板长边的最近距离（mm）
300
主梁布置方向
平行楼板长边
小梁间距（mm）
200
小梁悬挑端计算长度（mm）
100,100
主梁悬挑端计算长度（mm）
100,100
设计简图如下：
模板设计平面图
模板设计立面图
4、面板验算
模板类型
覆面木胶合板
模板厚度（mm）
12
模板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
模板弹性模量E（N/mm2）
10000
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1"面板可按简支跨计算"的规定，另据现实，楼板面板应搁置在梁侧模板上，因此本例以简支梁，取1m单位宽度计算。
计算简图如下：
W＝bh2/6=1000×12×12/6＝24000mm3，I＝bh3/12=1000×12×12×12/12＝144000mm4
1、强度验算
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×（0.1+（2+24）×1）+1.4×2.5，1.35×（0.55+（2+24）×1）+1.4×0.7×2.5]×1=34.46kN/m
q2＝0.9×1.35×G1k×b＝0.9×1.35×0.1×1=0.12kN/m
p＝0.9×1.4×0.7×Q1k＝0.9×1.4×0.7×2.5＝2.2kN
Mmax=max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]=max[34.46×0.22/8，0.12×0.22/8+2.2×0.2/4]=0.17kN·m；
σ＝Mmax/W＝0.17×106/24000＝7.18N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
q＝（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.1+（2+24）×1）×1=26.1kN/m
ν＝5ql4/（384EI）＝5×26.1×2004/（384×10000×144000）＝0.38mm≤[ν]＝l/400＝200/400＝0.5mm
满足要求！
5、小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格（mm）
40×80
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.78
小梁弹性模量E（N/mm2）
9350
小梁截面抵抗矩W（cm3）
42.67
小梁截面惯性矩I（cm4）
170.67
因[B/lb]取整-1＝[17400/600]取整-1＝28，按四等跨连续梁计算，又因小梁较大悬挑长度为100mm，因此需进行最不利组合，计算简图如下：
1、强度验算
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×（0.55+（2+24）×1）+1.4×2.5，1.35×（0.55+（2+24）×1）+1.4×0.7×2.5]×0.2＝6.89kN/m
因此，q1静＝0.9×1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=0.9×1.35×（0.55+（2+24）×1）×0.2＝6.45kN/m
q1活＝0.9×1.4×0.7×Q1k×b=0.9×1.4×0.7×2.5×0.2＝0.44kN/m
M1＝0.107q1静L2+0.121q1活L2＝0.107×6.45×0.62+0.121×0.44×0.62＝0.27kN·m
q2＝0.9×1.35×G1k×b=0.9×1.35×0.55×0.2＝0.13kN/m
p＝0.9×1.4×0.7×Q1k＝0.9×1.4×0.7×2.5＝2.2kN
M2＝max[0.077q2L2+0.21pL，0.107q2L2+0.181pL]＝max[0.077×0.13×0.62+0.21×2.2×0.6，0.107×0.13×0.62+0.181×2.2×0.6]＝0.28kN·m
M3＝max[q1L12/2，q2L12/2+pL1]=max[6.89×0.12/2，0.13×0.12/2+2.2×0.1]＝0.22kN·m
Mmax＝max[M1，M2，M3]＝max[0.27，0.28，0.22]＝0.28kN·m
σ＝Mmax/W＝0.28×106/42670＝6.6N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
V1＝0.607q1静L+0.62q1活L＝0.607×6.45×0.6+0.62×0.44×0.6＝2.51kN
V2＝0.607q2L+0.681p＝0.607×0.13×0.6+0.681×2.2＝1.55kN
V3＝max[q1L1，q2L1+p]＝max[6.89×0.1，0.13×0.1+2.2]＝2.22kN
Vmax＝max[V1，V2，V3]＝max[2.51，1.55，2.22]＝2.51kN
τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×2.51×1000/（2×80×40）＝1.18N/mm2≤[τ]＝1.78N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
q＝（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.55+（24+2）×1）×0.2＝5.31kN/m
跨中νmax＝0.632qL4/（100EI）=0.632×5.31×6004/（100×9350×1706700）＝0.27mm≤[ν]＝l/400＝600/400＝1.5mm
悬臂端νmax＝qL4/（8EI）=5.31×1004/（8×9350×1706700）＝0mm≤[ν]＝l1/400＝100/400＝0.25mm
满足要求！
6、主梁验算
主梁类型
方木
主梁材料规格（mm）
80×100
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E（N/mm2）
8415
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
主梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.66
主梁截面惯性矩I（cm4）
666.67
主梁截面抵抗矩W（cm3）
133.33
1、小梁最大支座反力计算
Q1k＝1.5kN/m2
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×（0.75+（2+24）×1）+1.4×1.5，1.35×（0.75+（2+24）×1）+1.4×0.7×1.5]×0.2＝6.76kN/m
q1静＝0.9×1.35×（G1k+（G3k+G2k）×h）×b＝0.9×1.35×（0.75+（2+24）×1）×0.2＝6.5kN/m
q1活＝0.9×1.4×0.7×Q1k×b＝0.9×1.4×0.7×1.5×0.2＝0.26kN/m
q2＝（G1k+（G3k+G2k）×h）×b＝（0.75+（2+24）×1）×0.2=5.35kN/m
承载能力极限状态
按四跨连续梁，R'max＝（1.143q1静+1.223q1活）L＝1.143×6.5×0.6+1.223×0.26×0.6＝4.65kN
按悬臂梁，R1＝6.76×0.1＝0.68kN
R＝max[R'max，R1]＝4.65kN;
正常使用极限状态
按四跨连续梁，R'max＝1.143q2L＝1.143×5.35×0.6＝3.67kN
按悬臂梁，R1＝Rmaxl=5.35×0.1＝0.54kN
R＝max[R'max，R1]＝3.67kN;
2、抗弯验算
计算简图如下：
主梁弯矩图（kN·m）
σ＝Mmax/W＝0.94×106/133330＝7.06N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
3、抗剪验算
主梁剪力图（kN）
τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×8.54×1000/（2×100×80）＝1.6N/mm2≤[τ]＝1.66N/mm2
满足要求！
4、挠度验算
主梁变形图（mm）
跨中νmax=0.29mm≤[ν]=600/400=1.5mm
悬挑段νmax＝0.18mm≤[ν]=100/400=0.25mm
满足要求！
1、立柱验算
钢管类型
Φ51×3
立柱截面面积A（mm2）
452
立柱截面回转半径i（mm）
17
立柱截面抵抗矩W（cm3）
5.13
立杆伸出顶层水平杆长度a（mm）
300
斜杆或剪刀撑设置
剪刀撑符合《规范》JGJ166-2008设置要求
立柱抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
λ=（h+2a）/i=（1200+2×300）/17=105.88≤[λ]=230
满足要求！
查表得，φ＝0.59
Mw＝0.92×1.4×ωk×La×h2/10＝0.92×1.4×0.2×0.6×1.22/10＝0.02kN·m
Nw＝0.9×[1.2×（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×（Q1k+Mw/Lb）]×max[0.1+La/2，La]×max[0.1+Lb/2，Lb]＝0.9×[1.2×（1.25+（24+2）×1）+1.4×（1+0.02/0.6）]×max[0.1+0.6/2，0.6]×max[0.1+0.6/2，0.6]＝11.06kN
f＝Nw/（φA）+Mw/W＝11063.21/（0.59×452）+0.02106/5130＝44.96N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
8、可调托座验算
可调托座承载力容许值[N]（kN）
30
按上节计算可知，可调托座受力N＝11.06kN≤[N]＝30kN
满足要求！
9、立柱地基基础验算
地基土类型
岩石
地基承载力设计值fak（kPa）
120
立柱垫木地基土承载力折减系数mf
1
垫板底面面积A（m2）
0.2
立柱底垫板的底面平均压力p＝N/（mfA）＝11.06/（1×0.2）＝55.32kPa≤fak＝120kPa
满足要求！
4、满堂脚手架搭设及验收要求
、钢管扣件满堂脚手架的搭设工艺流程
测量放线→竖立管并同时安装扫地杆→搭设水平杆→铺模板
、扣件式钢管脚手架的构造要求和及全技术条件
1、总安全系数（按允许应力计算）不小于3；
2、横杆的允许挠度不大于杆长的1/150；
3、立杆的垂直偏差不大于立杆全长的l/200；
4、脚手架搭设标准：
横平竖直，连接牢固，底脚着实，支撑挺直，通畅平坦，安全设施齐全、牢固。
5、脚手架主要受力杆件，如立杆、横杆和剪力撑等，在同一建筑立面必须使用同一材质的材料。
6、脚手架的搭设顺序为：
（1）现场材料料及整理，立杆→横杆→模板。
（
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