SD005钢架作业指导书.docx
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SD005钢架作业指导书
新建铁路成都至贵阳线
乐山至贵阳段CGZQSG-16标隧道工程
编号：
SD-005
钢拱架施工作业指导书
单 位：
中铁十一局集团有限公司
成贵铁路项目经理部
编 制：
_____________________
审 核：
_____________________
批 准：
_____________________
二O一四年三月十八发布二O一四年三月十八日实施
新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-16标
钢架施工作业指导书
1、适用范围
适用于新建成贵铁路16标隧道内钢拱架或格栅钢架的施工。
2、作业准备
钢拱架或格栅钢架施工前应该满足本作业的施工条件，包括技术准备、场地、原材料、人员和机械的要求。
2.2技术准备
按照设计文件工字钢或钢筋规格、数量、拱架尺寸（结合规范放大轮廓尺寸）进行技术交底、制作。
2.3场地准备
钢架在钢筋棚内制作，在掌子面开挖初喷完成后立即进行安装。
2.4原材料准备
按照相关要求对原材料进行检验合格后使用，加工前应清除锈蚀。
3、技术要求
3.1型钢钢架加工
加工场地用砼硬化，精确调平，在现场严格按设计尺寸放样，绘制1：
1的大样，以方便钢架在制作过程中随时对比检验。
钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。
各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm；型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm。
各分节连接板采用16mm钢板，连接板与型钢焊成一体，要求双面焊，焊缝饱满，保证焊接质量。
节与节法兰盘螺栓形式连接。
如下钢架接头示意图所示。
钢架加工完成后分类编号存放。
加工完的拱架要按现场的放样试拼，质检人员负责验收。
3.2格栅钢架加工
格栅钢架在现场设计的工装台上加工。
工作台为20mm的钢板制成，其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。
钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。
各单元由主筋、联系筋、角钢（厚度为12mm）焊接而成，焊接接头处h=10mm，各单元间以螺栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过+0.5mm。
钢架焊接及螺栓连接应按《钢结构工程施工验收规范》的要求办理，以确保钢架施作质量。
按设计加工好各单元格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。
加工允许误差：
沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲应小于2cm，接头连接要求同类之间可以互换。
格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。
4、施工程序与工艺流程
4.1钢架施工工艺流程
隧道钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种，型钢钢架主要由工字钢弯制而成，格栅钢架主要由主筋和其它钢筋制成。
Ⅲ、Ⅳ级围岩采用格珊钢架，Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用格栅钢架或型钢拱架。
隧道各部开挖完成初喷砼后，分单元及时安装钢架，采用与定位锚杆、径向锚杆以及双侧锁脚锚管固定，纵向采用Φ22钢筋连接，钢架之间铺挂钢筋网，然后复喷混凝土到设计厚度。
钢架施工工艺流程图见“钢架施工工艺流程图”。
钢架施工工艺流程图
4.2钢架加工
4.2.1型钢钢架加工
加工场地用砼硬化，精确调平，在现场严格按设计尺寸放样，绘制1：
1的大样，以方便钢架在制作过程中随时对比检验。
钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。
各节钢架
拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm；型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm。
各分节连接板采用16mm钢板，连接板与型钢焊成一体，要求双面焊，焊缝饱满，保证焊接质量。
节与节法兰盘螺栓形式连接。
如下钢架接头示意图所示。
钢架加工完成后分类编号存放。
加工完的拱架要按现场的放样试拼，质检人员负责验收。
4.2.2格栅钢架加工
格栅钢架在现场设计的工装台上加工。
工作台为20mm的钢板
制成，其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。
钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。
按设计加工好各单元格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。
加工允许误差：
沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲应小于2cm，接头连接要求同类之间可以互换。
格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。
4.3钢架安装
钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。
根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。
为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。
同时每侧安设2根锁脚锚管将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。
Ⅴ级围岩需在拱部钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力，
为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。
初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（和槽钢）位置。
钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔1m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。
钢架纵向连接采用钢管（钢筋），环向间距1m。
钢架落底接长在单边交错进行，每次单边接长钢架1～2榀。
在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。
接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。
架立钢架后应尽快进行喷砼作业，以使钢架与喷砼共同受力。
喷射砼分层进行，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。
4.4围岩自稳性较差隧道防止钢架下沉的措施
拱部开挖安装型钢拱架后，由于隧道围岩的自稳性较差以及各部开挖拉开了一定距离，钢架短时间内不能全断面闭合，有可能会出现拱顶钢架下沉，导致围岩失稳或侵入衬砌界限，因此在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测，必要时采取有效措施进行加固，以防止拱顶钢架下沉。
具体措施如下：
①加强对钢架的锁脚固定措施
由于采用分部开挖方法，拱部钢架安装后，钢架暂时不能全断面封闭成环，同时土质隧道拱部钢架无法座落在坚实的基岩上，因此，拱部钢架必须采取锁脚措施，将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收，钢架锁脚采用两根L=4.0m的Φ42锁脚锚管锁定，锚管采用钢花管，压注水泥浆液进行锚固，如地质较差时，采用加长锁脚锚管长度和再增设一根锁脚锚管以加强钢架的稳定。
②加设钢架基础连接纵梁，扩大开挖底脚，防止钢架悬空
为防止钢架下沉，视地质情况，必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁，纵梁采用槽钢，与钢架底脚采用焊接连接，以增加钢架底脚的承力面积。
③及时喷射混凝土进行覆盖
钢架安装完成后，及时进行喷射微纤维混凝土，喷射时分层、分段进行，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于4cm。
④防止施工过程中的碰撞和损坏
机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架损坏，因此，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。
5、施工要求
5.1钢架立毕后，技术人员及测量班要对各部尺寸仔细检查、复核，以避免结构尺寸发生偏差。
5.2要根据围岩量测资料及时调整支护参数、预留变形量。
5.3冬季施工时，钢架要在洞内存放，避免洞内外温差太大影响喷砼结构整体质量。
5.4钢架架立后尽快喷射砼，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷砼共同受力；喷射砼应分层进行，每层厚度10cm，从拱脚或墙脚处由下向上喷射，避免上部喷射回弹料虚掩拱脚（墙脚），造成拱（墙）脚不密实，强度不够，导致失稳。
5.5钢架应按设计位置安设,钢架之间必须用钢筋纵向连接，并要保证焊接质量。
拱加安设过程中当钢架与围岩之间有较大的空隙时，沿钢架外缘每隔1m应用混凝土预制块楔紧。
5.6钢拱架的拱脚采用纵向托梁和锁脚锚管等措施加强支承。
5.7钢架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应。
5.8喷射混凝土时，要将钢架与岩面之间的间隙喷射饱和达到密实。
5.9喷射混凝土应分层次分段喷射完成，初喷混凝土应尽早进行“早喷锚”，复喷混凝土应在量测指导下进行，即“勤量测”的基本原则，以保证喷射混凝土的复喷适时有效。
5.10型钢钢架应采用冷弯成型，钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。
5.11每榀钢架加工完成后应放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。
5.12钢架应在初喷混凝土后及时架设,各节钢架间以螺栓连接，连接板必须密贴。
5.13钢架安装前应清除底脚下的虚碴及杂物,钢架底脚应置于牢固的基础上。
6劳动组织
人员配备见“人员劳力表”。
人员劳力表
工种
工班长
电焊工
安装工
普工
共计
人数
1（人）
6（人）
6（人）
4（人）
17（人）
7材料要求
按照相关要求对原材料进行检验合格后使用，加工前应清除锈蚀。
8设备机具配置
机具配置见“机具配备表”。
机具配备表
机具类型
切割机
电焊机
冷弯机
共计
台数
2（台）
6（台）
1（台）
9（台）
9、质量控制及检验
9.1质量验收参照规范
《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（铁建设[2010]240号）
9.2分项验收标准
9.2.1主控项目
钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查，按批检查其直径、每延米重量并抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢》（GB1499）的规定。
检验数量：
以同牌号、同炉罐号、同规格的钢筋，每60t为一批，不足60t按一批计。
施工单位每批抽检一次。
检验方法：
全部检查质量证明文件,按批抽样测量直径、称量每延米重量并进行抽样做屈服强度、抗拉强度和伸长率和冷弯试验。
制作钢架的钢材品种和规格必须符合设计要求。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察，尺量。
型钢钢架的弯制应符合设计要求。
钢架的结构尺寸应符合设计要求。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察、尺量。
钢架安装不得侵入二次衬砌断面，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。
检验数量：
每榀检查。
检验方法：
观察、测量。
沿钢架外缘每隔1m应用保护层垫块与初喷层或围岩顶紧，钢架与初喷层间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察。
9.2.2一般项目
钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察。
钢架制作应符合下列规定：
①采用型钢弯制钢架时，分节长度应根据设计尺寸及所采用的开挖方法确定，各节长度不应大于4m，腹板上钻孔的位置应符合设计要求。
②钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。
③钢架周边拼装允许偏差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。
检验数量：
每榀钢架检查一次。
检验方法：
观察、尺量。
钢架安装允许偏差的检验应符合下表的规定：
钢架安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距
±100mm
2
横向
±50mm
3
高程
±50mm
4
垂直度
±2o
检验数量：
每榀钢架检查一次。
检验方法：
测量、尺量。
10、安全及环保要求
10.1施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。
在不良地质地段，应由专人每班检查。
当发现支护变形或损坏时，应立即修整加固，当险情危急时，应将人员撤出危险区。
10.2构件支撑的立柱不得置于虚碴和活动石块上。
在软弱围岩地段，立柱底面应加设垫板或垫梁。
10.3钢架的安装作业时，作业人员之间应协调动作，在本排钢架未安装完毕，并与相邻的钢架和锚杆连接稳妥之前，不得擅自取消临时支撑。
10.4严格按批准的施工组织设计、施工图、验收规范施工，严格执行检验报批制度。
10.5派专职质检员、安全员进行跟班作业，确保施工安全、施工质量。
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