中铁首件工程钢架加工与安装施工方案.docx
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中铁首件工程钢架加工与安装施工方案
牛鼻山隧道首件工程钢架加工与安装施工方案
1工程概况
1.1工程简介
牛鼻山隧道左线1768m（ZK6+212～ZK7+980），右线1821m（YK6+114～YK7+935）。
全线为小净距隧道，净距18～26m。
隧址区属低山地貌，山势缓和，植被发育;上部为厚层残坡积层，以左线ZK7+480和右线YK7+450为界，前段为震旦系混合花岗岩，后段为侏罗世花岗岩;隧道地下水类型为层状岩石裂隙水,隧道围岩情况见下表。
隧道围岩级别及长度
路线
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
左线（1768m）
232
1039
288
209
分级比例（%）
13.1
58.8
16.3
11.8
右线（1821m）
199
1121
267
234
分级比例（%）
10.9
61.6
14.7
12.8
隧址区不良地质现象主要为零星分布的小型崩塌；特殊性岩土主要为全、强风化混合花岗岩与部分膨胀性高岭土。
1.2地形、地貌
牛鼻山隧道属低山地貌，山势缓和，植被发育，主要为杂草和灌木及乔木，上部为厚层残坡积层（Q4el+dl）、以左线ZK7+480和右线YK7+450为界，前段为震旦系（Z）混合花岗岩，后段为侏罗世（J）花岗岩。
隧道出口段种植荔枝、龙眼和香蕉等果树。
隧道前段南侧约50m为荒废采石场，山势陡峭，见悬崖面。
隧址区地表水较为发育，山溪沿山谷流淌，水量较为丰富。
1.3水文、气象
属南亚热带季风气候区，气候温暖湿润。
区内年平均气温21.8℃，极端最低气温-0.3℃。
极端最高气温39.1℃。
年平均降水量约1680.5mm，日最大降水量284.9mm，时最大降水量101.1mm。
雨季的开始期在4月初，结束期在9月底，降水量占年降水量的81%。
年内暴雨较集中在5～9月份。
年蒸发量1400～1600mm，年平均相对湿度为79%。
本区风向季节性变化比较显著，从春季至初秋盛行偏南风，秋季至冬末盛行偏北或偏东风，年平均风速1.9m/s。
线路所在地受台风影响，台风季节常出现在每年的5～9月，工程施工过程中可能遭受台风暴雨的影响和破坏。
根据调查，隧道区的山体上地表水较少，有少量季节性地表水，地表水除来源于降水外，还来源于高处山坡迳流；地下水类型主要为基岩裂隙水，以潜水为主，含水层主要为中～微风化岩，以大气降水和山谷汇水下渗补给为主，排泄方式则以蒸发和侧向迳流为主。
隧道出口段地下水较为丰富，地下水位埋深只有1.0～１.４米，而且有一小溪自山顶流下，水质清澈，为沙垯村主要生活用水。
2编制依据
1、凤凰山隧道工程TJ-04合同段设计图纸；
2、招投标文件；
3、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）、《公路工程施工安全技术规范》JTJ076-95、《锚杆喷射砼支护技术规范》GB50086-2001；
4、现场勘查的施工区域自然因素、沿线交通情况及现场施工条件。
3技术要求
3.1钢架必须具有足够的强度和刚度，采用的钢架类型应满足设计要求。
3.2钢架材料应满足设计要求。
3.3钢架安装就位后，钢架与围岩之间的间隙应用喷射砼填充密实。
喷射砼应由两侧拱架向上对称喷射，并将钢架覆盖，临空一侧的喷射砼保护层厚度应不小于20mm。
4施工总体布置
4.1施工总体规划：
根据设计支护参数及设计图纸进行工字钢架与格栅钢架的加工。
Ⅴ级围岩段采用XS－Va支护型式支护Ⅰ22b工字钢架，钢架纵向间距为50cm；Ⅳ级围岩段采用XS－Ⅳd支护型式支护H15X20格栅钢架，钢架纵向间距为100cm。
Ⅳ、Ⅴ级围岩段待隧道初喷完成后及时施作钢架支护施工。
4.2主要资源配置：
施工机械设备、人员配置要满足各工作面的施工需求。
在配置上按照均衡、高效的原则合理安排，以确保施工顺利进行。
详细的施工机械、人员配备见施工安排表。
4.2.1人员组织情况（隧道每端工作面施工人员）：
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
5
2
测量
3
3
电工
4
4
焊工
8
5
普工
4
7
初期支护
16
8
机械司机
8
10
后勤
4
合计
52
4.2.2机械设备组织情况（隧道每端工作面配置机械设备）：
序号
设备名称
规格型号
数量
技术状况
1
挖掘机
PC220
2
良好
2
装载机
ZL50C侧铲
2
良好
3
自卸车
SX3240
4
良好
4
电焊机
15KVA
8
良好
5
发电机
250KW
2
良好
6
水泵
3.5KW
6
良好
7
全站仪
1
良好
8
切割机
2
良好
9
风镐
12
良好
5施工方法、工艺及要求
5.1准备工作
1、熟悉隧道施工设计图。
2、按设计要求准备钢筋、工字型钢等相应材料，所有材料均附有出厂质量证明书或验测报告，并送检所有原材料及试焊焊件，试验合格后方可用于本工程。
在施工现场，并做所有材料的保管、防锈、登记记录等。
3、检查加工设备的完好性，保证钢架加工一次成型及成品率。
4、按设计图中钢架各单元尺寸要求，试加工一榀钢架，检查钢架尺寸，按要求调试好各设备，使其达到批量生产的条件。
5、在制作、安装前，对参与人员做好安全交底工作。
5.2施工方法
钢拱架在加工场按设计分节加工后运至开挖面，就地拼装，拼好后架设，用螺栓联结使之成为一榀。
钢拱架架设以钢架设计图纸结构尺寸进行现场测量放样定位支护施工，钢架之间纵向采用Φ22钢筋焊接。
5.2.1拱架加工
钢拱架均在钢筋加工场集中加工，农用车倒运至开挖作业面，采用冷弯加工焊接而成；在加工过程中须严格按设计要求制作，做好样台、放线、复核并标上号码标记，确保制作精度。
各类型钢拱架、格栅拱架加工第一榀后，须进行试拼，试拼检查合格后，方可进行成批生产。
型钢钢架与格栅拱架加工前由技术人员进行技术交底，技术交底按照隧道对应的围岩和开挖工法及预留变形量进行。
加工现场按照交底在加工场样台上放出1：
1大样，放样时根据工艺要求预留焊接收缩量及切割、刨边的加工余量。
对冷弯完成的型钢安照交底及规范要求截割下料，并根据钢筋型号、长短分类堆放整齐。
冷弯时要求尺寸准确，弧形圆顺。
连接板焊接时，沿钢架两边对称焊接，防止变形。
焊接完毕后，按《规范》要求检查焊接质量，清除熔碴及金属飞溅物，严防漏焊或假焊；并将加工好的各单元构件放在大样台上试拼，周边拼装允许偏差为±3cm；各单元用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm；钢架平放时，平面翘曲应小于2cm。
（一）工字钢架加工
加工采用程序化施工，简要施工流程如下：
工作准备
施工放样
调试设备
下料、加工
钢架焊接
检查验收。
工艺措施和作业要点：
1）、施工准备
（1）做好施工用电，机械设备（如电焊机、弯筋机、切断机、卷扬机等）运转调试工作。
（2）做好材料用量计划，进场计划等工作。
（3）做好钢架加工平台的铺设工作。
2）、施工放样
测量人员根据钢架设计图和操作工人的要求在钢平台上放样，画出1：
1的钢架大样图，包括各连接点的法线方向。
3）、钢材下料加工
（1）操作者先复核下料单上各单元钢架的尺寸（考虑型钢弯制伸长率）及用料规格型号，检查是否符合设计要求。
（2）操作者按复核后的下料单进行下料，下料后各种规格、尺寸都分类分开放置并标识，以免误用。
对一些小料合理利用。
（3）操作者进行钢材弯制，采用机械弯制，但弯制必须做到以下几点要求：
a：
弯起点必须做标记。
b：
弯曲机心轴直径应满足相关要求。
c：
自检弯制形状、尺寸是否正确，平面翘曲是否达到要求，均合格后，在钢架适当位置标示好钢架单元编号。
d：
将制作好的钢架连接钢板焊接到钢架两端部，焊接时应保证钢架几何断面尺寸垂直置于连接钢板的几何中心上，以保证钢架轴线偏差较小，同时焊缝高度达到设计及验标要求。
e、制作完成钢架后，立即向报驻地工程师检查验收，验收合格后，在合格的钢架上标示，并做好记录。
f：
将合格后的成品钢架存放于成品区，码放整齐，并做好遮盖等防锈措施。
（二）格栅钢架加工
加工采用程序化施工，简要施工流程如下：
工作准备
施工放样
加工钢架单元模具
下料
钢架焊接
检查验收。
工艺措施和作业要点：
格栅钢架加工施工准备及放样基本同于工字钢架，不同点在于按设计图尺寸制作钢架各单元模具，模具采用工字型钢加工即可，然后进行钢架各材料的下料，弯制钢架腹筋及蹬筋，再辅以模具加工、焊接钢架即可，其它加工过程同型钢钢架加工过程。
（三）钢架加工应符合下列规定
1）、钢架加工尺寸，应符合设计要求，其形状应与开挖断面相适应。
2）、不同规格的首榀钢架加工完成后，应放在平整地面上试拼，周边拼装允许偏差为±30mm，平面翘曲应小于20mm。
当各部尺寸满足设计要求时，方可进行批量生产。
5.2.2钢支撑安装
先准确测量出中线、水平点及里程，保证拱架安装的精度符合设计轮廓的要求。
钢支撑按设计位置架设，拱架拱脚须放在坚实的地基上，如基底为软弱层，应采用喷砼做成扩大基础后架立拱架。
钢支撑安设应在开挖后2小时内完成。
钢架与径向锚杆、钢筋网及连接筋焊接成整体，以增强其联合支护的效应。
1）、钢架安装顺序
成品钢架选单元
测量放样
装运
钢架就位
复核
定位
连接
检查。
2）、工艺措施和作业要点：
（1）选单元
根据施工方法（开挖不同部位）选定相应合格的需用单元，对有锈蚀的钢架必须采取除锈措施，运至施工现场。
（2）测量放样
按设计要求，由测量人员放样钢架位置，并将钢架位置、高程标示到围岩上，对欠挖部份进行处理。
（3）装运
将选定好的单元采用装载机或汽车运输型钢钢架至洞内，再由人工抬运型钢钢架至掌子面，该过程注意保护钢架，避免跌落、弯扭等现象。
（4）初步就位
人工清除钢架跟部浮碴，然后用人工将运至的钢架按放线的位置就位，并将各单元用螺栓连接上，不要扭紧以便调整。
3）、复核
钢架初步就位后，马上进行复核。
主要复核中线、标高、横向偏差、垂直度、纵向间距，及时调整，达到设计及验标要求。
4）、定位复核合格后，扭紧连接螺栓，并与定位筋焊接牢固。
然后按设计要求在钢架根部设置锁脚锚管（杆）。
5）、连接
钢架定位后，及时焊接纵向连接筋，与前一榀焊接牢固，并在钢架外侧每隔2m设钢楔或混凝土预制块与围岩顶紧。
6）、检查验收
钢架架立完成，自检合格后，报驻地监理工程师进行检查验收，待验收合格后，方可进行下道工序施工。
7）、钢架安装应符合下列规定
A：
钢架拱脚必须放在牢固的基础上。
应清除底脚下的虚碴及其他杂物，脚底超挖部分应用喷射砼填充。
B：
钢架分节段安装，节段与节段之间应按设计要求连接。
连接钢板平面应与钢架轴线垂直，两块连接钢板间采用螺栓和焊接连接，螺栓不应小于4颗。
C：
相邻两榀钢架之间必须用纵向钢筋连接，连接钢筋直径不应小于18mm，连接钢筋间距不应大于1.0m。
D：
钢架应垂直于隧道中线，竖向不倾斜、平面不错位，不扭曲。
上下左右允许偏差±50mm，钢架倾斜度应小于2°。
5.2.3质量标准
1、加工标准
钢架加工允许偏差见表1
钢架加工允许偏差表表1
序号
项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
钢架矢高及弧长
+20
尺量
2
边墙架长度
±20
尺量
3
拱、墙架断面尺寸
10～0
尺量
4
组装试拼
高度
±30
尺量
宽度
±20
尺量
扭曲度
＋20～0
尺量
2、安装标准
钢架安装允许偏差表表2
序号
项目
允许偏差
检查方法
1
纵向间距
±50mm
尺量
2
横向
±50mm
全站仪测量
3
竖向
不低于设计
全站仪测量
4
保护层厚度
≥20mm
尺量
5
底标高
不低于设计
全站仪测量
倾斜度
±2o
全站仪测量
5.3质量控制
1、认真审核设计文件，然后根据设计文件做详细的技术交底。
2、严格工序质量检查制，必须做到每一榀钢架都要检查，细到每一个焊缝。
3、每榀钢架安装完毕必须驻地工程师进行验收，合格后方可进行下道工序施工。
4、做好半成品保护措施，特别是钢架在运输过程中，防止变形。
5.4安全要求
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。
2、钢架拱脚不得置于虚碴和活动石块上。
在软弱围岩地段，拱架底面应加设垫板或垫梁。
3、钢架安装作业时，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。
6质量保证措施
1、质量目标
本工程质量目标为：
工程一次验收合格率100%，单位工程优良率95%以上。
2、质量管理组织机构及自检制度
（1）质量管理组织机构
为了确保工程质量，在项目经理部实行二级质量管理制度。
项目经理部设专职质量检查工程师，每个班组设兼职质检员。
质量检查工程师直接对项目经理和总工程师负责，行使监督权、检查权和质量检查否决权。
（2）建立健全自检制度
项目经理部建立“横向到边、纵向到底、控制有效”的质量自检体系，在施工过程中自下而上按照“跟踪检查、复检、抽检”三个检测等级分别实施检查任务，配齐人员做到职能相符。
在严格内部“自检、互检、交接检”的“三检”制度的基础上，认真接受建设单位质量监督和监理单位的监督。
附：
质量检查程序框图（见下页图）
3、保证质量技术措施
（1）建立以总工程师为主的技术系统质量保证体系，从总工程师、安质部、工程技术部、试验室直到施工班组的各级技术负责人，从施工方案、施工工艺、技术措施上确保达到质量标准，从技术上对质量负责。
（2）开展技术攻关。
对工程施工中容易出现质量问题的环节，我们将根据以往施工经验和教训，事先采取针对性的保障措施，努力克服质量问题。
（3）分部、分项工程开工前由工程技术部负责，进行分层次的书面技术交底、对施工方案、施工工艺、质量标准、安全措施进行详细交底，形成施工程序化、技术标准化、质量规格化，使每个参加施工的人员做到目标明确，心中有数。
7.安全及环保要求
7.1安全要求
（1）施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期的检查。
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。
（2）型钢钢架的安装作业时，作业人员之间应协调动作。
在本排型钢钢架未安装完毕，并与相邻的型钢钢架和锚杆连接稳妥之前，不得擅自取消临时支撑。
7.2安全保证措施
（1）根据设计图纸及规范要求进行钢架加工与安装施工，并严格控制施工质量；
（2）钢架拱脚必须放在牢固的基础上，应清除底脚下的虚碴及其他杂物，脚底超挖部分应用喷射砼填充；
（3）钢架安装就位后，钢架与围岩之间的间隙应用喷射砼充填密实，喷射砼应由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖，临空一侧的喷射砼保护层厚度应不小于20mm；
（4）钢架安装前应及时清除危石及松动浮渣，并初喷砼将临空面进行封闭施工，钢架安装时应尽可能贴近初喷面；
（5）针对围岩较差地段，应进行预注浆施工，确保围岩的稳定。
7.3环保要求
（1）减少运输途中产生的扬尘，对人口稠密地区的施工场地、施工道路进行洒水或采取其他措施抑尘。
（2）施工产生的废料，在施工期间和施工结束以后及时清理，统一收集，妥善处理，以减少对环境的污染。
（3）采取措施或改进施工方法，使施工噪声、振动达到施工场界环境标准。
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