隧道钢架施工工艺手册

隧道钢架施工工艺手册版本号：ZGZT1J-NGZQ6-SD-08编制：复核：审核：新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项目目部部地址：广西梧州市苍梧县龙圩镇预备役工兵团1目录第一章钢架设计.......................................................2第二章施工工艺......................................................21、施工准备.......................................................21.1、技术准备.....................................................21.2、原材料及配合比准备...........................................31.3、机具准备.....................................................32、钢架加工.......................................................42.1、型钢钢架加工.................................................42.2格栅钢架加工..................................................43、钢架运输.......................................................44、、钢架安装......................................................45、钢架中线水平测量...............................................56、钢架联结、加固.................................................57、喷射混凝土.....................................................58、土质隧道防止钢架下沉的措施.....................................5第三章施工操作要点...................................................6第四章质量检验.......................................................7新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项目目部部地址：广西梧州市苍梧县龙圩镇预备役工兵团2第一章钢架设计本标段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，格栅钢架主要由四根Φ22主筋和Φ10、Φ8钢筋制成。锁脚小导管采用Φ50㎜、壁厚3.5㎜、L=4.5m的无缝钢管，纵向连接钢筋采用HRB335Φ22带肋钢筋、@1m、八字形内侧布置。各级围岩钢架设计参数见表1。表1各级围岩钢架设计参数衬砌形式ⅡⅢaⅢbⅢcⅣaⅣbⅣcⅣdⅤaⅤbⅤc规格///160格栅180格栅I18a型钢I18a型钢I18a型钢210格栅I20a型钢I22a型钢设置部位///180度拱部拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙无无仰拱仰拱仰拱仰拱纵向间距（m）///1.51110.80.80.60.5连接钢板拱墙连接钢板（㎝）///23×3423×3627×2427×2427×2425.5×3930×2631×28边墙与仰拱连接处钢板（㎜）/////27×4637×5230×5331×61连接钢板厚（㎜）/10161616101616连接角钢（12.5/8#）（㎝）///2123///23.5/////////52//螺栓M24×60M27×80M24×60M30×80螺母//M24M24M27M27M24M30M30预留变形量（cm）3～55～88～1010～15锁脚锚管///φ50,壁厚3.5㎜,L=4.5m纵向连接钢筋///φ22,@1.0m，八字形内侧布置每榀钢架重量（㎏）///723.52807.341056.361056.361543.191353.861796.432051.01混凝土垫块（m3）///0.30.30.30.30.30.30.30.3第二章施工工艺1、施工准备1.1、技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集：隧道地质条件、覆盖层厚度、开挖断面尺寸、围岩类别、隧道长度、工期要求、预留沉落量、施工误差、钢架施做范围、钢架规格、尺寸、间距、加固形式等。施工前根据设计图纸、监控量测资料、预留沉落量、施工误差等计算钢架加工半径及分节尺寸。开工前，应由专业工程师向现场技术人员、作业人员进行技术交底，并确认人员、设备、材料、机具、作业环境满足正常作业的要求。新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项目目部部地址：广西梧州市苍梧县龙圩镇预备役工兵团3初喷定位锚杆施工中线标高测量清除底脚浮碴钢架加工、质量验收钢架预拼分部安装钢架与定位锚杆焊连定位设锁脚锚管锁定加设鞍形垫块安装纵向连接筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控量测图1型钢（格栅）钢架施工工艺流程图1.2、原材料及配合比准备型钢钢架、格栅钢架分别采用I18a～I22a型钢制作和HRB335Φ22或Φ25主筋和其它钢筋制成。锁脚小导管采用Φ50、壁厚3.5㎜的无缝钢管，纵向连接钢筋采用HRB335Φ22带肋钢筋。表2M20砂浆理论配合比表原材料产地每立方米砼用料量（kg）水泥砂饮用水外加剂水泥砂水外加剂中材P.O42.5梧州西江饮用水天津雍阳8009403602.41.3、机具准备隧道单口施工，设备机具配置应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项目目部部地址：广西梧州市苍梧县龙圩镇预备役工兵团4表3主要机械设备配置表（每班）序号机械设备名称数量1装载机1台2空压机1台3风钻6台～12台4电煤钻（土质隧道）6台～12台5通风机1台～2台6切割机2～4台7电焊机4台～8台8注浆泵1台～2台9钢架弯曲机1台2、钢架加工2.1、型钢钢架加工加工场地用砼硬化，精确抹平，按设计放出1：1加工大样。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。型钢钢架各单元必须明确标出类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。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δ=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。格栅钢架各单元必须明确标出类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。3、钢架运输根据隧道掌子面每循环安装钢架榀数，人工在钢架加工场选型、配号，装载机或汽车运输钢架至洞内，再由人工抬运钢架至掌子面设计位置安装就位。4、、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。新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项目目部部地址：广西梧州市苍梧县龙圩镇预备役工兵团5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。5、钢架中线水平测量钢架初步就位后，加固前，现场架设测量仪器检查钢架各节点处设计高程和支距，达到要求后才能进行钢架加固。6、钢架联结、加固每侧安设φ50㎜,壁厚3.5㎜,L=4.5m,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2m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。采用φ22，环向间距1m的纵向连接钢筋,八字形内侧布置。钢架落底接长在单边交错进行，每次单边接长钢架1～2排。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。7、喷射混凝土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。8、土质隧道防止钢架下沉的措施拱部开挖安装型钢拱架后，由于土质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=4.5m的Φ50锁新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项目目部部地址：广西梧州市苍梧县龙圩镇预备役工兵团6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32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40mm。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。第三章施工操作要点1、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，钢架采用Φ22㎜，@1m纵向钢筋八字形内侧连接,钢架之间铺挂钢筋网，然后复喷混凝土到设计厚度。2、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。钢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2m应用混凝土预制块楔紧。3、钢拱架的拱脚采用纵向托梁和锁脚锚管等措施加强支承。4、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、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。6、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。7、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。8、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。9、每榀钢架各节都应在法线方向上，在架设左侧钢架时，每榀里程、间距、拱顶高程、连接板处高程（同里程、同间距、同高程）都必须记录清楚，在右侧施工时，按新建南广铁路NGZQ-6标段隧道钢架施工工艺手册中中铁铁一一局局南南广广铁铁路路NNGGZZQQ--66项项