區(qū)間隧道支架施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本區(qū)間隧道工程位于城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，全長(zhǎng)1860米，采用盾構(gòu)法施工，隧道內(nèi)徑5.4米，管片厚度300mm。工程穿越第四紀(jì)松散土層及中風(fēng)化巖層，最大埋深28米，最小埋深8米，地質(zhì)條件復(fù)雜，存在高水位富水地層及局部軟弱夾層。1.2支架工程范圍本方案針對(duì)隧道施工期間的臨時(shí)支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括：管片拼裝支撐支架（環(huán)向間距1.2米）隧道內(nèi)管線架設(shè)支架（縱向間距6米）施工平臺(tái)承重支架（局部設(shè)置）臨時(shí)通道支撐體系1.3主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)荷載靜載3.5kN/m2，活載2.0kN/m2支架最大跨度4.8米結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)設(shè)計(jì)使用年限18個(gè)月抗震設(shè)防烈度7度（0.15g）二、支架類型選擇與材料要求2.1支架類型確定根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)及施工工況，采用碗扣式滿堂腳手架+型鋼組合支架體系，具體選型依據(jù)：Ⅵ級(jí)圍巖段：采用Φ48×3.5mm鋼管支架，立桿間距0.6×0.6m，步距1.2mⅣ-Ⅴ級(jí)圍巖段：采用Φ48×3.0mm鋼管支架，立桿間距0.9×0.9m，步距1.5m特殊荷載段（如盾構(gòu)機(jī)吊裝區(qū)）：增設(shè)I16工字鋼橫梁，形成復(fù)合支撐體系2.2材料性能要求鋼材：Q235B級(jí)低碳鋼，抗拉強(qiáng)度≥375MPa，屈服強(qiáng)度≥235MPa，伸長(zhǎng)率≥26%扣件：可鍛鑄鐵制作，抗滑承載力≥8kN，抗壓承載力≥50kN焊接材料：E43系列焊條，焊縫強(qiáng)度≥420MPa木材：松木腳手板，厚度≥50mm，寬度≥200mm，彈性模量≥9000MPa2.3材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)鋼管：表面無裂紋、凹陷，銹蝕深度≤0.5mm，兩端面切斜偏差≤1.7mm扣件：螺栓擰緊扭力矩40-65N·m，旋轉(zhuǎn)扣件兩旋轉(zhuǎn)面間隙≤1mm型鋼：彎曲矢高≤L/1000，且≤5mm三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與荷載計(jì)算3.1荷載組合計(jì)算基本組合公式：S=1.2SGk+1.4SQk+0.9×1.4(SQ1k+SQ2k)式中：SGk：永久荷載（支架自重+管片重量）SQk：可變荷載（施工人員+設(shè)備重量）SQ1k：風(fēng)荷載（0.35kN/m2）SQ2k：偶然荷載（沖擊系數(shù)1.1）3.2關(guān)鍵構(gòu)件驗(yàn)算3.2.1立桿穩(wěn)定性計(jì)算N/φA≤f其中：N=18.6kN（軸力設(shè)計(jì)值）φ=0.52（長(zhǎng)細(xì)比λ=150時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)）A=489mm2（鋼管截面積）計(jì)算結(jié)果：18.6×103/(0.52×489)=73.2MPa≤205MPa（滿足要求）3.2.2橫梁抗彎計(jì)算Mmax=ql2/8≤Wx·f其中：q=5.2kN/m（線荷載）l=4.8m（計(jì)算跨度）Wx=141cm3（I16工字鋼截面模量）計(jì)算結(jié)果：Mmax=5.2×4.82/8=14.98kN·m＜141×10??×215×10?=30.3kN·m（滿足要求）3.3地基承載力驗(yàn)算P=（N+G）/A≤fa基底壓力P=125kPa地基承載力特征值fa=180kPa（經(jīng)碎石墊層處理后）沉降量控制：≤15mm/24h四、施工工藝流程4.1總體流程測(cè)量放線→地基處理→支架搭設(shè)→縱橫掃地桿安裝→立桿及橫桿架設(shè)→剪刀撐設(shè)置→型鋼橫梁安裝→腳手板鋪設(shè)→安全防護(hù)→預(yù)壓試驗(yàn)→驗(yàn)收4.2關(guān)鍵工序操作要點(diǎn)4.2.1地基處理采用機(jī)械平整后，鋪設(shè)200mm厚級(jí)配碎石墊層壓實(shí)系數(shù)≥0.94（環(huán)刀法檢測(cè)）沿隧道縱向設(shè)置3%排水坡度，兩側(cè)設(shè)排水溝（寬200mm，深150mm）軟弱地段采用Φ50mm木樁加固，樁長(zhǎng)2.5m，間距1.0m梅花形布置4.2.2支架搭設(shè)工藝立桿垂直度偏差≤H/2000（H為立桿高度），且≤50mm橫桿水平偏差≤總長(zhǎng)度的1/300，且≤20mm剪刀撐與地面夾角45°-60°，連續(xù)設(shè)置，搭接長(zhǎng)度≥1m，用3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定立桿底部設(shè)置可調(diào)底座，調(diào)節(jié)范圍0-300mm4.2.3預(yù)壓試驗(yàn)方案采用沙袋分級(jí)加載（100%設(shè)計(jì)荷載），分3級(jí)進(jìn)行：50%→80%→100%每級(jí)加載后靜停12h，測(cè)量沉降量卸載后殘余變形≤10mm為合格沉降觀測(cè)點(diǎn)布置：跨中及1/4跨位置，共設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)5.1主控項(xiàng)目立桿間距偏差：±50mm（用鋼尺檢查）立桿垂直度：H/5000+10mm（經(jīng)緯儀檢查）橫桿步距偏差：±20mm（水準(zhǔn)儀檢查）節(jié)點(diǎn)連接：扣件螺栓擰緊扭力矩40-65N·m（扭矩扳手檢測(cè)）5.2一般項(xiàng)目腳手板鋪設(shè)：鋪滿、鋪穩(wěn)，離墻間隙≤150mm剪刀撐搭設(shè)：連續(xù)設(shè)置，角度偏差±5°防護(hù)欄桿：高度≥1.2m，兩道橫桿，擋腳板高度≥180mm支架頂部平整度：≤10mm/2m（靠尺檢查）5.3驗(yàn)收程序班組自檢→項(xiàng)目部復(fù)檢→監(jiān)理驗(yàn)收（分基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)、驗(yàn)收三個(gè)階段）驗(yàn)收資料包括：材料合格證、力學(xué)性能檢測(cè)報(bào)告、搭設(shè)記錄、預(yù)壓試驗(yàn)報(bào)告隱蔽工程驗(yàn)收需留存影像資料（每50米一個(gè)驗(yàn)收斷面）六、安全保障措施6.1施工安全防護(hù)高空作業(yè)防護(hù)：設(shè)置安全網(wǎng)（2000目/100cm2），每隔10m設(shè)一道水平安全網(wǎng)作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，搭設(shè)操作平臺(tái)（滿鋪腳手板）高度超過2m設(shè)置臨邊防護(hù)欄桿，刷紅白警示漆（間距400mm）電氣安全：支架系統(tǒng)做防雷接地（接地電阻≤10Ω）照明線路采用絕緣電纜，架設(shè)高度≥2.5m配電箱安裝漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流≤30mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1s）6.2應(yīng)急預(yù)案坍塌事故應(yīng)急處置：立即啟動(dòng)Ⅰ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)總指揮15分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)劃定警戒區(qū)域（半徑50m），采用生命探測(cè)儀搜尋被困人員備用物資：200m應(yīng)急照明線、50套呼吸面罩、液壓破拆工具組2套火災(zāi)事故處置：配置ABC干粉滅火器（每50m2不少于2具）動(dòng)火作業(yè)辦理許可證，配備看火人及滅火器材消防通道寬度≥3.5m，保持暢通，嚴(yán)禁堆放材料6.3特殊季節(jié)施工措施雨季施工：支架基礎(chǔ)周邊挖排水溝，配備Φ100mm水泵（揚(yáng)程≥15m）腳手板采用防滑木條（間距300mm）每日測(cè)量地基沉降，當(dāng)速率超過5mm/d時(shí)停止施工高溫施工：作業(yè)時(shí)間調(diào)整為6:00-10:00、16:00-20:00現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置飲水點(diǎn)（提供含鹽飲用水）配備防暑藥品（藿香正氣水、清涼油等）七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1進(jìn)度安排（總工期45天）工作內(nèi)容持續(xù)時(shí)間開始時(shí)間關(guān)鍵線路資源配置材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)5天第1-5天否質(zhì)檢員2人地基處理7天第3-9天是挖掘機(jī)1臺(tái)支架搭設(shè)20天第8-27天是架子工15人預(yù)壓試驗(yàn)5天第25-29天是試驗(yàn)員3人驗(yàn)收整改3天第30-32天否監(jiān)理工程師移交使用2天第33-34天否安全員2人7.2進(jìn)度保證措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，提前發(fā)現(xiàn)碰撞問題材料儲(chǔ)備量滿足15天連續(xù)施工需求劃分6個(gè)施工段流水作業(yè)，每個(gè)作業(yè)面配置3個(gè)班組（兩班制）關(guān)鍵線路延誤預(yù)警機(jī)制：當(dāng)滯后計(jì)劃3天時(shí)，啟動(dòng)趕工措施（增加作業(yè)人員或延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間）八、維護(hù)與拆除方案8.1日常維護(hù)要求定期檢查：每日：立桿垂直度、腳手板完整性檢查每周：扣件扭矩檢測(cè)（抽樣比例10%）每月：沉降觀測(cè)（精度±1mm），結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)維護(hù)措施：銹蝕鋼管涂刷防銹漆（每季度一次）松動(dòng)扣件立即更換，備用扣件數(shù)量≥10%積雪天氣及時(shí)清除，荷載超過設(shè)計(jì)值時(shí)臨時(shí)卸載8.2拆除施工工藝拆除順序：腳手板→橫桿→剪刀撐→立桿（自上而下，嚴(yán)禁上下同時(shí)作業(yè)）操作要點(diǎn)：劃分作業(yè)區(qū)，設(shè)置警戒線及警示標(biāo)志拆除構(gòu)件采用繩索下放，嚴(yán)禁拋擲每天拆除高度≤2步架，分段驗(yàn)收特殊規(guī)定：遇6級(jí)以上大風(fēng)、雨雪天氣停止拆除作業(yè)拆除的材料分類堆放，回收率≥95%拆除后場(chǎng)地清理達(dá)到"工完場(chǎng)清"標(biāo)準(zhǔn)九、環(huán)保與文明施工9.1環(huán)境保護(hù)措施噪聲控制：夜間施工噪聲≤55dB（采用低噪聲設(shè)備）鋼管切割作業(yè)設(shè)置隔音棚（降噪量≥20dB）揚(yáng)塵治理：施工區(qū)域?yàn)⑺祲m（每日不少于4次）材料堆放覆蓋防塵網(wǎng)（2000目/㎡）廢棄物處理：焊接煙塵收集率≥90%（安裝移動(dòng)式除塵設(shè)備）建筑垃圾分類存放，回收率≥85%9.2文明施工標(biāo)準(zhǔn)材料堆放：鋼管碼放高度≤1.5m，扣件分規(guī)格存放于專用箱內(nèi)標(biāo)牌設(shè)置：在出入口處懸掛"五牌一圖"，支架區(qū)域設(shè)置荷載限制牌消防管理：每50m設(shè)置消防水桶（容量200L），消防通道保持暢通衛(wèi)生管理：設(shè)置移動(dòng)式廁所（每日清理），生活垃圾日產(chǎn)日清十、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與資料歸檔10.1驗(yàn)收內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法立桿間距±10mm鋼尺量測(cè)立桿垂直度H/1000，且≤30mm經(jīng)緯儀橫桿步距±20mm水準(zhǔn)儀腳手板鋪設(shè)間隙≤50mm目測(cè)+鋼尺預(yù)壓沉降≤10mm水準(zhǔn)