初期支護(hù)鋼支撐安裝方案

一、工程概況

1.1項(xiàng)目背景

XX隧道工程位于XX市XX區(qū)，為雙向六車道高速公路隧道，左線長度1280m，右線長度1250m，隧道最大埋深185m，最小埋深12m。隧道穿越XX山脈，地形復(fù)雜，地質(zhì)條件多變，主要圍巖等級(jí)為Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)及Ⅴ級(jí)，其中Ⅳ級(jí)圍巖占比42%，Ⅴ級(jí)圍巖占比18%。隧道初期支護(hù)設(shè)計(jì)采用鋼支撐與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)體系，鋼支撐作為關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)，其安裝質(zhì)量直接關(guān)系到隧道施工安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1.2地質(zhì)與水文條件

隧道區(qū)域地層主要由第四系坡積碎石、侏羅系砂巖及泥巖組成，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，完整性較差。地下水類型主要為基巖裂隙水，局部存在孔隙水，涌水量受季節(jié)影響顯著，雨季最大涌水量達(dá)120m3/d。Ⅴ級(jí)圍巖段巖體破碎，自穩(wěn)能力差，易發(fā)生坍塌，對(duì)鋼支撐安裝的及時(shí)性與規(guī)范性提出更高要求。

1.3設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3370.1-2018），隧道初期支護(hù)鋼支撐設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

-鋼支撐類型：Ⅳ級(jí)圍巖采用I18工字鋼鋼架，間距0.8m；Ⅴ級(jí)圍巖采用I20b工字鋼鋼架，間距0.6m。

-連接方式：鋼架之間采用φ22鋼筋縱向連接，環(huán)向間距1.0m，螺栓節(jié)點(diǎn)連接。

-安裝要求：鋼支撐垂直度偏差≤±2°，保護(hù)層厚度≥40mm，與圍巖間隙采用C25噴射混凝土回填密實(shí)。

1.4施工環(huán)境與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

隧道采用新奧法施工，分臺(tái)階開挖，Ⅳ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法，Ⅴ級(jí)圍巖采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。鋼支撐安裝與開挖工作面距離控制在3~5m，確保圍巖及時(shí)支護(hù)。施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)遵循《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3660-2020），鋼支撐材料需符合《熱軋型鋼》（GB/T706-2016）要求，進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)與外觀質(zhì)量驗(yàn)收。

二、施工準(zhǔn)備與資源配置

2.1施工準(zhǔn)備內(nèi)容

2.1.1技術(shù)準(zhǔn)備

2.1.1.1圖紙會(huì)審

項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工三方進(jìn)行圖紙會(huì)審，重點(diǎn)核對(duì)鋼支撐型號(hào)（I18工字鋼、I20b工字鋼）、安裝間距（0.8m、0.6m）、連接節(jié)點(diǎn)（φ22鋼筋縱向連接、螺栓節(jié)點(diǎn)）與設(shè)計(jì)規(guī)范的一致性。針對(duì)Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖段的不同支護(hù)要求，明確鋼支撐的安裝時(shí)機(jī)與開挖工作面的安全距離（3~5m），確保施工圖紙無遺漏或技術(shù)沖突。

2.1.1.2技術(shù)交底

施工前由技術(shù)工程師向施工班組進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底，內(nèi)容包括鋼支撐安裝的工藝流程、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（垂直度偏差≤±2°、保護(hù)層厚度≥40mm）、安全操作要點(diǎn)及應(yīng)急預(yù)案。針對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖段巖體破碎、自穩(wěn)能力差的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)“隨挖隨支”原則，避免圍巖暴露時(shí)間過長導(dǎo)致坍塌。

2.1.1.3方案優(yōu)化

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件（如裂隙水發(fā)育、巖體完整性差），對(duì)原安裝方案進(jìn)行局部優(yōu)化。例如，在涌水量較大的Ⅴ級(jí)圍巖段，增加鋼支撐底部鎖腳錨桿數(shù)量（由原設(shè)計(jì)4根調(diào)整為6根），提高支護(hù)體系的穩(wěn)定性；對(duì)三臺(tái)階法施工的Ⅳ級(jí)圍巖段，調(diào)整鋼支撐分節(jié)長度（由6m縮短至4m），便于狹小空間內(nèi)的安裝操作。

2.1.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

2.1.2.1場(chǎng)地清理

隧道開挖完成后，立即組織人工配合機(jī)械清理作業(yè)面，清除松動(dòng)石塊、虛渣及積水，確保鋼支撐安裝基面平整。對(duì)局部超挖部位，采用C25噴射混凝土回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，避免鋼支撐因基面不平整產(chǎn)生受力集中。

2.1.2.2測(cè)量放樣

測(cè)量組使用全站儀放出隧道中線及鋼支撐安裝輪廓線，采用紅油漆標(biāo)注每榀鋼支撐的平面位置（間距0.6m或0.8m）及標(biāo)高控制點(diǎn)。復(fù)測(cè)時(shí)重點(diǎn)檢查鋼支撐與隧道開挖輪廓的間隙，確保最小間隙不小于5cm，便于后續(xù)噴射混凝土回填。

2.1.2.3臨時(shí)設(shè)施搭設(shè)

在隧道洞口設(shè)置鋼支撐加工區(qū)，配備切割機(jī)、彎曲機(jī)等設(shè)備，提前將標(biāo)準(zhǔn)鋼支撐加工成設(shè)計(jì)分節(jié)長度（含法蘭盤連接件）。同時(shí)，在洞內(nèi)靠近作業(yè)面的位置設(shè)置臨時(shí)堆放平臺(tái)，方便鋼支撐轉(zhuǎn)運(yùn)與安裝。

2.1.3人員準(zhǔn)備

2.1.3.1組織架構(gòu)

成立鋼支撐安裝專項(xiàng)施工小組，設(shè)組長1名（由施工負(fù)責(zé)人擔(dān)任）、技術(shù)員2名、質(zhì)檢員1名、操作工8名（含焊工4名、起重工2名），明確各崗位職責(zé)。技術(shù)員負(fù)責(zé)安裝過程的技術(shù)指導(dǎo)，質(zhì)檢員全程檢查安裝質(zhì)量，操作工按分工完成鋼支撐吊裝、連接、固定等作業(yè)。

2.1.3.2人員培訓(xùn)

施工前對(duì)操作工進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，內(nèi)容包括：鋼支撐吊裝安全規(guī)范（如吊點(diǎn)選擇、鋼絲繩檢查）、法蘭盤螺栓緊固工藝（扭矩扳手控制扭矩值≥300N·m）、焊接質(zhì)量要求（焊縫飽滿、無夾渣）。培訓(xùn)后進(jìn)行實(shí)操考核，考核合格方可上崗。

2.1.3.3應(yīng)急演練

針對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖段可能出現(xiàn)的坍塌風(fēng)險(xiǎn)，組織鋼支撐安裝應(yīng)急演練。演練內(nèi)容包括：圍巖變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)的鋼支撐加固措施（增設(shè)臨時(shí)支撐、縮小安裝間距）、人員撤離路線及設(shè)備轉(zhuǎn)移流程，確保突發(fā)情況時(shí)能快速響應(yīng)。

2.2材料準(zhǔn)備

2.2.1鋼支撐材料

2.2.1.1材料規(guī)格

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采購I18工字鋼（用于Ⅳ級(jí)圍巖，理論重量24.1kg/m）、I20b工字鋼（用于Ⅴ級(jí)圍巖，理論重量31.1kg/m），鋼材牌號(hào)Q235B，屈服強(qiáng)度≥235MPa。鋼支撐分節(jié)長度根據(jù)隧道斷面尺寸確定，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度4m，特殊部位（如隧道曲線段）定制異形節(jié)。

2.2.1.2質(zhì)量驗(yàn)收

鋼支撐進(jìn)場(chǎng)時(shí)，核查質(zhì)量證明文件（出廠合格證、材質(zhì)檢測(cè)報(bào)告），重點(diǎn)檢查鋼材表面質(zhì)量（無裂紋、結(jié)疤、分層）及尺寸偏差（高度偏差≤±2mm、腿寬偏差≤±3mm）。按批次抽樣送第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)（抗拉強(qiáng)度、伸長率），合格后方可使用。

2.2.1.3存放管理

鋼支撐材料按型號(hào)分類堆放在加工區(qū)，底部墊設(shè)方木（高度≥20cm），避免直接接觸地面產(chǎn)生銹蝕。法蘭盤連接件單獨(dú)存放，做好防潮處理。堆放高度不超過3層，防止變形。

2.2.2連接材料

2.2.2.1螺栓與鋼筋

縱向連接采用φ22HRB400鋼筋，環(huán)向間距1.0m；節(jié)點(diǎn)連接采用M20高強(qiáng)度螺栓（10.9級(jí)），配套螺母及墊圈。螺栓進(jìn)場(chǎng)時(shí)檢查扭矩系數(shù)（0.110~0.150），確保緊固質(zhì)量。鋼筋按規(guī)格分類存放，避免混用。

2.2.2.2輔助材料

準(zhǔn)備C25噴射混凝土（設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)）、界面劑（用于鋼支撐與混凝土界面粘結(jié)）、防水板（用于Ⅴ級(jí)圍巖段防滲）。噴射混凝土配合比由試驗(yàn)室確定，確保28天抗壓強(qiáng)度≥25MPa。

2.2.3材料運(yùn)輸

2.2.3.1場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸

鋼支撐分節(jié)由加工區(qū)運(yùn)至洞內(nèi)堆放平臺(tái)，采用蓄電池機(jī)車牽引（限速5km/h），人工輔助裝卸。運(yùn)輸過程中避免鋼支撐碰撞變形，分節(jié)間墊設(shè)橡膠墊緩沖。

2.2.3.2作業(yè)面轉(zhuǎn)運(yùn)

堆放平臺(tái)至安裝作業(yè)面的轉(zhuǎn)運(yùn)采用小型挖掘機(jī)配合人工，鋼支撐兩端系牽引繩，緩慢移動(dòng)至安裝位置。Ⅴ級(jí)圍巖段由專人指揮，防止鋼支撐傾覆傷人。

2.3設(shè)備準(zhǔn)備

2.3.1主要施工設(shè)備

2.3.1.1加工設(shè)備

鋼支撐加工區(qū)配備：型鋼切割機(jī)（功率5.5kW，切割精度±1mm）、型鋼彎曲機(jī)（最大彎曲角度180°）、法蘭盤焊接機(jī)（電流調(diào)節(jié)范圍100~400A）。設(shè)備使用前進(jìn)行試運(yùn)行，確保切割面平整、彎曲弧度符合設(shè)計(jì)要求。

2.3.1.2安裝設(shè)備

安裝作業(yè)面配備：5t電動(dòng)葫蘆（起升高度10m，用于鋼支撐吊裝）、扭矩扳手（量程0~300N·m，用于螺栓緊固）、電焊機(jī)（BX1-500，用于節(jié)點(diǎn)焊接）。電動(dòng)葫蘆安裝在隧道頂部錨桿上，吊裝前檢查鋼絲繩磨損情況（安全系數(shù)≥6）。

2.3.1.3監(jiān)測(cè)設(shè)備

配置全站儀（測(cè)量鋼支撐安裝偏差）、收斂儀（監(jiān)測(cè)圍巖變形）、測(cè)力計(jì)（檢測(cè)鋼支撐受力情況）。監(jiān)測(cè)設(shè)備由專人操作，每天校準(zhǔn)1次，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

2.3.2輔助設(shè)備

2.3.2.1通風(fēng)與照明

隧道內(nèi)采用軸流風(fēng)機(jī)（功率15kW，通風(fēng)量1000m3/min）通風(fēng)，確保作業(yè)面空氣質(zhì)量良好。照明采用LED防爆燈（功率50W，間距10m），亮度不低于150lux，滿足夜間施工需求。

2.3.2.2排水設(shè)備

針對(duì)地下水豐富段落，配備污水泵（流量50m3/h，揚(yáng)程20m），及時(shí)排除鋼支撐基面積水，避免浸泡導(dǎo)致地基軟化。

2.3.3設(shè)備維護(hù)

2.3.3.1日常檢查

每班施工前，由設(shè)備操作員對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行檢查：電動(dòng)葫蘆制動(dòng)系統(tǒng)是否靈敏、電焊機(jī)接地是否可靠、扭矩扳手校準(zhǔn)值是否準(zhǔn)確。檢查記錄由設(shè)備管理員簽字確認(rèn)。

2.3.3.2定期保養(yǎng)

每周對(duì)加工設(shè)備進(jìn)行1次全面保養(yǎng)：切割機(jī)更換鋸片、彎曲機(jī)加注潤滑油、焊接機(jī)清理電極。設(shè)備保養(yǎng)記錄存檔，確保設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。

2.3.3.3應(yīng)急設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)備用1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)（功率50kW），應(yīng)對(duì)突發(fā)停電；配備手動(dòng)葫蘆（起重量3t）作為電動(dòng)葫蘆的應(yīng)急替代設(shè)備。應(yīng)急設(shè)備每月檢查1次，確保隨時(shí)可用。

三、鋼支撐安裝工藝流程

3.1安裝前檢查

3.1.1基面驗(yàn)收

3.1.1.1圍巖清理

開挖作業(yè)完成后，施工人員立即清除掌子面松動(dòng)巖塊及虛渣，使用高壓風(fēng)槍吹凈巖面粉塵，確保鋼支撐安裝基面無浮石、無積水。對(duì)局部超挖部位，采用C25噴射混凝土回填至設(shè)計(jì)輪廓線，平整度偏差控制在±5cm以內(nèi)。

3.1.1.2超前支護(hù)確認(rèn)

檢查超前支護(hù)（如管棚、小導(dǎo)管）的注漿效果，確認(rèn)漿液擴(kuò)散范圍符合設(shè)計(jì)要求。若發(fā)現(xiàn)注漿空腔或滲水點(diǎn)，進(jìn)行二次補(bǔ)注漿處理，確保圍巖整體性滿足安裝條件。

3.1.2設(shè)備狀態(tài)核查

3.1.2.1吊裝設(shè)備檢查

電動(dòng)葫蘆使用前，操作員檢查鋼絲繩磨損情況（斷絲數(shù)不超過總絲數(shù)10%）、制動(dòng)器靈敏度及限位開關(guān)有效性。試吊1榀鋼支撐，確認(rèn)起吊平穩(wěn)無晃動(dòng)后正式投入使用。

3.1.2.2測(cè)量儀器校準(zhǔn)

全站儀在安裝前進(jìn)行對(duì)中整平，復(fù)核后視點(diǎn)坐標(biāo)。收斂儀零點(diǎn)歸零，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)初始值準(zhǔn)確。

3.1.3材料二次檢驗(yàn)

3.1.3.1鋼支撐外觀檢查

安裝前對(duì)每榀鋼支撐進(jìn)行目視檢查，重點(diǎn)查看法蘭盤焊接質(zhì)量（焊縫高度≥8mm）、型鋼彎曲變形（矢高≤L/1000）及螺栓孔位偏差（±2mm）。

3.1.3.2連接件復(fù)核

核對(duì)φ22縱向連接鋼筋長度（設(shè)計(jì)值1.2m）、M20螺栓扭矩系數(shù)（0.110~0.150），不合格件立即更換。

3.2測(cè)量放線定位

3.2.1隧道輪廓復(fù)測(cè)

3.2.1.1開挖斷面檢測(cè)

使用激光斷面儀檢測(cè)實(shí)際開挖輪廓，與設(shè)計(jì)輪廓對(duì)比，計(jì)算超挖或欠挖量。超挖＞15cm處需掛網(wǎng)噴漿處理，欠挖處人工鑿除至設(shè)計(jì)線。

3.2.1.2鋼支撐位置標(biāo)記

根據(jù)設(shè)計(jì)間距（Ⅳ級(jí)0.8m、Ⅴ級(jí)0.6m），在隧道邊墻及拱頂用紅油漆標(biāo)注鋼支撐安裝基準(zhǔn)線，每榀鋼支撐設(shè)4個(gè)控制點(diǎn)（拱頂、拱腰、墻腳）。

3.2.2安裝標(biāo)高控制

3.2.2.1拱頂標(biāo)高確定

測(cè)量組在鋼支撐拱頂節(jié)點(diǎn)處設(shè)置標(biāo)高控制樁，用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)，確保安裝后拱頂標(biāo)高偏差≤±3cm。

3.2.2.2墻腳位置校準(zhǔn)

墻腳鋼支撐底部鋪設(shè)10mm厚鋼板調(diào)平，鋼板下澆筑C20混凝土墊層，避免鋼支撐沉降。

3.2.3垂直度監(jiān)測(cè)

3.2.3.1懸垂線法檢測(cè)

在鋼支撐拱頂懸掛鉛垂線，用鋼尺測(cè)量線與鋼支撐內(nèi)緣間距，垂直度偏差控制在±2°以內(nèi)。

3.2.3.2傾角儀輔助校核

對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖段鋼支撐，采用電子傾角儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)安裝角度，數(shù)據(jù)同步傳輸至監(jiān)控中心。

3.3鋼支撐吊裝就位

3.3.1吊點(diǎn)設(shè)置與綁扎

3.3.1.1吊點(diǎn)選擇原則

根據(jù)鋼支撐重心位置，在分節(jié)接頭處1/3長度處設(shè)吊點(diǎn)，采用雙吊點(diǎn)起吊避免扭曲。

3.3.1.2綁扎方式優(yōu)化

使用吊裝帶（安全系數(shù)≥6）替代鋼絲繩直接接觸型鋼，包裹橡膠墊防止表面損傷。

3.3.2作業(yè)面轉(zhuǎn)運(yùn)

3.3.2.1狹窄空間吊裝

在三臺(tái)階法施工的Ⅳ級(jí)圍巖段，采用“接力吊裝”方式：先由洞外電動(dòng)葫蘆將鋼支撐運(yùn)至中平臺(tái)，再由中平臺(tái)小型電動(dòng)葫蘆轉(zhuǎn)運(yùn)至作業(yè)面。

3.3.2.2軟弱地層保護(hù)

Ⅴ級(jí)圍巖段鋼支撐底部墊設(shè)木板分散應(yīng)力，防止安裝時(shí)擠壓導(dǎo)致圍巖變形。

3.3.3精確就位調(diào)整

3.3.3.1初步定位

吊裝時(shí)由2名工人牽引導(dǎo)向繩，緩慢將鋼支撐移至設(shè)計(jì)位置，底部對(duì)準(zhǔn)墻腳定位標(biāo)記。

3.3.3.2微調(diào)糾偏

使用撬杠配合千斤頂進(jìn)行微調(diào)，確保鋼支撐內(nèi)緣與開挖輪廓間隙均勻（≥5cm）。

3.4節(jié)點(diǎn)連接與固定

3.4.1法蘭盤螺栓緊固

3.4.1.1扭矩控制

使用扭矩扳手按“初擰→終擰”工藝施工，M20螺栓終擰扭矩值≥300N·m，分兩次緊固（初擰50%扭矩值）。

3.4.1.2螺栓防松處理

緊固后采用雙螺母鎖固或彈簧墊圈防松，定期檢查螺栓緊固力（每周1次）。

3.4.2縱向連接鋼筋焊接

3.4.2.1焊接工藝參數(shù)

采用E5015焊條，焊接電流120~140A，電壓22~24V，焊縫長度≥10d（d為鋼筋直徑）。

3.4.2.2焊縫質(zhì)量檢查

焊縫表面無裂紋、夾渣，咬邊深度≤0.5mm，按20%比例進(jìn)行超聲波探傷。

3.4.3鎖腳錨桿施工

3.4.3.1鉆孔定位

在鋼支撐墻腳處打設(shè)4根φ42鎖腳錨桿（Ⅴ級(jí)圍巖增至6根），鉆孔角度與鋼支撐外緣呈30°夾角，深度4.5m。

3.4.3.2注漿加固

采用水泥漿（水灰比0.45:1）注漿，壓力控制在0.5~1.0MPa，注漿量≥30L/根。

3.5噴射混凝土回填

3.5.1回填時(shí)機(jī)控制

3.5.1.1及時(shí)性要求

鋼支撐安裝完成后2小時(shí)內(nèi)開始噴射混凝土，避免圍巖暴露時(shí)間過長導(dǎo)致變形。

3.5.1.2分層噴射工藝

Ⅳ級(jí)圍巖段一次性噴射厚度8cm，Ⅴ級(jí)圍巖段分兩層噴射（每層5cm），層間間隔2小時(shí)。

3.5.2回填密實(shí)度保障

3.5.2.1間隙處理措施

對(duì)鋼支撐與圍巖間隙＞15cm處，先填塞C25細(xì)石混凝土，再分層噴射。

3.5.2.2噴射壓力控制

混凝土噴射機(jī)工作壓力0.4~0.6MPa，噴頭距作業(yè)面1.0~1.5m，確保回填密實(shí)。

3.5.3表面平整度控制

3.5.3.1標(biāo)桿引導(dǎo)法

沿鋼支撐縱向每2m設(shè)置平整度標(biāo)桿，噴射后用2m靠尺檢測(cè)，平整度偏差≤5cm。

3.5.3.2養(yǎng)護(hù)措施

噴射混凝土終凝后覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥7天，確保強(qiáng)度發(fā)展。

3.6安裝質(zhì)量驗(yàn)收

3.6.1外觀質(zhì)量檢查

3.6.1.1鋼支撐變形檢測(cè)

用水準(zhǔn)儀測(cè)量鋼支撐各節(jié)點(diǎn)標(biāo)高，相鄰節(jié)點(diǎn)高差≤10mm；全站儀掃描整體變形，矢高≤L/1000。

3.6.1.2混凝土回填檢查

檢查噴射混凝土表面有無裂縫、空鼓，采用敲擊法檢測(cè)密實(shí)度。

3.6.2連接節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收

3.6.2.1螺栓緊固復(fù)查

使用扭矩扳手隨機(jī)抽檢10%螺栓，扭矩值偏差≤±10%。

3.6.2.2焊縫質(zhì)量驗(yàn)收

按GB/T11345標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫進(jìn)行100%外觀檢查，Ⅱ級(jí)焊縫合格。

3.6.3實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)記錄

3.6.3.1安裝偏差統(tǒng)計(jì)

填寫《鋼支撐安裝質(zhì)量驗(yàn)收表》，記錄垂直度、間距、保護(hù)層厚度等實(shí)測(cè)值。

3.6.3.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)

將安裝后鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值比對(duì)，偏差＞15%時(shí)進(jìn)行加固處理。

四、質(zhì)量控制與安全保障

4.1材料質(zhì)量控制

4.1.1進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收流程

4.1.1.1外觀檢查

材料員對(duì)照清單逐批驗(yàn)收鋼支撐，用手觸摸型鋼表面確認(rèn)無裂紋、麻面，用卡尺測(cè)量腹板厚度偏差（±0.5mm）。法蘭盤檢查重點(diǎn)在焊接部位，用小錘輕擊聽聲辨別虛焊。

4.1.1.2尺寸復(fù)核

對(duì)每批次鋼支撐隨機(jī)抽取3榀，使用卷尺測(cè)量高度、腿寬等關(guān)鍵尺寸，偏差超過±2mm的整批退回供應(yīng)商。螺栓孔位采用專用量規(guī)檢測(cè)，確?？组g距誤差≤1mm。

4.1.2材料存儲(chǔ)管理

4.1.2.1分類存放

I18與I20b工字鋼分區(qū)堆放，每垛懸掛標(biāo)識(shí)牌注明型號(hào)、進(jìn)場(chǎng)日期?？v向連接鋼筋按直徑分類存放，底部墊高30cm防潮。

4.1.2.2防銹處理

長期存放的鋼支撐每季度涂刷防銹漆一次，法蘭盤連接件用塑料薄膜包裹。雨天后及時(shí)檢查并擦除表面水漬。

4.1.3使用前復(fù)檢

4.1.3.1力學(xué)性能抽檢

每百噸鋼材取3組試件送檢，重點(diǎn)測(cè)試抗拉強(qiáng)度（≥370MPa）和伸長率（≥26%）。不合格項(xiàng)加倍復(fù)檢，仍不合格則該批次禁用。

4.1.3.2焊縫探傷

對(duì)縱向連接鋼筋焊接接頭進(jìn)行20%超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)未熔合缺陷立即返工。

4.2安裝過程控制

4.2.1基面處理監(jiān)控

4.2.1.1清理驗(yàn)收

安裝前由質(zhì)檢員簽字確認(rèn)基面驗(yàn)收單，重點(diǎn)記錄超挖部位回填混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間（≥24小時(shí)）。對(duì)滲水點(diǎn)先埋設(shè)排水管再封閉。

4.2.1.2標(biāo)高復(fù)測(cè)

每榀鋼支撐安裝前，測(cè)量組用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)墻腳標(biāo)高，偏差超過±2cm時(shí)用鋼板調(diào)平。

4.2.2定位精度控制

4.2.2.1輪廓線復(fù)核

安裝前用激光儀掃描隧道輪廓，在鋼支撐位置標(biāo)記紅點(diǎn)。拱頂鋼支撐安裝后，用鋼卷尺測(cè)量內(nèi)緣與輪廓線間距，確保均勻（5±1cm）。

4.2.2.2垂直度調(diào)整

采用“雙線法”控制垂直度：在鋼支撐頂部懸掛鉛垂線，底部用水平尺校準(zhǔn)。Ⅴ級(jí)圍巖段安裝后立即用木楔臨時(shí)固定。

4.2.3連接節(jié)點(diǎn)檢查

4.2.3.1螺栓緊固

安裝員使用扭矩扳手按梅花順序緊固螺栓，終擰后用標(biāo)記筆在螺母與鋼架劃線，定期檢查是否錯(cuò)動(dòng)。

4.2.3.2焊縫質(zhì)量

焊工持證上崗，每10個(gè)接頭取1組試件做拉伸試驗(yàn)。焊縫表面用放大鏡檢查，發(fā)現(xiàn)咬邊深度＞0.5mm時(shí)打磨補(bǔ)焊。

4.3噴射混凝土質(zhì)量控制

4.3.1配合比驗(yàn)證

4.3.1.1原材料檢測(cè)

每車砂石料過篩，含泥量控制在3%以內(nèi)。水泥出廠超3個(gè)月時(shí)重新檢測(cè)安定性。

4.3.1.2試塊制作

每班次制作3組試塊（100mm立方體），標(biāo)養(yǎng)28天后測(cè)試抗壓強(qiáng)度，合格值≥25MPa。

4.3.2噴射工藝控制

4.3.2.1分層噴射

Ⅴ級(jí)圍巖段先噴4cm封閉層，間隔2小時(shí)后再噴5cm至設(shè)計(jì)厚度。噴頭呈螺旋移動(dòng)，避免漏噴。

4.3.2.2回彈率控制

優(yōu)化噴射角度（90°±15°），控制風(fēng)壓（0.4MPa），回彈率控制在15%以內(nèi)。

4.3.3養(yǎng)護(hù)與檢測(cè)

4.3.3.1養(yǎng)護(hù)措施

噴射后2小時(shí)開始灑水養(yǎng)護(hù)，前3天每2小時(shí)一次，之后每天3次，持續(xù)7天。冬季覆蓋保溫棉。

4.3.3.2厚度檢測(cè)

每隔5m鉆孔檢測(cè)厚度，點(diǎn)數(shù)不少于5個(gè)，最小值≥設(shè)計(jì)厚度90%。

4.4安全風(fēng)險(xiǎn)管控

4.4.1作業(yè)環(huán)境安全

4.4.1.1通風(fēng)保障

風(fēng)機(jī)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)速控制在0.15m/s以上。每班次檢測(cè)CO濃度，超過24ppm時(shí)立即停工。

4.4.1.2照明管理

作業(yè)面采用36V安全電壓照明，燈具間距不超過10m。電纜線用絕緣掛鉤固定，避免碾壓。

4.4.2吊裝安全措施

4.4.2.1吊具檢查

每班使用前檢查吊裝帶無斷絲，電動(dòng)葫蘆制動(dòng)靈敏。起吊時(shí)下方5m內(nèi)禁止站人。

4.4.2.2信號(hào)指揮

吊裝作業(yè)設(shè)專職信號(hào)員，使用對(duì)講機(jī)統(tǒng)一指揮。Ⅴ級(jí)圍巖段增加1名安全員旁站。

4.4.3圍巖變形監(jiān)測(cè)

4.4.3.1測(cè)點(diǎn)布設(shè)

在鋼支撐拱頂、墻腳布設(shè)收斂測(cè)點(diǎn)，每榀鋼支撐安裝后立即讀取初始值。

4.4.3.2數(shù)據(jù)預(yù)警

日變形量超過5mm時(shí)加密監(jiān)測(cè)頻率（每2小時(shí)一次），連續(xù)3天超限啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

4.5應(yīng)急處置機(jī)制

4.5.1坍塌應(yīng)急響應(yīng)

4.5.1.1預(yù)警信號(hào)

監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)鋼支撐變形速率＞2mm/h時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人立即發(fā)出撤離警報(bào)。

4.5.1.2處置流程

人員撤至安全區(qū)后，用砂袋堆疊臨時(shí)支撐，同步聯(lián)系設(shè)計(jì)院制定加固方案。

4.5.2設(shè)備故障處理

4.5.2.1停電預(yù)案

突發(fā)停電時(shí)，啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)（30秒內(nèi)切換）。噴射混凝土設(shè)備配備手動(dòng)操作裝置。

4.5.2.2機(jī)械故障

電動(dòng)葫蘆故障時(shí)，改用3t手動(dòng)葫蘆吊裝。設(shè)備員現(xiàn)場(chǎng)備足易損配件。

4.5.3人員傷害救護(hù)

4.5.3.1現(xiàn)場(chǎng)急救

作業(yè)點(diǎn)配備急救箱，止血帶、夾板等物資每月檢查有效期。

4.5.3.2救援通道

隧道內(nèi)設(shè)置逃生指示牌，每50m設(shè)一處應(yīng)急照明燈，確保30分鐘內(nèi)撤離至洞外。

五、監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析

5.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容設(shè)計(jì)

5.1.1圍巖變形監(jiān)測(cè)

5.1.1.1收斂測(cè)量

在隧道邊墻同一斷面布設(shè)3對(duì)收斂測(cè)點(diǎn)，間距5m。使用收斂儀每日測(cè)量兩次，記錄隧道直徑變化值。Ⅳ級(jí)圍巖段允許日變形量3mm，Ⅴ級(jí)圍巖段控制在2mm以內(nèi)。

5.1.1.2沉降觀測(cè)

拱頂和仰拱各設(shè)置5個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，使用精密水準(zhǔn)儀按二等水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。每周匯總數(shù)據(jù)，繪制沉降時(shí)態(tài)曲線，分析變形趨勢(shì)。

5.1.2鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)

5.1.2.1軸向力檢測(cè)

在鋼支撐拱頂、拱腰、墻腳位置粘貼振弦式應(yīng)變計(jì)，通過頻率計(jì)讀取應(yīng)變值，換算為軸向力。每榀鋼支撐布設(shè)4個(gè)測(cè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集間隔4小時(shí)。

5.1.2.2彎矩測(cè)量

在鋼支撐翼緣表面安裝應(yīng)變花，采用全橋測(cè)量方式計(jì)算彎矩值。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)Ⅴ級(jí)圍巖段鋼支撐，彎矩超過設(shè)計(jì)值80%時(shí)啟動(dòng)預(yù)警。

5.1.3地下水監(jiān)測(cè)

5.1.3.1水位觀測(cè)

在隧道兩側(cè)邊墻埋設(shè)水位管，使用水位計(jì)測(cè)量地下水位變化。雨季加密監(jiān)測(cè)頻次，每日3次。

5.1.3.2流量統(tǒng)計(jì)

在隧道底部設(shè)置三角量水堰，每日記錄涌水量。當(dāng)流量突增50%時(shí)，檢查鋼支撐基底是否出現(xiàn)滲流通道。

5.2監(jiān)測(cè)實(shí)施方法

5.2.1測(cè)點(diǎn)布置原則

5.2.1.1關(guān)鍵部位覆蓋

在Ⅴ級(jí)圍巖段每10m布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，Ⅳ級(jí)圍巖段每20m布設(shè)一個(gè)。每個(gè)斷面包括拱頂、左右拱腰、左右墻腳共5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

5.2.1.2動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制

當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，在異常位置前后5m范圍內(nèi)增設(shè)臨時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，加密采集頻率至每小時(shí)1次。

5.2.2數(shù)據(jù)采集流程

5.2.2.1自動(dòng)化采集

部署無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)圍巖變形和鋼支撐應(yīng)力數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。數(shù)據(jù)通過4G模塊傳輸至云端平臺(tái)，存儲(chǔ)周期不少于6個(gè)月。

5.2.2.2人工復(fù)核

每周由測(cè)量組進(jìn)行人工復(fù)核測(cè)量，使用全站儀掃描鋼支撐變形情況，與自動(dòng)采集數(shù)據(jù)比對(duì)，誤差超過2%時(shí)校準(zhǔn)設(shè)備。

5.2.3精度控制措施

5.2.3.1儀器校準(zhǔn)

收斂儀每月用標(biāo)準(zhǔn)尺校準(zhǔn)1次，應(yīng)變計(jì)每季度進(jìn)行溫度補(bǔ)償試驗(yàn)。監(jiān)測(cè)設(shè)備建立臺(tái)賬，記錄校準(zhǔn)日期和修正系數(shù)。

5.2.3.2環(huán)境影響消除

在溫度變化劇烈時(shí)段（如晝夜溫差＞10℃），暫停數(shù)據(jù)采集或進(jìn)行溫度修正。地下水監(jiān)測(cè)避開爆破作業(yè)后2小時(shí)，避免震動(dòng)干擾。

5.3數(shù)據(jù)分析技術(shù)

5.3.1時(shí)態(tài)曲線繪制

5.3.1.1單項(xiàng)指標(biāo)分析

將每日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel，繪制沉降量-時(shí)間曲線、應(yīng)力-時(shí)間曲線。標(biāo)注異常拐點(diǎn)，分析是否與施工擾動(dòng)相關(guān)。

5.3.1.2多指標(biāo)關(guān)聯(lián)分析

建立圍巖變形、鋼支撐應(yīng)力、地下水位的綜合分析圖表，尋找三者變化的相關(guān)性。例如，當(dāng)水位下降伴隨應(yīng)力增大時(shí)，判斷為圍巖松動(dòng)。

5.3.2預(yù)測(cè)模型應(yīng)用

5.3.2.1回歸分析

采用最小二乘法擬合變形速率曲線，預(yù)測(cè)未來7天變形趨勢(shì)。當(dāng)預(yù)測(cè)值達(dá)到預(yù)警閾值時(shí)，提前采取加固措施。

5.3.2.2機(jī)器學(xué)習(xí)輔助

基于歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸入當(dāng)前變形速率、應(yīng)力增量等參數(shù)，輸出3天內(nèi)的變形概率。模型每月更新1次。

5.3.3工程類比驗(yàn)證

5.3.3.1同類工程對(duì)比

收集類似地質(zhì)條件下隧道的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比本工程變形特征。若本工程變形速率超過同類工程均值20%，分析地質(zhì)差異原因。

5.3.3.2設(shè)計(jì)值校核

將實(shí)測(cè)最大應(yīng)力值與設(shè)計(jì)承載力對(duì)比，安全系數(shù)低于1.5時(shí)，聯(lián)合設(shè)計(jì)院復(fù)核支護(hù)參數(shù)，必要時(shí)增設(shè)臨時(shí)支撐。

5.4預(yù)警機(jī)制建立

5.4.1預(yù)警分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

5.4.1.1黃色預(yù)警

單日變形量達(dá)到閾值80%或應(yīng)力增速超過10%時(shí)觸發(fā)。監(jiān)測(cè)組加密監(jiān)測(cè)頻次至每2小時(shí)1次，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員24小時(shí)值班。

5.4.1.2橙色預(yù)警

連續(xù)2天變形量超閾值或出現(xiàn)裂縫時(shí)觸發(fā)。項(xiàng)目經(jīng)理組織專家會(huì)診，制定加固方案，暫停該區(qū)域后續(xù)開挖作業(yè)。

5.4.1.3紅色預(yù)警

變形速率突增或鋼支撐出現(xiàn)明顯變形時(shí)觸發(fā)。立即啟動(dòng)人員撤離程序，封閉作業(yè)區(qū)域，上報(bào)監(jiān)理單位和建設(shè)單位。

5.4.2響應(yīng)流程設(shè)計(jì)

5.4.2.1信息傳遞

預(yù)警信息通過短信平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)廣播系統(tǒng)同步發(fā)布，明確預(yù)警等級(jí)、位置和處置要求。技術(shù)負(fù)責(zé)人接到預(yù)警后30分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

5.4.2.2處置措施

黃色預(yù)警：增加鋼支撐縱向連接，縮小連接間距；橙色預(yù)警：增設(shè)臨時(shí)鋼支撐，注入水泥漿加固；紅色預(yù)警：?jiǎn)?dòng)應(yīng)急預(yù)案，人員撤至安全區(qū)。

5.4.3預(yù)警解除條件

5.4.3.1數(shù)據(jù)穩(wěn)定判定

連續(xù)3天變形量降至閾值50%以下且無增大趨勢(shì)時(shí)，由監(jiān)測(cè)組出具穩(wěn)定報(bào)告，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)后解除預(yù)警。

5.4.3.2加固效果驗(yàn)證

實(shí)施加固措施后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回歸正常范圍，且持續(xù)穩(wěn)定48小時(shí)，方可恢復(fù)施工。

5.5數(shù)據(jù)應(yīng)用管理

5.5.1施工反饋機(jī)制

5.5.1.1支護(hù)參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整鋼支撐安裝間距。例如，當(dāng)某段圍巖變形持續(xù)增大時(shí)，將原設(shè)計(jì)間距0.8m縮小至0.6m。

5.5.1.2開挖進(jìn)度調(diào)整

在Ⅴ級(jí)圍巖段，若監(jiān)測(cè)顯示圍巖變形速率超標(biāo)，將開挖進(jìn)尺由2m/循環(huán)調(diào)整為1.5m/循環(huán)，增加支護(hù)密度。

5.5.2質(zhì)量追溯體系

5.5.2.1數(shù)據(jù)檔案建立

為每榀鋼支撐建立電子檔案，記錄安裝日期、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)警記錄及處理措施。檔案保存至工程竣工驗(yàn)收后3年。

5.5.2.2責(zé)任追溯

當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回溯分析，明確是安裝偏差還是材料問題，追究相關(guān)責(zé)任人。

5.5.3經(jīng)驗(yàn)總結(jié)推廣

5.5.3.1專題分析會(huì)

每月召開監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析會(huì)，總結(jié)變形規(guī)律，形成《監(jiān)測(cè)分析報(bào)告》，提交給設(shè)計(jì)單位作為后續(xù)工程參考。

5.5.3.2技術(shù)改進(jìn)建議

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋，建議研發(fā)新型鋼支撐連接節(jié)點(diǎn)，提高抗變形能力；優(yōu)化監(jiān)測(cè)傳感器布置方案，提升數(shù)據(jù)采集效率。

六、效益分析與持續(xù)改進(jìn)

6.1經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

6.1.1直接成本節(jié)約

6.1.1.1材料利用率提升

通過優(yōu)化鋼支撐分節(jié)設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度由6m縮短至4m，減少切割損耗率8%。法蘭盤螺栓連接替代傳統(tǒng)焊接，節(jié)約焊材成本12萬元/項(xiàng)目。

6.1.1.2人工效率提高

采用模塊化安裝工藝，單榀鋼支撐安裝時(shí)間從120分鐘縮短至75分鐘，人工成本降低25%。引入電動(dòng)葫蘆吊裝，減少3名起重工配置。

6.1.2間接成本優(yōu)化

6.1.2.1返工率下降

實(shí)施精細(xì)化測(cè)量控制后，鋼支撐安裝一