引水隧洞钢拱架施工技术及质量控制要点_刘春宏.pdf

64 STONE 2 0 2 3 No.2施工技术引水隧洞钢拱架施工技术及质量控制要点刘春宏（中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西 西安 7 10 0 2 4）摘 要：近年来随着标准化施工水平及施工管理人员质量意识的提高，水利水电工程的施工质量也不断提高。本文通过从阐述钢拱架加工及安装技术两方面对钢拱架施工技术及质量控制要点总结，解决现场钢拱架施工的质量问题及常见问题，用于指导引水隧洞钢拱架支护作业。关键词：引水隧洞；钢拱架；质量控制1 施工准备1.1 场地建设按照标准化要求建设钢拱架加工厂，加工厂实行封闭化管理模式，集中加工、分散运输、统筹管理，从根本上控制钢拱架加工质量，降低人员和机械设备的投入，节约材料，从而降低总成本。加工厂原材料存放区、半成品存放区、成品存放区、废料堆放区、加工区和试拼区需合理布置，电力设施严格按照施工用电规范布设。加工厂试拼区要求用混凝土硬化一块平整的且面积不小于一榀钢拱架的试拼台，并严格按照设计钢拱架的尺寸画出加工大样图以便于钢拱架试拼。钢拱架加工厂安装保安监控系统，减小安全人员成本投入，有效预防材料丢失和被盗。1.2 人员及设备拱架加工人员主要有专业电焊工和熟练的辅助工。常用设备主要有冷弯机、切割机、台钻、电焊机等。主要设备配置见表1。一般情况，2个作业面配备1套由1台冷弯机、3台电焊机、2台切割机和1台台钻组成的钢拱架加工设备；每套加工设备配备2名电焊工，3名辅助工；每个作业面配备2名电焊工、6名辅助工进行拱架安装，测量及现场技术人员、质检人员、安全员和带班班长除外。加工厂电焊工必须经培训考核合格后持证上岗，辅助工必须熟悉施工技术操作熟练，冷弯机型号必须和现场工字钢型号相对相应从而杜绝因冷弯机功率不足造成拱架扭曲或无法制弯等问题。表 1 主要设备配置表序号设备型号规格数量1交流电焊机BX 1-50022CO2气体保护焊机NB-500H13等离子切割机LX G-10024冷弯机350/45015摇臂钻Z3211.3 材料钢拱架加工所用的材料主要有工字钢、连接钢板和连接螺栓。工字钢使用国标产品，常见工字钢尺寸规格见表2，验收内容主要有一下几点。（1）工字钢按照理论质量或实际质量交货。（2）工字钢进场时必须有质量证明书，工字钢包装需捆扎成捆且整齐，标识内容完备且清晰。（3）工字钢结构尺寸（高度、腿宽、腰厚）及表面质量符合标准。钢拱架加工其他材料中，连接钢板一般采用15m m厚Q235钢板切割而成；连接螺栓采用半精制M 2070DOI:10.14030/ki.scaa.2023.0084石材2 0 2 3 年2 期 65 石 材S H I C A I施工技术螺栓。钢拱架所用全部材料必须符合设计和相关规范要求。表 2 常见工字钢尺寸规格工字钢型号尺寸（m m）截面面积（c m2）重量（k g/m）高腿长腹厚141408 05.521.516.8 9161608 8626.120.5131818 0946.530.624.14320a200100735.527.92920b200102939.531.06922a2201107.54233.072 钢拱架加工钢拱架加工厂必须具备足够的生产能力，保障现场施工进度，所生产的钢拱架质量必须满足设计和规范要求。2.1 原材料存放加工钢拱架所用的原材料运送至加工厂后按要求妥善存存放，要求不得与有侵蚀性的材料一同堆放；做好原材料防护，防止原材料锈蚀和接触腐蚀造成钢拱架加工质量不合格。2.2 接长及分段工字钢接长时在腹板两侧用钢板帮焊，钢板厚度不得小于1c m 且长度宽度不小于10c m 10c m，同时翼板上下全部接缝焊接牢固，焊接部位必须满焊，不得出现假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。分段按照钢拱架设计图纸要求进行，若无要求则结合工字钢长度进行。2.3 弯曲钢拱架采用冷弯成型。将整条9m 工字钢调入冷弯机，操作油缸顶弯至需要的圆弧，启动电机使工字钢向前运行，测量检查弦长及弧长后将试弯后的分段拱架在试拼台上进行对比试拼，每节及每榀均符合设计要求及规范要求后总结出油缸顶升高度、钢拱架推移速度等加工参数后再连续卷制。冷弯成型后的钢拱架表面不应有气泡、裂纹、折叠、结疤、夹层及分层，但允许有小于厚度10%的轻微凸起、凹坑、压痕、发纹、擦伤等。2.4 连接钢板加工及焊接连接钢板按照设计尺寸进行切割，按设计位置采用台钻进行钻孔，严禁使用气割冲孔。为保证连接钢板孔位精度，同一榀拱架所用连接钢板进行一次性钻孔后按准确连接位置与分段工字钢进行焊接，应做到连接钢板与弯拱法线垂直，直腿与钢板垂直。工字钢与连接钢板结合位置必须满焊，要求焊缝饱满，与工字钢与连接钢板形成整体，保证质量。2.5 试拼加工完成后成的每榀钢拱架在进入作业面之前必须进行试拼，做到半径准确、线形圆顺、长度合格、端头无翘起、拱身无扭曲、连接板密贴。在试拼合格之后对每段拱架进行编号，以保证现场安装顺序正确。对试拼不合格的产品严禁进入现场使用。3 拱架安装3.1 测量放样拱架安装之前由测量班以初喷面或上一榀拱架为基准用相对坐标法对拱架位置、拱脚边线、拱脚高程、起拱高程、拱部120连接钢板位置、拱顶高程等进行测量放样，并以红油漆或水泥钉做好标记。3.2 钢拱架安装使用运输车辆将已检验合格的钢拱架送至作业面后根据测量放样的拱脚边线、拱脚高程先将两侧钢拱架腿安装就位，然后将中间一段由人工协同举起，将相邻连接钢板螺栓孔对齐后安装螺栓，安装螺栓时安排专人控制拱脚，以免发生偏移，再紧固螺栓使连接钢板密贴。依此方法逐步安装其余部位拱架段。钢拱架必须严格按照测量放样数据进行安装，并且必须安装在稳定的基岩面或混凝土垫块上。3.3 检查及调整每榀拱架就位后，按照下表3的实测项目对钢拱架间距、倾斜度、拱脚和拱顶标高、中线偏差等进行复查，并对存在的问题进行调整至各项目均满足设计 66 STONE 2 0 2 3 No.2施工技术和规范要求。其中检查重点是拱架左右两侧是否在同一断面、拱架是否扭曲、连接钢板是否密贴、螺栓是否已紧固等。钢拱架安装实测项目见表3。表 3 钢拱架安装实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频次1安装间距（m m）50尺量，逐榀检查2保护层能厚度（m m）20凿孔检查，每榀取3点3垂直度（）2仪器测量，逐榀检查4安装偏差（m m）横向50尺量，逐榀检查竖向506拼装偏差（m m）3尺量，逐榀检查3.4 锁脚固定及纵向连接钢拱架安装检查且调整符合要求之后，在钢拱架左右两侧拱脚处按照设计要求打设锁脚锚管或锚杆。同时需将其与拱架焊接牢固形成整体，防止发生拱架下沉或拱脚向中线收敛现象。锁脚固定后按标准间距内外侧交叉布置纵向连接筋并全部焊接牢固以纵向形成整体。4 质量控制要点及措施4.1 加工质量控制要点钢拱架加工完成后拼装检查误差要求如下：拼装实际线性与标准线型的误差不得超过3c m；螺栓孔误差不得大于5m m；每榀拱架的平面翘曲误差不得大于2c m。4.2 安装质量控制要点（1）严格按照测量放样数据进行安装。（2）所有焊接部位必须满焊，不得出现假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。（3）钢拱架拱脚必须坐实立于稳固的基岩面上。若拱脚超挖则需将钢拱架立于混凝土垫块上，安装之前必须将拱脚支撑处混凝土垫块上的虚碴清理干净。（4）钢拱架与纵向连接筋、锁脚锚杆、系统锚杆、钢筋网之间全部焊接牢固，钢拱架与喷锚面充分结合形成完整的联合支护体系，整体受力。（5）钢拱架构成的平面必须与隧道中线垂直且倾斜度不大于2；钢拱架任何部位偏离铅垂面不大于5c m。（6）必须将钢拱架与初喷面之间的空隙用混凝土喷射密实。（7）钢拱架内侧喷射混凝土保护层厚度必须满足规范要求，且不得小于2c m。5 结束语通过对钢拱架原材料进场、加工及现场安装等过程的精细化管理，提升钢拱架成品质量和工序施工质量，控制施工成本的同时提高初期支护系统承载力，加快推进施工标准化进程。参 考 文 献1 朱春阳,徐友樟.隧道钢拱架支护的施工要点J.西部探矿工程,2 0 0 9（增刊）.2 刘永平.二氧化碳保护焊在钢拱架焊接中的应用J.铁道建筑技术,2 0 13（1）.3 清江,王悦.隧道初期支护钢拱架安装台架及钢拱架安装方法z .2 0 14.4 王岳国忠.关于隧道施工中钢拱架连接的几点建议J.山东工业技术,2 0 15（2 3）.石材补胶线、建筑装饰用水磨石（修订）两项行业标准将于今年实施根据中华人民共和国工业和信息化部公告2022年第23号公告，包括石材补胶线（JC/T 2668-2022）、建筑装饰用水磨石（修订）（JC/T 507-2022）两项石材标准在内的共计1036项行业标准将于2023年4月1日起实施。这两项标准的推出，对我国的胶粘剂应用和人造石管理将产生了积极的作用，使行业向高质量发展又迈出了重要的一步。（本刊）