隧道拱架连接板定位施工工艺.doc

隧道拱架连接板定位施工工法

中铁二十局集团沪昆客专贵州段工程指挥部
二〇一一年五月十日
隧道拱架连接板定位施工工法
中铁二十局集团第二有限公司 彭宇
1. 前言
传统的隧道拱架加工是在隧道口设立小型加工场现场加工，施工质量难以控制，为适应客运专线工程质量要求，简化施工工序，加快施工进度，保证拱架结构施工质量，节约工程成本，指挥部成立了钢构件加工场，集中加工隧道拱架。拱架集中加工过程中，发现拱架连接板难以定位，容易产生拱架各单元连接时螺栓孔位偏差，导致隧道支护质量下降。设计开发了拱架连接板定位器，大大提高了连接板螺栓孔位精度，满足施工质量要求，通过现场实践、总结形成了本工法。
2. 工法特点
2.1 连接板定位快速且精准。
2.2定位器制作简易、成本低。
2.3一种型号的定位器对应一种连接板，避免了不熟练工人用错连接板的情况，提高拱架加工质量。
2.4焊接连接板的同时检验了连接板的孔距尺寸。
3. 适用范围
本工法对隧道拱架连接板的定位施工具有普遍适用性。
4．工艺原理
预先加工拱架连接板定位器，将连接板定位器置放在弯制好的拱架半成品上，将按设计要求钻好孔的连接板与固定在定位器上的螺栓套接，在预留的点焊位置将连接板与拱架半成品点焊定位，取下定位器，按设计要求将连接板与拱架半成品焊接稳固，进入下一施工循环。
5．施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
施工过程包含如下操作：设计、制作定位器，拱架半成品弯制，拱架半成品与定位器定位，定位器与连接板定位，点焊定位连接板，取下定位器，焊接连接板及加劲角钢，进入下一施工循环。施工工艺流程见图1。
拱架半成品弯制
拱架半成品与定位器定位
定位器与连接钢板定位
点焊定位连接板
取下定位器
焊接连接板及加劲角钢
定位器设计、制作
下循环施工
检查安装质量
合格
调整
不合格

图1 施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1连接板定位器制作要点
1. 根据不同规格型号工字钢腿宽确定定位器内宽，使用10mm厚的钢板及∠63×40×5角钢焊接成型。定位器内宽比工字钢腿宽1mm，便于定位器装卸于工字钢上。
2. 按照设计上连接板开孔位置、孔径在角钢上钻孔，然后安装M20×60（M27×70）螺栓。
3. 对孔位进行检验，检验合格后，进行打磨修整，安装把手。

定位器加工示意图
5.2.2现场施工要点
1. 定位前先将拱架半成品与连接板连接部位整修平整。
2. 用两侧的螺栓将定位器固定弯制好的拱架上，连接板与定位器上的螺栓套接好后，点焊定位，保证连接板的稳定。
3. 点焊定位后，取出定位器，按设计要求将连接板焊接稳固。
5.3 劳动力组织
拱架连接板定位施工劳动力组织见表1。
表1 人员配置及职责分工
序号
人员
人数
工作职责
1
技术人员
1
负责施工技术指导
2
质检工程师
1
负责施工质量控制
3
电焊工
1
连接钢板焊接

合计
4

6. 材料与设备
6.1 材料：
钢板：1360×40×10mm；
6.3/4角钢：2.32m；
M20×60螺栓：8套（适用于I14及I16拱架）;
M27×70螺栓：16套（适用于I18、I20a、I20b及I22a拱架）;
提手：6个。
6.2 主要机械设备配置见表2。
表2 主要机械设备配备表
序号
机械名称

型 号
单位
数量
备 注
1
连接板定位器
自制
副
6

2
电焊机
15Kw
台
1

7. 质量控制
7.1 工程质量控制标准
《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》 TZ214-2005
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》铁建设（2005）160号
《钢结构工程施工验收规范》 GB50205-2001
7.1 工程质量控制措施
1. 定位器内宽尺寸需严格控制，比工字钢腿宽1mm，过大不利于定位，过小不方便施工。
2. 定位器螺栓位置要求与连接板孔位完全吻合。
3. 拱架半成品弯制尺寸要求符合设计要求
4. 定位前将拱架半成品与连接板焊接位置整修平整。
8. 安全措施
施工中，严格遵照隧道拱架加工相关规范、规程关于安全方面的规定，确保施工安全。同时，重点注意以下几点：
8.1施工时必须佩戴防护手套。
8.2焊接时必须佩戴护目镜，以免灼伤眼睛。
8.3 定位器制作过程中丝杆、螺帽的调整应使用扳手等专用工具，严禁赤手操作，以免伤手。
9. 环保措施
施工中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章制度，加强对工程材料、设备、废水、生活和生产垃圾、弃渣的管理和治理，接受相关单位及部门的监督和检查。
10.效益分析
采用拱架连接板定位器与常规施工方法相比，施工质量好、操作简便，减轻了人员劳动强度，可节约工费60%。
表3 经济效益计算表
项 目
计 算 依 据
效益结果
人员劳动强度
按常规施工，需2个人；使用定位器后，需1个人。
劳动强度明显降低
每循环时间
使用前12min，使用后10min。
节约2min
效益分析
每循环工时节省：2人×12min-1人×10min=14min
每循环节省费用：14min×0.25元/min=3.5元
节省率： 1-（1人×10min）÷（2人×12min）×100%=60%
节省工费60%
11. 应用实例
工程项目名称：中铁二十局集团有限公司沪昆客专贵州段黄果树钢构件加工场
建场时期：2011年2月
工程概况：黄果树钢构件加工场位于安顺市黄果树羊湾村，外接贵黄公路，交通便利。场区内设加工车间、小料仓库、机动车停放区、娱乐活动区、办公楼、宿舍楼。现有型钢钢架生产线3条，格栅钢架生产线1条，每日每条生产线可弯制拱架半成品30T，4条生产线每日可生产成品拱架50T。
应用效果：该钢构件加工场采用连接板定位器前，连接板焊接速度慢，且拱架成品合格率低，造成大量返工，有鉴于此设计创新了拱架连接板定位器，经现场检验，施工快捷，拱架成品质量大幅度提高，从质量、工期、成本、文明施工等方面均取得了良好效果。中铁二十局沪昆客专贵州段工程指挥部首先组织了本标段的施工单位进行观摩学习及总结推广。沪昆公司领导现场检查指导工作时，对连接板定位器的使用也给予好评并提出宝贵的意见，本工法的成功开发与运用，取得了良好的社会声誉。

附图一：拱架连接板定位器改进过程
增加定位螺栓
增加提手
增加电焊间隙螺母

附录二：施工过程图片

附图1：钢架半成品与定位器 附图2：定位器与连接板

附图3：钢架半成品与连接板 附图4：点焊定位