隧洞口高邊坡腳手架施工應(yīng)用

周建鋒

摘要：在建筑工程施工中，通常要進(jìn)行腳手架施工。腳手架廣泛應(yīng)用在樓房建筑施工、市政施工等項目，但在輸水隧洞施工項目中，在隧洞的出口開挖前，通常要進(jìn)行鎖口作業(yè)，而這時的邊坡較高、邊坡坡面的巖石較為破碎，對腳手架的固定和施工要求較高。文章通過在蘭州市水源地作業(yè)工地開挖輸水隧洞洞口過程中的腳手架成功應(yīng)用實例進(jìn)行了總結(jié)和推廣。

關(guān)鍵詞：建筑工程；輸水隧道；腳手架；鎖口作業(yè)；邊坡破碎安全 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU745 文章編號：1009-2374（2016）22-0112-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.055

1 施工概述

輸水隧洞出口開挖前通常需要對邊坡、洞臉進(jìn)行系統(tǒng)錨桿（鎖口錨筋樁）、掛網(wǎng)噴混凝土形式進(jìn)行支護(hù)及鎖口支護(hù)。其中，出口邊坡系統(tǒng)錨桿為Φ25，L=3.0m，外露0.1m，間排距3m×3m梅花型布置；馬道鎖腳錨桿為兩排Φ25，L=4.5m，間排距2m×2m。鋼筋網(wǎng)為φ6.5@15cm×15cm噴15cm混凝土。鎖口支護(hù)采取3Φ25錨樁，L=9.0m，外露0.3m。距隧洞開挖輪廓1.0m環(huán)形布置，間排距2.0m，梅花形布置。鑒于輸水洞出口邊坡坡面巖石破碎，錨桿和錨筋樁施工需搭設(shè)腳手架。為規(guī)范腳手架搭設(shè)，保證搭設(shè)的腳手架及相關(guān)防護(hù)設(shè)施滿足承載和安全使用的要求，對輸水隧洞出口邊坡支護(hù)所需的腳手架工程進(jìn)行方案設(shè)計。

本次腳手架工程設(shè)計為輸水隧洞出口邊坡支護(hù)排架設(shè)計方案，輸水隧洞其他部位腳手架搭設(shè)可參照本設(shè)計。

2 施工方案

2.1 具體方案

輸水隧洞邊坡錨桿、錨筋樁支護(hù)開挖高度為18.44m，鎖口錨筋樁距開挖設(shè)計邊線為1.0m，防護(hù)欄高度為1.5m，排架最終高度應(yīng)大于18.44m，擬腳手架搭設(shè)高度為19.94m。

采用的腳手架管外徑為48×3.5mm標(biāo)準(zhǔn)腳手架管。

按照通用做法，桿縱向間距定為1.5m，橫向間距為1.8m，水平桿間距為1.5m。雙排貼坡布置，距離巖石坡面30cm。搭設(shè)完成后，在作業(yè)層鋪設(shè)5cm厚的馬道板，并進(jìn)行牢靠綁扎。外圍設(shè)置一層安全防護(hù)網(wǎng)。

2.2 結(jié)構(gòu)驗算

相關(guān)計算參數(shù)：立桿截面積A=489mm2，立桿的截面抵抗矩W=5.00×103mm3，立桿回轉(zhuǎn)半i=15.8mm。鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fc=0.205kN/mm2，連結(jié)坡面錨筋橫距l(xiāng)w=4.5m，連結(jié)坡面錨筋豎距l(xiāng)w=3.0m。

2.2.1 荷載計算。

恒載的標(biāo)準(zhǔn)值Gk：

Gk=Hi×（gk1+gk3）+n1×la×gk2

查建筑施工手冊，gk1=0.1451kN/mm2，gk2=0.2250kN/mm2，gk3=0.0904kN/mm2。當(dāng)Hi=20m時，

則有：

Gk=18×（0.1451+0.0904）+1.5×0.2250×2=4.914kN

2.2.2 活載的標(biāo)準(zhǔn)值。

Qk=n1×la×qk

查建筑施工手冊，取施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2，得qk=2.25kN，則有：

Qk=2×1.5×2.25=6.75kN

2.2.3 風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值Wk。

wk=0.7×μs×μz×wo

查建筑施工手冊表5-6得，μs=1.3φ（按背靠建筑物為敞開情況計），參考《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表6.2.1中查得，μz=0.80（離地面5m）和μz=1.72（離地面10m）。

wk=0.7×0.814×0.80（或1.72）×0.7=0.32（或0.68）kN/m2

2.2.4 腳手架整體穩(wěn)定驗算。

第一，確定材料強(qiáng)度附加分項系數(shù)γm′，因組合風(fēng)荷載，取γm=1.5607。

第二，計算軸心力設(shè)計值：N′=1.2（NGK+NQK）。

因腳手架為順坡面方向搭設(shè)，作用在豎桿上的壓力可分解為水平分力和沿豎桿方向的分力，為簡化計算和增加保證系數(shù)，不作分解，直接進(jìn)行壓力累加和計算。

驗算底部截面：N′=1.2×（4.914+6.75）=13.997kN

第三，計算風(fēng)荷載彎距Mw：Mw=0.12×qwk×h2，式中qwk即Wk，h為步距，則驗算底部截面：Mw=0.12×0.32×1.52=0.0864kN·m=86.4kN·mm

第四，確定穩(wěn)定系數(shù)φ：

查建筑施工手冊表5-20（插值法）得：

μ=1.85，λ=（μh）/i=（1.85×1.5）/0.0158=175，由表5-22查得φ=0.235

第五，驗算穩(wěn)定：

N′/（φA）+Mw/W≤fc/（0.9×γm′）

將fc和γm′的值代入上式，得到：N′/（φ×A）+Mw/W≤0.1459kN/m2

將以上4種驗算情況的數(shù)值分別代入上式，值為0.1388kN/m2≤0.1459kN/m2，合格。

3 施工要求

3.1 腳手架配件要求

3.1.1 腳手架桿件。架子管切口應(yīng)平整，禁止使用有變形、裂紋和銹蝕嚴(yán)重的架子管。

3.1.2 扣件要求。腳手架連接件是安全保證的關(guān)鍵，應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)件，嚴(yán)禁使用不合格、有銹蝕和有裂紋產(chǎn)品。

3.1.3 腳手板。馬道板厚度采用5cm、材質(zhì)采用杉木或松木板，板寬約30cm，使用鍍鋅鐵絲綁扎。

3.1.4 安全防護(hù)網(wǎng)。安全防護(hù)網(wǎng)必須達(dá)到的《安全網(wǎng)》（GB 135725-85）的要求，取得生產(chǎn)許可證、合格證，并經(jīng)國家和省勞動防護(hù)用品技術(shù)檢驗部門檢驗。

3.2 腳手架基礎(chǔ)

腳手架基礎(chǔ)要求牢固，底部適當(dāng)增加方木、墊塊、鋼板等材料墊塊，確保接觸面積不小于0.15m2。

3.3 架管的搭設(shè)

嚴(yán)格進(jìn)行技術(shù)交底，在統(tǒng)一指揮下，按照預(yù)先編制的方案程序進(jìn)行。

3.3.1 測量放線、鋪設(shè)墊塊，確定立桿位置。

3.3.2 應(yīng)從一端開始，向另外一端延伸搭設(shè)。

3.3.3 依次搭起立桿，掃地桿、立桿、橫桿，并連接牢固，并按照此方法繼續(xù)向上搭設(shè)。

3.3.4 腳手架每2步3跨，設(shè)置一與巖石面連結(jié)點，連結(jié)點采用Φ25、L=3.0m插筋，并與短平桿焊接牢固。

3.4 安全網(wǎng)安裝

安全網(wǎng)應(yīng)隨腳手架升高而升高，安全網(wǎng)要有力張開，確保有效安全，安全網(wǎng)安裝完成后應(yīng)定期對其進(jìn)行檢查和更換。

4 檢查、驗收

（1）腳手架節(jié)點連接有效、可靠，扣件螺栓預(yù)緊力扭矩達(dá)到40～60N·m；（2）立桿垂直度應(yīng)小于3mm/m，總高度范圍內(nèi)垂直度偏差不大于50mm；（3）平桿的水平偏差應(yīng)小于4mm/m，總長范圍內(nèi)偏差不大于50mm。

5 腳手架的使用

（1）架面上實用的荷載不得超過3kN/m2；（2）施工過程中，嚴(yán)禁隨意拆除腳手架的基本構(gòu)件，整體性桿件、連接緊固構(gòu)件；（3）在腳手架上施工時，應(yīng)注意安全保護(hù)和人員安全，嚴(yán)禁嬉戲、打鬧、休息。在腳手架上的作業(yè)人員，必須系好安全帶、穿軟底鞋、戴安全帽，不準(zhǔn)穿塑料鞋底或帶釘子的硬底鞋，規(guī)范使用勞動防護(hù)用品；（4）在作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)有不安全現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止作業(yè)，并通知所有架上施工人員撤離，安全隱患解決以后才能恢復(fù)正常作業(yè)；（5）在任何情況下，嚴(yán)禁從腳手架上向下拋擲材料物品和石塊。

6 腳手架拆除

拆架子前，必須對相鄰的電氣設(shè)備和其他管、線路、機(jī)構(gòu)設(shè)備等進(jìn)行保護(hù)。

腳手架拆除時，應(yīng)按確定的拆除程序進(jìn)行，按順序自上而下的進(jìn)行，嚴(yán)禁上下層同時拆除或自下而上的進(jìn)行；拆除腳手架大橫桿、剪刀撐，應(yīng)先拆中間扣，再拆兩端扣，由中間操作人往下傳遞。對已松開過的桿件，應(yīng)及時拆除運走，避免作業(yè)人員因誤扶或者誤靠，造成安全事故。

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（責(zé)任編輯：小 燕）