關(guān)于隧道拱架連接板定位器技術(shù)研究

李虎虎

摘 要：通過黃家?guī)X隧道拱架加工成立了鋼構(gòu)件加工場，集中加工隧道拱架。拱架集中加工過程中，發(fā)現(xiàn)拱架連接板難以定位，容易產(chǎn)生拱架各單元連接時(shí)螺栓孔位偏差，導(dǎo)致隧道支護(hù)質(zhì)量下降。設(shè)計(jì)開發(fā)了拱架連接板定位器，大大提高了連接板螺栓孔位精度，滿足施工質(zhì)量要求，通過現(xiàn)場實(shí)踐、總結(jié)形成了本論文。

關(guān)鍵詞：型鋼拱架；黃家?guī)X隧道；拱架連接板

1 概述

傳統(tǒng)的隧道拱架加工是在隧道口設(shè)立小型加工場現(xiàn)場加工，施工質(zhì)量難以控制，為適應(yīng)客運(yùn)專線工程質(zhì)量要求，簡化施工工序，加快施工進(jìn)度，保證拱架結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，節(jié)約工程成本，指揮部成立了鋼構(gòu)件加工場，集中加工隧道拱架。拱架集中加工過程中，發(fā)現(xiàn)拱架連接板難以定位，容易產(chǎn)生拱架各單元連接時(shí)螺栓孔位偏差，導(dǎo)致隧道支護(hù)質(zhì)量下降。設(shè)計(jì)開發(fā)了拱架連接板定位器，大大提高了連接板螺栓孔位精度，滿足施工質(zhì)量要求，通過現(xiàn)場實(shí)踐、總結(jié)形成了本施工方法。

2 工程概況

黃家?guī)X隧道正洞長5881m，明洞29m，地面高程1765～2210m，最大埋深403m，Ⅴ圍巖段長度為545m，采用全環(huán)I16型鋼鋼架支護(hù)，間距為0.8m，共682榀；Ⅳ圍巖段長度為931m，采用拱部四肢格柵支護(hù)，間距為1.2m，共776榀；Ⅳ圍巖段長度為4376m，采用拱部三肢格柵支護(hù)，間距為1.5m，共2918榀。

3 鋼拱架加工的連接板技術(shù)特點(diǎn)

1）連接板定位快速且精準(zhǔn)。

2）定位器制作簡易、成本低。

3）一種型號的定位器對應(yīng)一種連接板，避免了不熟練工人用錯(cuò)連接板的情況，提高拱架加工質(zhì)量。

4） 焊接連接板的同時(shí)檢驗(yàn)了連接板的孔距尺寸。

4 應(yīng)用范圍、價(jià)值

本工法對隧道拱架連接板的定位施工具有普遍適用性。

5 工藝原理

預(yù)先加工拱架連接板定位器，將連接板定位器置放在彎制好的拱架半成品上，將按設(shè)計(jì)要求鉆好孔的連接板與固定在定位器上的螺栓套接，在預(yù)留的點(diǎn)焊位置將連接板與拱架半成品點(diǎn)焊定位，取下定位器，按設(shè)計(jì)要求將連接板與拱架半成品焊接穩(wěn)固，進(jìn)入下一施工循環(huán)。

6 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

6.1 施工工藝流程

施工過程包含如下操作：設(shè)計(jì)、制作定位器，拱架半成品彎制，拱架半成品與定位器定位，定位器與連接板定位，點(diǎn)焊定位連接板，取下定位器，焊接連接板及加勁角鋼，進(jìn)入下一施工循環(huán)。施工工藝流程為：定位器設(shè)計(jì)制作——拱架半成品彎制——拱架半成品與定位器定位——定位器與連接鋼板定位——點(diǎn)焊定位連接板——取下定位器——檢查安裝質(zhì)量（不合格，調(diào)整）——焊接連接板及加勁角鋼——下循環(huán)施工。

6.2 連接板定位器制作要點(diǎn)

1）根據(jù)不同規(guī)格型號工字鋼腿寬確定定位器內(nèi)寬，使用10mm厚的鋼板及∠63×40×5角鋼焊接成型。定位器內(nèi)寬比不同規(guī)格型號工字鋼腿寬1mm，便于定位器裝卸于工字鋼上。

2）根據(jù)不同型號的拱架，按照設(shè)計(jì)上連接板的尺寸大小及開孔位置、孔徑，用尺子在鋼板上量取確定鉆孔中心點(diǎn)，用粉筆畫出鉆孔中心點(diǎn)，在鋼板上鉆孔，按不同型鋼型號的設(shè)計(jì)要求，然后安裝螺栓。

3）對孔位進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行打磨修整，安裝把手。

4）對孔位尺寸、質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后，進(jìn)行打磨修整，安裝把手。

7 拱架半成品彎制

加工時(shí)，將一端與彎曲模具的一端對齊，緩緩進(jìn)行彎曲，彎曲后測量工字鋼的水平度及弧度，如發(fā)現(xiàn)工字鋼彎曲超標(biāo)，則及時(shí)糾偏，直到彎曲至所要求的弧度。

8 拱架半成品與定位器定位

將已加工好的定位器放入已加工好的彎制鋼架上。

9 定位器與連接板定位

將連接板上已鉆好的孔裝到定位器上。

10 點(diǎn)焊定位連接板

將連接板與鋼架焊接牢固。

11 焊接連接板及加勁角鋼

將連接板與彎制件焊接牢固后，用角鋼與連接板、彎制件焊接。

12 型鋼拱架的檢測

拱架各單元加工完成試拼合格后，由技術(shù)員檢測拱架弧長，弦長，連接孔位能順暢對上。檢驗(yàn)合格后貼上合格標(biāo)簽，進(jìn)行分類存放。

13 焊接質(zhì)量控制

鋼架與連接板處用角鋼焊接，焊縫寬度hf、高度hw要求為10mm，焊條要求為J422，焊縫要求滿焊，鋼架加工的焊接無假焊，焊縫表面無裂紋、無焊瘤等缺陷。

14 現(xiàn)場施工要點(diǎn)

1）定位前先將拱架半成品與連接板連接部位整修平整。2）用兩側(cè)的螺栓將定位器固定彎制好的拱架上，連接板與定位器上的螺栓套接好后，點(diǎn)焊定位，保證連接板的穩(wěn)定。3）點(diǎn)焊定位后，取出定位器，按設(shè)計(jì)要求將連接板焊接穩(wěn)固。

15 結(jié)束語

應(yīng)用效果：該鋼構(gòu)件加工場采用連接板定位器前，連接板焊接速度慢，且拱架成品合格率低，造成大量返工，有鑒于此設(shè)計(jì)創(chuàng)新了拱架連接板定位器，經(jīng)現(xiàn)場檢驗(yàn)，施工快捷，拱架成品質(zhì)量大幅度提高，從質(zhì)量、工期、成本、文明施工等方面均取得了良好效果。中鐵二十局滬昆客專貴州段工程指揮部首先組織了本標(biāo)段的施工單位進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)及總結(jié)推廣。滬昆公司領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場檢查指導(dǎo)工作時(shí)，對連接板定位器的使用也給予好評并提出寶貴的意見，本工法的成功開發(fā)與運(yùn)用，取得了良好的社會(huì)聲譽(yù)。

參考文獻(xiàn)：

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