隧洞口高邊坡腳手架施工應用

周建鋒

摘要：在建筑工程施工中，通常要進行腳手架施工。腳手架廣泛應用在樓房建筑施工、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，通常要進行鎖口作業，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工地開挖輸水隧洞洞口過程中的腳手架成功應用實例進行了總結和推廣。

關鍵詞：建筑工程；輸水隧道；腳手架；鎖口作業；邊坡破碎安全 文獻標識碼：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、洞臉進行系統錨桿（鎖口錨筋樁）、掛網噴混凝土形式進行支護及鎖口支護。其中，出口邊坡系統錨桿為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。鋼筋網為φ6.5@15cm×15cm噴15cm混凝土。鎖口支護采取3Φ25錨樁，L=9.0m，外露0.3m。距隧洞開挖輪廓1.0m環形布置，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腳手架。為規范腳手架搭設，保證搭設的腳手架及相關防護設施滿足承載和安全使用的要求，對輸水隧洞出口邊坡支護所需的腳手架工程進行方案設計。

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

2 施工方案

2.1 具體方案

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

采用的腳手架管外徑為48×3.5mm標準腳手架管。

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。搭設完成后，在作業層鋪設5cm厚的馬道板，并進行牢靠綁扎。外圍設置一層安全防護網。

2.2 結構驗算

相關計算參數：立桿截面積A=489mm2，立桿的截面抵抗矩W=5.00×103mm3，立桿回轉半i=15.8mm。鋼材抗壓強度設計值fc=0.205kN/mm2，連結坡面錨筋橫距lw=4.5m，連結坡面錨筋豎距lw=3.0m。

2.2.1 荷載計算。

恒載的標準值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 活載的標準值。

Qk=n1×la×qk

查建筑施工手冊，取施工荷載標準值為3kN/m2，得qk=2.25kN，則有：

Qk=2×1.5×2.25=6.75kN

2.2.3 風荷載的標準值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《建筑結構荷載規范》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 腳手架整體穩定驗算。

第一，確定材料強度附加分項系數γm′，因組合風荷載，取γm=1.5607。

第二，計算軸心力設計值：N′=1.2（NGK+NQK）。

因腳手架為順坡面方向搭設，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，不作分解，直接進行壓力累加和計算。

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，確定穩定系數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。架子管切口應平整，禁止使用有變形、裂紋和銹蝕嚴重的架子管。

3.1.2 扣件要求。腳手架連接件是安全保證的關鍵，應使用標準件，嚴禁使用不合格、有銹蝕和有裂紋產品。

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

3.1.4 安全防護網。安全防護網必須達到的《安全網》（GB 135725-85）的要求，取得生產許可證、合格證，并經國家和省勞動防護用品技術檢驗部門檢驗。

3.2 腳手架基礎

腳手架基礎要求牢固，底部適當增加方木、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

嚴格進行技術交底，在統一指揮下，按照預先編制的方案程序進行。

3.3.1 測量放線、鋪設墊塊，確定立桿位置。

3.3.2 應從一端開始，向另外一端延伸搭設。

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

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

3.4 安全網安裝

安全網應隨腳手架升高而升高，安全網要有力張開，確保有效安全，安全網安裝完成后應定期對其進行檢查和更換。

4 檢查、驗收

（1）腳手架節點連接有效、可靠，扣件螺栓預緊力扭矩達到40～60N·m；（2）立桿垂直度應小于3mm/m，總高度范圍內垂直度偏差不大于50mm；（3）平桿的水平偏差應小于4mm/m，總長范圍內偏差不大于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，嚴禁隨意拆除腳手架的基本構件，整體性桿件、連接緊固構件；（3）在腳手架上施工時，應注意安全保護和人員安全，嚴禁嬉戲、打鬧、休息。在腳手架上的作業人員，必須系好安全帶、穿軟底鞋、戴安全帽，不準穿塑料鞋底或帶釘子的硬底鞋，規范使用勞動防護用品；（4）在作業過程中發現有不安全現象時，應立即停止作業，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正常作業；（5）在任何情況下，嚴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備和其他管、線路、機構設備等進行保護。

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

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）