淺析懶龍河水庫大壩高邊坡腳手架的搭拆

張　亞，顧仕斌

(1.貴州省水利科學研究院，貴陽 550002；2.貴州水利實業有限公司，貴陽 550002)

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淺析懶龍河水庫大壩高邊坡腳手架的搭拆

張亞1，顧仕斌2

(1.貴州省水利科學研究院，貴陽 550002；2.貴州水利實業有限公司，貴陽 550002)

針對水庫高邊坡治理過程中的腳手架搭拆問題，結合懶龍河水庫實例，敘述了工程高邊坡支架布置，同時對支架受力情況進行驗算，據此總結支架搭設與拆除要點，為水庫大壩高邊坡治理安全提供切實保障。

水庫大壩；高邊坡腳手架；腳手架受力驗算；腳手架搭拆

近幾年，由于邊坡災害逐漸加重，水庫大壩高邊坡治理得到人們的高度關注，工程數量及規模都在不斷增大。在邊坡治理過程中，對于施工安全提出了嚴格要求，所以始終將其作為重點項目看待。高邊坡治理無外乎就是對破碎帶實施整體加固，確保山體可靠穩定，防止失穩坍塌等意外事故的發生。錨噴技術在高邊坡治理工程中較為常用，在其施工中勢必會用到腳手架，而且和普通施工相比，高邊坡腳手架的搭設更為復雜，搭設的穩定性和安全性都是決定工程成敗的關鍵。現圍繞懶龍河水庫大壩，對其高邊坡腳手架搭拆問題進行分析。

1　工程簡介

六枝特區懶龍河水庫壩址位于六枝特區牛場鄉、新場鄉和梭戛鄉的交界處，所屬河流為懶龍河。懶龍河為三岔河的一級支流，水庫壩址位于距懶龍河與三岔河的匯口以上大約750m處，懶龍河水庫供水工程是以工業供水為主，兼有發電的一項綜合性水利工程。工程建成后，P=95%工業供水毛供水量為1976 萬 m3/a，年發電量1 406 萬 kW·h；并下放環境水量2050 萬 m3/a。懶龍河水庫工程壩址以上流域集水面積257.3 km2，多年平均徑流量2.05 億 m3，多年平均流量5.84m3/s。水庫建成后為季節性調節，水庫總庫容為1 305 萬 m3，正常蓄水位為1242m。規模屬中型，工程等別為Ⅲ類等。

工程建設內容由工程建設內容包括：水源工程、供水工程，其中：水源工程建筑物主要包括：大壩(常態混凝土壩拱壩，最大壩高74m)、溢洪道、引水系統(含泵站和電站)、水電站(裝機規模為3 500 kW)等；供水工程建筑物主要包括：泵站、隧洞(長4189.47m)、輸水管道(長8764.05m)等。

2　支架布置

懶龍河水庫大壩高邊坡鋼管滿堂支架采用Q235材質Φ48×3.2mm的普通鋼管，支架搭設步距1.5m，立桿橫、縱向間距1.5m。沿縱向、橫向每3排立桿加一組斜撐，本計算書考慮滿堂支架搭設高度96m。豎向考慮搭設有施工作業平臺，作業平臺上縱向、橫向橫桿進行加密，橫桿上鋪設木板并與橫桿用鐵絲固定，作為施工平臺。

3　支架受力驗算及結果

3.1計算模型

對鋼管支架進行整體建模，使用φ48mm×3.0mm普通鋼管，計算時取φ48mm×2.5mm，材質為Q235鋼材。在計算模型當中，縱向長度取值15m，橫向寬度取值2.5m，高度則需按照96m進行考慮。

運用Midas結構計算軟件為計算分析提供三維空間模型，按照支架的空間整體結構進行建模，包括施工平臺，如圖1所示、鋼管支架，其局部模型如圖2所示，其中受壓面是厚度為2cm的木板，使用板單元，其余部分使用梁單元。注重安全性，計算過程中未對斜撐作用進行考慮。

圖1　施工平臺計算模型

圖2　鋼管支架局部模型

3.2計算荷載

3．2.1施工荷載

施工荷載主要包括：作業人員、機械設備以及堆放荷載，按1.5 kN/m2計算。

3.2.2風荷載

參照《公路橋涵設計通用規范JTG D60—2004》中風荷載計算，橫向風荷載標準值：

Fwh=k0k1k3WdAwh

(1)

氣象資料表明該地風速最大值為V=27.6m/s。

式(1)中，W0代表基本風壓，通過查表取值0.4 kN/m2；Wd代表設計基準風壓，計算公式為：

(2)

式中：r代表空氣的重力密度，r=0.012017e0.0001×10；k0代表設計風速重現期換算系數，本工程取值0.75；k3代表地形、地理條件系數，本工程取值1.00；k1代表風載阻力系數，本工程由于采用滿堂支架鋼管，故取值0.5；Awh代表橫向迎風面積，需根據具體構件進行計算得出；g取9.81m/s2。通過計算得出鋼管支架所承受的風荷載為8.46N/m。

3.2.3計算結果

3.2.3.1作業平臺

3.2.3.2鋼管支架

①σmax=127.8MPa<[σ]=215MPa；②Tmax=7.43MPa<[T]=125MPa；③Nmax=21.78kN<[N]=43kN，Nmax代表立桿底最大支反力，鋼管支架最大組合應力、最大剪應力及立桿底最大支反力符合標準。

3.2.3.3扣件

該支架重點考慮作業平臺下立桿上扣件抗滑及支架和邊坡錨固所有扣件抗滑，其中，作業平臺下立桿上扣件選用直角扣件，單件抗滑力按6kN計算；支架與邊坡錨固扣件選用旋轉扣件，單件抗滑力按5kN計算。

1)作業平臺下立桿上扣件：此扣件承受最大橫桿傳下力F1為1.33kN，單個扣件即可符合標準。

2)支架與邊坡錨固扣件：此扣件承受最大橫桿傳力F1為2.76kN，單個扣件即可符合標準。

3.2.3.4支架穩定性

采取屈曲分析法，支架第一模態失穩為其下端屈曲變形，屈曲系數4.62，穩定性良好，符合標準要求。

3.2.3.5地基承載力

支架基礎為平整基巖，其立桿下方可采取槽鋼鋪設或木板鋪設等方式有效分散底應力。假設單個立桿底部分散面積15cm×15cm，則最大應力σmax為0.91MPa，要求地基必須具有≥1.0MPa的承載力，本基礎為平整基巖，承載力較大，符合要求。

4　支架搭設

4.1基本條件

1)支架底端平臺實際寬度≥4.5m，以確保底座寬度與斜撐桿角度，并為施工材料的運送提供便利。

2)平臺表面水平，最大斜度不能超過5°。

3)支架鋼管壁厚≥2.5mm。

4)坡面修理必須平整，確保坡面桿可直接落到實地。

5)保證腳手桿、扣件等質量合格，并準確充足的數量以供輪換使用[1]。

6)現場安排不少于3名專業人員進行指導和監督。

4.2技術質量要求

1)搭設前認真檢查腳手桿、扣件，確認合格無誤后使用。

2)搭設前找平、填實平臺，立桿下方鋪設15cm×15cm厚木板，并固定好掃地桿。

3)腳手桿的接頭不能出現在相同水平面中，接頭之間的距離應保持在1.5～2.0m范圍內。立桿與水平桿之間可以設置接頭。

4)搭設時，現場所有工作人員都需佩戴安全設施，禁止在桿上長時間站立，并在腳下墊不少于兩塊踏板。

5)搭設高度超過4m后，應安排兩名工人進行操作，相互協助，確保安全。

6)搭設高度超過15m后，應及時增設鋼絲繩，以保證支架穩定性，鋼絲繩長度按照支架實際高度確定。

7)地腳桿的兩側數量不得低于4排，另外坡面桿上必須增設水平拉桿。

8)腳手架外觀形狀需要根據坡面的角度、平整度等情況進行適當的調整。而平面桿對應的間隔距離則需根據工作面、錨孔信息等進行調整，

9)安全欄桿范圍內須有安全防護網，并施作三面圍擋。

4.3搭設流程

準備工作→桿線放線→立桿底部鋪設→豎立桿及擋腳板綁扎→腳手板鋪設→小橫桿放置→大橫桿放置→剪刀撐及斜撐綁扎→封頂桿綁扎→擋腳板及護身欄綁扎→安全防護網掛設。

5　支架拆除

1)支架拆除必須按照和搭設完全相反的流程進行，從上到下進行逐層拆除，禁止上下一同作業情況。

2)在對連坡扣件進行拆除前，應確保其上方可拆除桿件全部拆除，禁止先送件再拆件。

3)所有已經完全松開的桿件均需立即取出，以免由于人員誤靠產生安全事故。

4)拆除架體需要完全拆平。

5)拆卸下來的扣件與桿件應及時運送至地面，嚴禁在高空直接拋下。

6)支架拆卸盡量在風力較小的天氣下進行，遭遇惡劣天氣(如六級以上大風，大霧、雨雪、霜凍等)應不進行或立即中斷拆除施工。

6　總結與建議

1)通過Midas等計算軟件的合理應用，針對懶龍河水庫大壩高邊坡腳手架進行了細致的受力驗算，從驗算結果中可以看出，此支架可以很好的滿足施工要求，穩定性與強度均良好。

2)支架受力驗算重點考慮安全性，未對剪刀撐等作用進行考慮，但實際情況中必須設置剪刀撐，而且還要根據具有的要求設置浪風，以進一步強化支架可靠性。

3)立桿的接長必須對接順直，如果使用十字扣件進行對接，則應配套選取雙扣件。

4)全部橫桿接長均需使用十字扣件，而且實際的接長位置應在相同平面內保持交錯，以確保支架整體穩定。

5)支架和高邊坡坡面應使用鋼管扣件固結，扣件實際間距不得超出4.5m。

[1]崔顯岳,夏長華,盧文閣.腳手架在高邊坡治理工程中的應用[J].施工技術,2008(S2):367-370.

1007-7596(2016)05-0092-03

2016-03-22

張亞(1977-)，男，貴州思南人，高級工程師，研究方向為水利水電工程質量與安全監督及工程質量檢測；陳開軍(1980-)，男，貴州織金人，工程師，研究方向為水利水電工程建設管理。

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