關于隧道拱架連接板定位器技術研究

李虎虎

摘 要：通過黃家嶺隧道拱架加工成立了鋼構件加工場，集中加工隧道拱架。拱架集中加工過程中，發現拱架連接板難以定位，容易產生拱架各單元連接時螺栓孔位偏差，導致隧道支護質量下降。設計開發了拱架連接板定位器，大大提高了連接板螺栓孔位精度，滿足施工質量要求，通過現場實踐、總結形成了本論文。

關鍵詞：型鋼拱架；黃家嶺隧道；拱架連接板

1 概述

傳統的隧道拱架加工是在隧道口設立小型加工場現場加工，施工質量難以控制，為適應客運專線工程質量要求，簡化施工工序，加快施工進度，保證拱架結構施工質量，節約工程成本，指揮部成立了鋼構件加工場，集中加工隧道拱架。拱架集中加工過程中，發現拱架連接板難以定位，容易產生拱架各單元連接時螺栓孔位偏差，導致隧道支護質量下降。設計開發了拱架連接板定位器，大大提高了連接板螺栓孔位精度，滿足施工質量要求，通過現場實踐、總結形成了本施工方法。

2 工程概況

黃家嶺隧道正洞長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I16型鋼鋼架支護，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，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，間距為1.5m，共2918榀。

3 鋼拱架加工的連接板技術特點

1）連接板定位快速且精準。

2）定位器制作簡易、成本低。

3）一種型號的定位器對應一種連接板，避免了不熟練工人用錯連接板的情況，提高拱架加工質量。

4） 焊接連接板的同時檢驗了連接板的孔距尺寸。

4 應用范圍、價值

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，將按設計要求鉆好孔的連接板與固定在定位器上的螺栓套接，在預留的點焊位置將連接板與拱架半成品點焊定位，取下定位器，按設計要求將連接板與拱架半成品焊接穩固，進入下一施工循環。

6 施工工藝流程及操作要點

6.1 施工工藝流程

施工過程包含如下操作：設計、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，點焊定位連接板，取下定位器，焊接連接板及加勁角鋼，進入下一施工循環。施工工藝流程為：定位器設計制作——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——點焊定位連接板——取下定位器——檢查安裝質量（不合格，調整）——焊接連接板及加勁角鋼——下循環施工。

6.2 連接板定位器制作要點

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

2）根據不同型號的拱架，按照設計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，用粉筆畫出鉆孔中心點，在鋼板上鉆孔，按不同型鋼型號的設計要求，然后安裝螺栓。

3）對孔位進行檢驗，檢驗合格后，進行打磨修整，安裝把手。

4）對孔位尺寸、質量進行檢驗，合格后，進行打磨修整，安裝把手。

7 拱架半成品彎制

加工時，將一端與彎曲模具的一端對齊，緩緩進行彎曲，彎曲后測量工字鋼的水平度及弧度，如發現工字鋼彎曲超標，則及時糾偏，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，由技術員檢測拱架弧長，弦長，連接孔位能順暢對上。檢驗合格后貼上合格標簽，進行分類存放。

13 焊接質量控制

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 現場施工要點

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，點焊定位，保證連接板的穩定。3）點焊定位后，取出定位器，按設計要求將連接板焊接穩固。

15 結束語

應用效果：該鋼構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，有鑒于此設計創新了拱架連接板定位器，經現場檢驗，施工快捷，拱架成品質量大幅度提高，從質量、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段的施工單位進行觀摩學習及總結推廣。滬昆公司領導現場檢查指導工作時，對連接板定位器的使用也給予好評并提出寶貴的意見，本工法的成功開發與運用，取得了良好的社會聲譽。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵建設[2010]241號高速鐵路隧道工程施工技術指南[S].北京：中國鐵道出版社，2011.

[2] 中華人民共和國鐵道部.TB10753-2010 高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準[S].北京：中國鐵道出版社，2011.

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