抽水蓄能电站砂石料加工系统建设及砂石料供应工程灰窑子沟料场边坡支护施工脚手架搭设专项施工方案.doc
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1、河北丰宁抽水蓄能电站砂石料加工系统建设及砂石料供应工程灰窑子沟料场边坡支护施工脚手架搭设专项施工方案 中国葛洲坝集团第五工程河北丰宁抽水蓄能电站项目部2016年4月15日 编写:目 录1 工程概况- 1 -2 编制依据- 1 -3 编制目的及适用范围- 1 -4 搭设方案- 2 -4.1 边坡支护脚手架搭设材料要求- 2 -4.2 搭设方案及要求- 2 -5 稳定性计算- 6 -5.1 参数信息- 6 -5.2 脚手架计算- 8 -5.2.1 大横杆的计算- 8 -5.2.2 小横杆的计算- 9 -5.2.3 扣件抗滑力的计算- 9 -5.2.4 脚手架立杆荷载标准值- 10 -5.2.5 立
2、杆的稳定性计算- 11 - 12 - 12 -6 脚手架的验收、使用及管理- 13 -7 脚手架的拆除- 14 -8 安全控制措施- 15 -8.1 作业人员要求- 15 -8.2 安全技术措施- 16 -9 施工资源配置- 17 -9.1 劳动力配置- 17 -9.2 材料使用- 18 -10 施工附图- 19 -灰窑子沟料场边坡脚手架专项施工方案1 工程概况灰窑子沟料场位于灰窑子沟右岸,距沟口约500m,地面高程10601416m,料场地表局部覆盖有崩坡积物,岩体以物理风化为主,主要构造为细粒花岗岩。边坡分级开挖,每级开挖高度10m,每30m高差设一个分级平台,除第一级开挖平台设置宽10m
3、大马道外,每级平台设置宽6m小马道,每隔一个小马道设宽10m大马道。开挖后的边坡采用系统锚杆、挂网喷砼及随机锚索的方式进行加固。为方便边坡支护施工和保证脚手架的安全可靠,开挖后的边坡沿开挖后的坡面搭设双排脚手架。2 编制依据(1)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(2011)版(JGJ 130-2011 );(2)建筑施工安全检查标准(JGJ59-99);(3)建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91);(4)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002);(5)建筑结构荷载规范(GB50017-2003);(6)水利水电工程施工组织设计手册-施工技术;(7)河北丰宁抽水蓄能电站砂石
4、料加工系统建设及砂石料供应工程施工组织设计;(8)灰窑子沟料场开采支护设计资料及图纸相关要求;3 编制目的及适用范围为保证灰窑子沟料场开采边坡支护安全、有效的进行,特编制此方案,为边坡支护脚手架施工提供技术支持与依据。本方案适用于灰窑子沟料场开采边坡支护脚手架施工的搭设与拆除作业。最大搭设高度约30m。4 施工布置及资源配置4.1 施工道路面置 搭设脚手架所需要的钢管、扣件、脚手板、密目网等物资材料经现有开挖施工道路运输至施工部位,车辆不能经过的地方采用人工运输的方式。4.2 劳动力配置表4-1 劳动力计划表序号工种数量(人)备注1架子工10脚手架搭拆与维护、铺脚手板、挂安全网等2普工5配合架
5、子工作业4.3 材料使用脚手架材料用量计算按照双排脚手架施工作业来计算,根据建筑施工手册(第二版),脚手架以高度15m,长度30m为一个单元来计算。表4-2 每单元脚手架材料用量表序号材料名称材料用量备注1长杆192根,总长1152m,总重t钢管为48*3.5钢管,小横杆长度取立杆排距+内排距坡面距离+0.5m(每根长度2.2m)来计算。长杆长度取6m。2小横杆187根,总长m,重t3直角扣件674个4对接扣件192个5旋转扣件58个6脚手板76.0325 脚手架搭设施工5.1脚手架选型(1)脚手架搭设部位:料场开采边坡。(2)脚手架及施工荷载轴向力主承力区选择在现有开挖地面。(3)材料尽量选
6、择具有足够承载力又能周转使用的现有材料和以后能重复利用的材料。根据现场的实际情况采用扣件式钢管脚手架,立杆和大、小横杆(纵、横水平杆)、坡面扫地杆均采用483.5钢管,连接扣件采用标准扣件。(4)根据料场开采边坡实际设计参数,采用贴坡式搭设方式,脚手架随坡度而设。(5)由于边坡支护的特殊性,所搭设的施工脚手架除满足相应规范要求外,还应根据设计布孔的孔排间距要求,设置每一层高度与立杆的间排距离,以满足施工需要。根据30m边坡支护要求,需搭设21层,第一层扫地杆距离地面高为00.2m,其余每层高度根据设计步距1.5m高搭设 (顺边坡方向)。立杆横向间距(顺道路轴线方向)1.8m。为确保脚手架的整体
7、性,在立杆外侧排采用每4跨设置一道剪刀撑进行连接,脚手架布置安全防护网和防护栏。5.2脚手架结构布置脚手架间排距结合坡面锚杆布置形式以及结构稳定性:其立杆横距1.8m,纵距1.2m,横杆步距1.5m,排架外侧设全封闭密目安全网,最大搭建高度约30m。5.3脚手架搭设流程脚手架搭设顺序如下:弹线、立杆定位摆放扫地杆竖立杆并与扫地杆扣紧装扫地小横杆并与立杆和扫地杆扣紧装第一步大横杆并与各立杆扣紧安第一步小横杆安第二步大横杆安第二步小横杆加设临时斜撑杆,上端与第二步大横杆扣紧安第三、四步大横杆和小横杆安装连接件拉杆接立杆加设剪力撑铺设脚手板,绑扎防护及档脚板、立挂安全网。 首先对基础进行清理,保证脚
8、手架受力杆为于坚硬的岩石上,然后放置纵向扫地杆,自角部起依次向两边竖立(第1根)立杆底端与纵向扫地杆扣接固定后、装设横向扫地杆并与立杆固定。每边竖起34根立杆后,随即架设第一步纵向平杆(大横杆,与立杆扣接固定)和横向平杆(小横杆,靠近立杆并与纵向平杆扣接固定)、校正平杆水平使其符合要求,按4060NM力矩拧紧扣件螺栓,形成构架的起始段。按上述要求依次向前延伸搭设,直至第一步架立圈完成。立圈完成后,再全面检查一遍构架质量,严格确保设计要求和构架质量。随搭设进程及时安装连墙件和剪刀撑。架设作业层间横杆、铺设脚手板和装设作业层栏杆、围护网等封闭措施。5.3.1基础高边坡脚手架基础尽量位于完整岩石上或
9、能承受整个脚手架自重和施工需求的稳定基础面上。5.3.2扣件螺栓拧紧扭力矩不小于,且不大于。主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不大于150mm。对接扣件开口朝上或朝内。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm。5.3.3立杆(1)内立杆距坡面500mm。(2)该部位基础为岩石,在基础上打插筋进行固定。(3)相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内。下端第一根立杆交错用6m杆和3m杆相互错开。1.2m1.8m设置,脚手架立杆上增设横杆通过拉条与锚杆焊接作为脚手架连墙杆、卸载加固杆件。(5)所有脚手架立杆采用搭接的施工方式,具体搭接及加固方法见图
10、2。图2 搭接及连墙件示意图5.3.4纵向水平杆纵向水平杆要求设置在立杆内侧,长度不小于三跨。接长只能采用搭接,搭接长度不小于1m,设置三旋转扣件固定,扣件距离两端长度约不小于10cm。具体搭接方法见图2。本工程使用竹串脚手板或5cm厚木板,纵向水平杆作为横向水平杆的支座,用扣件固定在立杆上。5.3.5横向水平杆作业层上非主节点处的横向水平杆,根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不大于纵距的1/2。横向水平杆两端均采用扣件固定在纵向水平杆上。5.3.6脚手板作业层脚手板铺满、铺稳,离开边坡面150mm。脚手板设置在三根横向水平杆上。脚手板的铺设可对接平铺,也可搭接铺设,搭接时接头必须支在横
11、向水平杆上。作业层端部脚手板探头长度取150mm,板长两端与支承杆可靠固定。5.3.7剪刀撑在脚手架外侧整个立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑;中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m,每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面倾角宜在45-60,且应满足下表规定:剪刀撑搭设参数表剪刀撑与地面倾角455060剪刀撑跨越立杆的最多根数765剪刀撑、横向斜撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上;剪刀撑在外侧立面每4跨“之”字形交叉连续设置,每道剪刀撑之间的间距不大于15m。斜杆与地面的倾角按45控制。剪刀撑斜杆的接长采用搭接。搭接长度不小于1m,采
12、用3扣件固定,扣件离接头处不小于10cm。5.3.8连墙件连墙件每两跨二步布置一个,遇到拐弯或地形突变位置适当加密,间隔梅花形布置。连墙件要保证牢固,防止其移动变形,且尽量设置在外架大小横杆接点处。连墙件构造示意图见图2。5.3.9爬梯施工采用之字形爬梯,供施工人员行走并兼作材料运输通道。脚手架两端各设一座,爬梯宽度0.5m,坡度1:1.5。拐弯处设置1.5m宽平台。爬梯两侧及平台外围均设置栏杆及挡脚板。栏杆高度1.2m。爬梯详图见下图。5.3.10操作平台施工脚手板采用3300mm*300mm竹片相串脚手板或5cm厚木板。脚手板的铺设宽度:在脚手架工作层要满铺脚手板,宽度1.5m。5.4脚手
13、架加固1.8m1.2m设置,脚手架立杆上增设横杆通过拉条与锚杆焊接作为脚手架连墙杆、卸载加固杆件。沿纵向每4跨设置一道横向剪刀撑,间距9.0m,斜角为45,剪刀撑沿高程方向连“之”字形设置,以确保脚手架整体稳定。脚手架纵剖面每4跨设置一道内部剪刀撑,剪刀撑钢管抵至岩壁上固定。脚手架底部设置一排地锚插筋与脚手架水平小横杆连接牢固,地锚间距与脚手架纵向间距一致,按照1.5m间距进行设置。脚手架底部自基础面向上20cm内设置一层扫地杆,与立杆连接牢固。通过以上局部加固,以起到分段卸荷和防止脚手架在钻机冲击反力作用下向外倾翻。6 稳定性计算6.1 参数信息 (1)脚手架参数搭设尺寸为:立杆的纵距为 1
14、8米,立杆的排距为1.2米,横杆的步距为1.5米;立杆采用单立管;内排架距离坡面距离为0.50米;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;采用的钢管类型为mm;横杆与立杆连接方式为单扣件;扣件抗滑承载力系数为。 (2)活荷载参数施工荷载均布参数根据扣规查表可得(kN/m2(包括施工过程中的钻机的冲击荷载);脚手架用途:普通施工脚手架,同时施工层数:1。 (3)风荷载参数表6-1 河北省承德丰宁风荷载参数表省市名城市名海拔(m)10年一遇风压(KN/m)50年一遇风压(KN/m)100年一遇风压(KN/m)河北省承德/丰宁河北承德丰宁地区,10年一遇基本风压为0.3 kN/m2,风荷载高
15、度变化系数z为,风荷载体型系数s为;考虑风荷载。 (4)静荷载参数每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2;脚手板自重标准(kN/m2;安全设施与安全网(kN/m2;脚手板铺设层数:1;脚手板类别:马道板脚手板。(以上参数均可以查表得到) (5)地基参数地基类型:开挖边坡岩石;地基承载力标准值(kN/m):150; 基础底面扩展面积(m;基础降低系数。 图6-1 落地脚手架正立面计算图6.2 脚手架计算6.2.1 大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1)均布荷载值计算大横杆的自重标准值:
16、P1=0.038 kN/m ; 脚手板的荷载标准值:P21.24kN/m ; 活荷载标准值1.2/(2+1)=1.2 kN/m; 静荷载的计算值: q14=0.214 kN/m;活荷载的计算值: q21.2=1.68 kN/m; 根据扣规,永久荷载分项系数应取,可变荷载分项系数应取2)强度计算表示钢材强度极限值,为215 Mpa,f表示容许挠度值,取3mm。最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 最大支座力计算公式如下: =7.29(l大横杆的的计算跨度)。 弯曲强度:= Mmax/W=7.29*106/5.078*1
17、03=14.4Mpa=21Mpa,满足要求。 (W查表可得) 最大挠度计算: Vmax=(0.677*0.214+0.990*1.68)*(1.8*10)4/100*2.06*105*121900=1.29mmf=3mm。 大横杆弯曲强度和抗弯刚度满足要求。6.2.2 小横杆的计算 认为所有荷载均有小横杆承受并传给立杆,钢管立柱间距为1.8m,横向间距为1.2m,因此小横杆的计算跨度l1=1.2m, 1)荷载值计算 大横杆的自重标准值:P1.8684 kN; 脚手板的荷载标准值:1.21.8/(2+1)=0.252 kN; 活荷载标准值:1.21.8/(2+1) =kN; 荷载的计算值684+
18、 = kN;kN/m。图6-2 小横杆计算简图 2)强度计算弯曲强度:=ql110002/10103=215Mpa;抗弯刚度:f=ql14/150EI10004/150105105f=3mm。小横杆弯曲强度和抗弯刚度满足要求。6.2.3 扣件抗滑力的计算 按规范,直角、旋转单扣件承载力取值为8.5kN,按照扣件抗滑承载力系数, 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.80kN。 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算: R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN; R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;大横杆的自重标准值1.84/2=0.1
19、37 kN;小横杆的自重标准值1.2/2=0.023 kN; 脚手板的荷载标准值1.21.8/2=0.378 kN; 活荷载标准值1.21.8/2 = kN; 荷载的计算值(0. 137+0.=kN; R Rc=6.80 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。 6.2.4 脚手架立杆荷载标准值 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容: (1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)0.552 kN/m55 =kN; 2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本工程采用马道板,标准值为0.35 kN/m21.8(1.2) = 0.945kN; 3)吊挂的安全设
20、施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 kN/m2 NG31.8 = kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3= kN; 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2 取值。 经计算得到,活荷载标准值(查表可得)1.21.800/2 = kN; 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用: Wo = 0.30 kN/m2;(丰宁县) Uz - 风荷载高度变化系数,按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用: Uz= 0.840
21、 ; Us - 风荷载体型系数:Us =1.200 ; 经计算得到,风荷载标准值 Wk = 0.7 0.301.200 = 0.212 kN/m2; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2 NG+Q+ = kN; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 Mw = 0.9klah2/10 =0.2121.8001.52/10 = 0.108。6.2.5 立杆的稳定性计算 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 :N = kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm; 计算长度附加系数 : K = 1.155 ; 计算长度系数参照扣件式规范表得
22、 : 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定:lo = 3.119 m; 长细比: lo/i = 197.000 ; 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 : 立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :f =205.000 N/mm2; = 7184/(0.186489.000)+108000/5080.000 = 100.24N/mm2; 立杆稳定性计算 = N/mm2 f = 205.000 N/mm2 满足要求。6考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设
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