关于隧道拱架连接板定位器技术研究

李虎虎

摘 要：通过黄家岭隧道拱架加工成立了钢构件加工场，集中加工隧道拱架。拱架集中加工过程中，发现拱架连接板难以定位，容易产生拱架各单元连接时螺栓孔位偏差，导致隧道支护质量下降。设计开发了拱架连接板定位器，大大提高了连接板螺栓孔位精度，满足施工质量要求，通过现场实践、总结形成了本论文。

关键词：型钢拱架；黄家岭隧道；拱架连接板

1 概述

传统的隧道拱架加工是在隧道口设立小型加工场现场加工，施工质量难以控制，为适应客运专线工程质量要求，简化施工工序，加快施工进度，保证拱架结构施工质量，节约工程成本，指挥部成立了钢构件加工场，集中加工隧道拱架。拱架集中加工过程中，发现拱架连接板难以定位，容易产生拱架各单元连接时螺栓孔位偏差，导致隧道支护质量下降。设计开发了拱架连接板定位器，大大提高了连接板螺栓孔位精度，满足施工质量要求，通过现场实践、总结形成了本施工方法。

2 工程概况

黄家岭隧道正洞长5881m，明洞29m，地面高程1765～2210m，最大埋深403m，Ⅴ围岩段长度为545m，采用全环I16型钢钢架支护，间距为0.8m，共682榀；Ⅳ围岩段长度为931m，采用拱部四肢格栅支护，间距为1.2m，共776榀；Ⅳ围岩段长度为4376m，采用拱部三肢格栅支护，间距为1.5m，共2918榀。

3 钢拱架加工的连接板技术特点

1）连接板定位快速且精准。

2）定位器制作简易、成本低。

3）一种型号的定位器对应一种连接板，避免了不熟练工人用错连接板的情况，提高拱架加工质量。

4） 焊接连接板的同时检验了连接板的孔距尺寸。

4 应用范围、价值

本工法对隧道拱架连接板的定位施工具有普遍适用性。

5 工艺原理

预先加工拱架连接板定位器，将连接板定位器置放在弯制好的拱架半成品上，将按设计要求钻好孔的连接板与固定在定位器上的螺栓套接，在预留的点焊位置将连接板与拱架半成品点焊定位，取下定位器，按设计要求将连接板与拱架半成品焊接稳固，进入下一施工循环。

6 施工工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程

施工过程包含如下操作：设计、制作定位器，拱架半成品弯制，拱架半成品与定位器定位，定位器与连接板定位，点焊定位连接板，取下定位器，焊接连接板及加劲角钢，进入下一施工循环。施工工艺流程为：定位器设计制作——拱架半成品弯制——拱架半成品与定位器定位——定位器与连接钢板定位——点焊定位连接板——取下定位器——检查安装质量（不合格，调整）——焊接连接板及加劲角钢——下循环施工。

6.2 连接板定位器制作要点

1）根据不同规格型号工字钢腿宽确定定位器内宽，使用10mm厚的钢板及∠63×40×5角钢焊接成型。定位器内宽比不同规格型号工字钢腿宽1mm，便于定位器装卸于工字钢上。

2）根据不同型号的拱架，按照设计上连接板的尺寸大小及开孔位置、孔径，用尺子在钢板上量取确定钻孔中心点，用粉笔画出钻孔中心点，在钢板上钻孔，按不同型钢型号的设计要求，然后安装螺栓。

3）对孔位进行检验，检验合格后，进行打磨修整，安装把手。

4）对孔位尺寸、质量进行检验，合格后，进行打磨修整，安装把手。

7 拱架半成品弯制

加工时，将一端与弯曲模具的一端对齐，缓缓进行弯曲，弯曲后测量工字钢的水平度及弧度，如发现工字钢弯曲超标，则及时纠偏，直到弯曲至所要求的弧度。

8 拱架半成品与定位器定位

将已加工好的定位器放入已加工好的弯制钢架上。

9 定位器与连接板定位

将连接板上已钻好的孔装到定位器上。

10 点焊定位连接板

将连接板与钢架焊接牢固。

11 焊接连接板及加劲角钢

将连接板与弯制件焊接牢固后，用角钢与连接板、弯制件焊接。

12 型钢拱架的检测

拱架各单元加工完成试拼合格后，由技术员检测拱架弧长，弦长，连接孔位能顺畅对上。检验合格后贴上合格标签，进行分类存放。

13 焊接质量控制

钢架与连接板处用角钢焊接，焊缝宽度hf、高度hw要求为10mm，焊条要求为J422，焊缝要求满焊，钢架加工的焊接无假焊，焊缝表面无裂纹、无焊瘤等缺陷。

14 现场施工要点

1）定位前先将拱架半成品与连接板连接部位整修平整。2）用两侧的螺栓将定位器固定弯制好的拱架上，连接板与定位器上的螺栓套接好后，点焊定位，保证连接板的稳定。3）点焊定位后，取出定位器，按设计要求将连接板焊接稳固。

15 结束语

应用效果：该钢构件加工场采用连接板定位器前，连接板焊接速度慢，且拱架成品合格率低，造成大量返工，有鉴于此设计创新了拱架连接板定位器，经现场检验，施工快捷，拱架成品质量大幅度提高，从质量、工期、成本、文明施工等方面均取得了良好效果。中铁二十局沪昆客专贵州段工程指挥部首先组织了本标段的施工单位进行观摩学习及總结推广。沪昆公司领导现场检查指导工作时，对连接板定位器的使用也给予好评并提出宝贵的意见，本工法的成功开发与运用，取得了良好的社会声誉。

参考文献：

[1] 中华人民共和国铁道部.铁建设[2010]241号高速铁路隧道工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[2] 中华人民共和国铁道部.TB10753-2010 高速铁路隧道工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[3] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.