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梅山水库除险加固工程(三期)
新建泄洪隧洞工程
脚手架施工方案设计
批准： 审核： 编制：
安徽水安建设发展股份有限公司
新建泄洪隧洞项目部
梅山水库除险加固工程(三期)
新建泄洪隧洞工程
一、工程概况
梅山水库位于淮河支流史河上游的安徽省金寨县境内，大坝坝址在金寨县梅山镇上游约1km处。是上世纪五十年代治淮初期修建的一座以防洪、灌溉为主，结合发电、航运及水产养殖等综合利用的大（1）型水利枢纽工程。总库容22.64亿m3，现状枢纽工程由大坝、溢洪道、泄洪隧洞、放水底孔、发电引水钢管、厂房和变电开关站等建筑物组成。
我单位本次施工内容为左岸新建泄洪隧洞，属于1级建筑物。进口距离左坝头约300m，出口位于厂房下游约70m。隧洞进口闸门井段长22.3m，隧洞线全长428.9m。洞型为深式有压短进口的明流无压洞。
进水口底槛高程110m。进口设闸门井，布置11.0m×8.0m弧形工作闸门及11.0m×9.41m平板事故闸门各一扇，启闭机房设在竖井顶部143.5m高程平台上，并在事故闸门井128.5m高程设检修平台。事故闸门前为三向收缩喇叭口。事故闸门与工作闸门之间为长7.64m的收缩段，闸孔高由9.41m收缩到8.0m，闸孔宽11.0m不变。工作弧门铰座中心高程122.0m，弧门工作平台高程134.2m。进水口前方设一道格栅式消涡梁，在125.0m水位以下可随水面升降而升降，以消除进口水面漩涡，出口高程66.0m。新建泄洪轴线方位角N43°40′11″E，进口控制点坐标A（-169.970，-192.594），出口控制点坐标B（92.860，82.733）。
闸门井后隧洞始端为矩形断面，断面尺寸（宽×高）为11.0m×14.0m，底宽11.0m，最大高度14.0m，弧形工作门后为圆拱直墙式城门形断面。为使水深尽快减小以缩小隧洞断面尺寸，在弧形工作门后，洞底沿X2=200y的射流抛物线降低，后段用底坡1:2的斜坡段及R=60m的反弧段组成的“龙抬头”曲线与下部平洞段连接。自反弧段末至隧洞出口为隧洞平洞段，全长280.585m，底坡为0.04，隧洞出口处高程为66.0m。本段隧洞断面型式亦为圆拱直墙式城门形，底宽均为9.0m，高均为10.1m（其中直墙高度8.6m，拱高2.5m），直墙及底板用钢筋砼衬砌，厚400mm。
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出口明流段长8.0m，箱涵段长33.9m，出口段全长41.9m，底板高程均为66.0m（不挖深）。箱涵出口左侧设22m长的钢筋砼扶壁式挡墙与岸坡相接。
洞身自进口闸门井后~反弧段末端之间（计100.715m）以及出口前15m长平段采用全断面钢筋砼衬砌外，其余平段均仅做直墙及底板三面衬砌，局部断面需掏挖回填砼进行处理。 二、设计依据及构造要求
1、计算依据采用《建筑施工脚手架实用手册》《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》；
2、在实际施工中严格控制使用荷载，不允许超过设计荷载。
3、小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。而剪力撑、斜撑和连墙件主要保证脚手架整体刚度和稳定性的。并且加强抵抗垂直和水平作用的能力。而连墙件则承受全部的风荷载。扣件则是架子组成整体的联结件和传力件。 4、外钢管脚手架采用单管双排，步距为1.5m和间距为1.8m，架宽为1.2m。坝后脚手架按规范要求进行搭设，不需进行验算。因此本方案按最大搭设高度16m进行演算。
5、脚手架与建筑物主体连接点的距离两步三跨，竖向为3.6m，水平间距为5.4m。根据规范规定。施工均步荷载取值为Qk=3KN/m2。 三、使用材料
1、钢管采用Q235A，即3#钢，其力学性能必须满足国家现行标准《碳素结构钢》（GB700-89）中规定。在每批材料进场时，必须有材料检验合格证。钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管，立杆、大横杆和斜杆的最大长度6m，小横杆长度采用1.5～2.0m 。
2、扣件所用材料必须符合《可铸铁分类及技术条件》（BG978-67）的规定。 3、扣件与钢管的贴合面必须严格整形，要保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm。
4、扣件活动部分应能灵活转动，180o扣件两旋转面间隙应小于1mm，扣件表面应进行防锈处理。
5、脚手板采用竹串片脚手板。应坚固紧密，不得使用已松散或破坏的竹串片脚手板。
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6、钢管及扣件报废标准：钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀；扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。 四、脚手架计算 （一）、搭设高度验算
脚手架搭设在已浇并达到80%以上强度的底版上，不需要进行地基承载力计算，基本风压为0.45KN/m2。由上述规范查表得A=4.89cm2 ；f=205N/mm2。
1、轴心受压构件的稳定系数φ I0=kμh=1.155×1.5×1.8=311.8cm
其中k——计算长度附加系数，取值为1.155；
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单位计算长度系数，由表5.3.3知为1.50；
h——立杆步距，1.8m。
λ= I0/i=311.8/1.58=197.34 其中i为截面回转半径，按附录B表B采用为1.58故φ=7320/λ=7320/197.4=0.188
2、轴向荷载
构配件自重产生的轴向力：由附录A表A-1知gk=0.1248KN/m。 故NG2K=gk×h=0.1248×1.8=0.225KN
施工荷载标准值产生的轴向立总和：包括脚手板、栏杆、档脚板、施工均布荷载，∑NQK=(0.35×1.5+0.14×1.5+3×1.5)÷2=2.62KN
3、风荷载产生的弯矩MWK
MWK=WKIah2/10=0.05×1.5×1.82/10=0.024KN/m2 其中WK——风荷载标准
WK=0.7μ2μsw0=0.7×1.77×0.089×0.45=0.05 KN/m2
μ2——风压高度系数，根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）取值为1.77 μs——脚手架风荷载体型系数，由表4.2.4规范采用为0.089 w0——基本风压，根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）取值为0.45 KN/m
4、截面弹性模量：根据附录B表B，W=5.08cm
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