陈纪州

（佛山市路桥建设有限公司，广东 佛山 528000）

1 工程概况

白坭隧道起讫里程K3+927～K5+225，总长度为1298m。隧道封闭段占据较大比重，总长达792m，标准段施工均为单箱双室结构形式，考虑到城市车流量以及紧急停车需求，采取双向六车道设计形式，半幅宽14.5m，横断面组成包含：1.0m（分隔带半宽）+1.25m（路缘带内侧0.5m、外侧0.75m）+3×3.75（行车道）+1.0m（检修道）。按照设计要求和施工现场实际情况，通过明挖法展开施工作业，基坑施工工程量较大，开挖深度＜4m时采取钢板桩和钢横撑相结合的支护方式，开挖深度≥4m时统一采取钻孔桩和钢横撑支护。

2 盘扣式支架与碗扣式支架的对比

2.1 安全性与便捷性

碗扣式支架的结构组成简单，主要包含横杆和立杆两部分，为维持支架的稳定性，需通过剪刀撑等相关装置来实现，同时其在使用期间还存在抗扭能力不足、易失稳等问题。碗扣式支架的安装难度大，部分细节问题难以被及时发现，易留下安全隐患。相较之下，盘扣式支架则充分发挥出横杆、立杆、斜杆等多种构件的作用，有助于维持架体的稳定性，且支架为二力杆件，受力主要集中在一点，为计算分析创造了便捷的条件。此外，盘扣式支架的装拆更为便捷，无需配套专业的辅助设备，配置的插销具有自锁功能，有助于营造安全的施工环境。因此，从安全性、便捷性的角度来看，盘扣式支架的优势更为明显。

2.2 经济性

受架体结构等多方面的制约，碗扣式支架的步距相对较小，构件数量也随之增加。若采取盘扣式支架的方式，各类构件都具有标准化特征，运输全程的损耗能得到有效的控制。同时，其施工灵活性更强，能够以实际需求为导向进行合理调配，减少在材料方面的成本投入。因此，从经济性的角度来看，盘扣式支架的优势更为明显。

3 支架方案的选择

因采取明挖法施工，设计上存在较多的钢横撑，无法通过滑模施工顶板。隧道顶板按节段施工，不同节段的顶板厚度有所不同，每个节段需一次浇筑到位，每次浇筑混凝土工程量相对较大，施工期间存在较明显的安全隐患。同时，项目有通车压力，具有工期紧、任务重的特点，因此以何种方案保质保量完成施工作业至关重要。根据现场条件，提出碗扣式支架和盘扣式支架两种方案，经全面地分析后确定使用盘扣式支架方案，其具有装拆便捷、工艺可靠等多重特点，能够给隧道施工提供支持[1]。

4 盘扣式支架施工技术

4.1 荷载分析

支架为主要的承载结构，其承受的荷载主要包含隧道顶板、施工活载、模板重等多种类型。对此，根据各结构的特点确定相适应的荷载值，具体如表1所示。

顶板施工期间，面荷载主要考虑两部分，即恒荷载和活荷载，各自对应的荷载分项系数分别为1.2和1.4。隧道顶板为变截面，厚度在0.6～1.8m，在板厚为0.6m的条件下，可以求得此时的面荷载为1.4×2.5+1.2×（0.1+0.3+0.5+1.1+25）×0.6=22.94kN/m2；在板厚为1.8m的条件下，根据上述计算方法可求得面荷载为61.82kN/m2。因此，可以对支架的使用状况做进一步的说明，其承受的荷载为 22.94 ～ 61.82kN/m2。

4.2 构件的选择

支架的支撑稳定性必须得到保障，以确保施工过程的安全。此处选择的是承插型盘扣式支架，构件组成方面：水平杆以壁厚2.5mm的Q235钢材为原材料制作而成，即φ48mm钢管；立杆以壁厚3.2mm的Q245钢材为原材料制作而成，即φ60mm钢管；斜杆与剪刀撑所用材料一致，均为壁厚2.5mm的Q235钢材，由此制得适量的φ48mm钢管；模板系统均为15mm厚的竹胶板；选择H型钢作为主龙骨，方木做为次龙骨。

4.3 支架的布置

（1）立杆布置。以顶板厚度为主要依据，分为两种立杆布设方式。H≤1.3m，具体布设方式如表2所示。1.3m＜H≤1.8m，具体布设方式如表3所示。

（2）横杆布置。按照1500mm的竖向间距依次设置横杆，目的在于稳定连接立杆。

（3）斜杆布置。每2步距依次设置一道斜杆，遵循竖向连续布置的原则。竖向斜杆布设工作量较大，在架体底层及顶层均要布置，此外还需在顶层设水平斜杆。

表2 H≤1.3m厚顶板底模板支撑体系布置表

表3 3m＜H≤1.8m厚顶板底模板支撑体系布置表

（4）剪刀撑布置。按照纵向间距为5步距的方式依次布置横向剪刀撑，具体位置为隧道单洞横跨中线处；纵向剪刀撑采取的是在架体外连续布置的方式。通过旋转扣件稳定剪刀撑，使其与立杆或水平杆形成紧固关系；以主节点位置为基准，调整旋转扣件的位置，使其中心线与该基准的间距≤150mm。

（5）底座和顶托。配置可调底座，将其安装在立杆底部，严格控制调节丝杆的外露部分，必须满足≤300mm的要求；对于最底层水平杆的设置，要求该处的离地高度≤550mm。

（6）可调螺杆。可调螺杆置于立杆上端，该处与顶层水平杆的间距应控制在≤0.65m，在立杆连接套筒的作用下达到稳定连接各立杆的效果；对于相同标高处的套筒接头，错开高度至少要达到75mm。

5 盘扣支架施工质量控制及过程监测

5.1 施工质量控制

支架支撑体系是施工作业的关键基础装置，其对混凝土浇筑质量的影响较为显著，需加强对支架施工全流程的质量控制，从源头上消除质量问题。

支架包含多种类型的构件，各构件进场时均要组织质量检测工作，不可出现锈蚀等质量问题，选取样品并转入试验室做进一步地分析，以保证构件强度的合理性。严格依据工艺流程完成支架的搭设作业，操作人员不可随意更改工艺参数或是调整作业流程。架体搭设遵循分层依次推进的原则，首层搭设过程中应设置横杆插销但暂不给予敲紧处理，完成该层的斜杆安装作业后再通过锤子敲击，使其具有足够的稳定性，锁紧插销锁后做全面地检查，若无误即可进入上层架体的安装环节。稳定性是支架搭设作业的首要追求目标，操作人员需要及时检查各部分的紧固情况，如盘口插销、底座等，完整记录各项检查数据。拆除作业应有序落实到位，主要遵循先搭后拆的原则，以免对支架稳定性造成不良影响[2]。

底板和纵梁的施工条件颇为复杂，在遇到坡度工程时施工难度将随之加大，此时应通过木楔提高立杆底托的稳定性。盘扣支架步距相对较大，为维持支架整体的稳定性，则要加强对主楞挠度的控制，以型钢为基础材料较为合适，通过吊车与人工相结合的方式安装到位。

5.2 施工过程监测

施工期间应加强现场检查，具体对象包括支架的沉降及位移情况等。混凝土浇筑期间伴有较明显的扰动性，在此条件下支架更易发生失稳现象，因此需及时检查支架插销的锁紧情况，若存在异常则需及时调整。

5.3 实际施工效果

盘扣式支架采用热镀锌浸锌工艺，有效地防止了构件在使用期内因材料腐蚀而造成的承载力下降，确保了产品性能的一致。不仅如此，当前市场上的碗扣支架大多为锈蚀的碗扣件，无法满足现行安全技术标准规定的3.5mm承重主立杆壁厚，总体承重主立杆壁厚为2.75～3.0mm，加之其内外表面锈蚀，导致承载力严重减少，故实际施工过程中往往存在一定的安全风险。然而，该工程所使用的盘扣式支架达到了3.5mm承重主立杆壁厚的标准，可满足现行要求。

另外，盘扣式支架的方案低于传统碗扣支架的费用。这是因为，其价格囊括了搭设、拆除、材料组织、材料运输、现场施工、安全管理等全部环节，并由专业的施工队伍来集中管理和施工，最大限度地降低了工程中脚手架专项的风险系数。除此之外，盘扣式支架使用新型设计的工字型铝梁代替了方木，在减少前期成本投入的同时降低了施工成本[3]。

与碗扣式支架框架结构相比，盘扣式支架可形成稳定的格构柱结构，这可以大幅度地提升脚手架的整体稳定性，且因其结构计算模型简单，很大程度地提高了设计方案的可靠性。

6 结束语

综上所述，盘扣式支架兼具安全可靠、装拆便捷、流程简单、经济效益良好等多重特点，在隧道工程中的适用性较强，可以满足工期、质量、成本等多方面的要求。在后续的工程建设中，施工单位需顺时应势，根据实际需求合理调整盘扣式支架的应用方法，充分发挥盘扣式支架在工程中的作用。