隧道单洞单线开挖台架设计方案

XX轨道交通XX线XX车站、XXX车站

及区间隧道工程

单洞单线隧道开挖台架设计方案

XX轨道交通XX线XX车站、XX店车站及区间隧道工程项目部

日期:2014年8月

1工程概况

1.1工程概述

XX站位于XX区，呈南-北向布置于XX大道东侧。车站北端为窦家花园立交桥匝道，南端为冲压厂高架桥，东西两侧均为XX星城居住区。车站南端接明挖法区间，北端接钻爆法区间。

XX站为地下13m岛式车站车站起点里程：YDK22+460.456，车站终点里程：YDK23+073.456，全长613m。其中暗挖段里程：YDK22+460.456- YDK22+477.756，长为17.3m，YDK22+506.156- YDK22+763.856，长为257.7m。

A/B型小净距隧道间距4.27m，施工时，应严格按照施工步序图执行，还应选择爆力、爆速较低、猛度较高的炸药，采用微震爆破开挖，严格控制爆破速度，控制开挖进尺，同时应严格控制台阶的长度，钢架拱角需认真处理，设置锁脚锚杆进行加固。

暗挖隧道内单洞单线采用台阶法施工，工中应严格遵循上述工法施工步骤，应坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早成环、紧衬砌、勤量测”的原则进行施工。

车站单线隧道采用台阶法施工，台阶法施工图见图1-1-1。

图1-1-1台阶法施工图

单线隧道丛断面施工工序图见图1-1-2

图1-2-2单线隧道丛断面施工工序图

说明：

①导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护；

②各分步平行开挖，上台阶开挖高度为6m，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；

③仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；

④施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；

⑤上、下台阶掌子相距5~8m。

2台架结构设计

隧道开挖采用装载机拖动行走简易台车，该台车制作简单、使用灵活方便、刚度大、炮眼位置及方向容易控制，并且可以同时满足30台以上YT-28风动凿岩机同时作业。

主要组成部分：工字钢门架、侧翼、底纵梁、钢筋网片、伸缩钢管、风水管道系统、牵引钢丝绳等组成。如下图：

（1）工字钢门架

门架采16工字钢作立柱, 16工字钢作纵梁, 16工字钢作横梁,采用16工字钢作斜撑。

（2）侧翼

由0.55m长的三根16工字钢作为2架、再配以斜撑。

（3）底纵梁

有两根4.8m长的16工字钢并焊作为纵梁。

（4）钢筋网片

由5根长5.5(间距为1.825m)的10槽钢纵向搭接在横梁上作为纵向链接和工作平台的骨架，在纵向和横向上分别用Φ12的螺纹钢焊接，间排距12cm。

工作原理：

由装载机前斗挂拉台车上的钢丝绳，通过装载机前后移动牵引台车前后行走，台车到达掌子面后，使用伸缩钢管和钢筋网片使整个工作平台与掌子面围岩相接，工人利用台车上的照明和风水管系统可以较快的作好开挖前准备并开始凿岩作业。

工作程序：

装载机就位→挂牢钢丝绳→牵引行走→台车就位→测量放样→调整伸缩钢管→钻工就位→开始钻孔作业

注意要点：

（1）、保证焊接质量。

（2）、保证车辆通行净空。

（3）、行走轮车轴定期维护防止生锈。

（4）、爆破时台车远离掌子面60米以上距离。

简易开挖台车正视图

3门架验算

顶部工字钢每区格面积S1= 1.4×4= 5.6m2,人、小型机具、材料等荷载按2.5KN/m2计算，每根立杆承受的荷载为F1=5.6×2.5=14KN 。门架横梁受力可简化为简支梁计算,集中力为每根立杆承受的荷载F1=14KN 。

(1)抗弯强度检算

①最大弯矩M max= KMFL ,KM —弯矩系数,查表得0.311;

即得出M max= 0.311×14× 2= 8.708 KN .m

②横梁截面强度σ =M max/Wx = 8.708 ×106 ×1000/(185× 103)=

48.44N /mm2＜[f]= 215N /mm2,抗弯强度满足要求！

(2)抗剪强度检算

①最大剪力V max= KvF ,查表得Kv= 1.311;

即V max= K vF =1.311×14=18.35KN

②横梁截面抗剪强度τ=V max × Sx/(Ix ×tw)=18.35× 103× 106.5×103/(1660× 104× 6.5)=18.11N /mm2＜[fv]=125N /mm2,

抗剪强度满足要求！

(3)挠度变形检算

ω =KW F L s/(100× E × Ix),查表得K W = 2.716

即ω = 2.716× 14× 23/(100× 2.06 × 108× 1130×10-8)=1.31×10-3m=1.31mm

ω =1.31mm ＜[ω]= L /400= 4000/400=10mm,L —跨度; 受力挠度变形满足要求！

(4)横梁稳定性检算

横梁长细比λ = h /ix= 4/7.37× 10-2=54.3,查表得φ =0.427,N = ψ×A × f,即f=N /(ψ× A)= F1/(ψ× A)=20 ×103/(0.427× 30.6× 100)= 1.53N /mm2＜[f]=215N /mm2,

门架稳定性满足要求！

4总结

本文分析了台车的主要受力部件和容易破坏的部位，经过以上分析，各个部件均能够满足受力要求，因此本台车能够满足施工的受力要求。