新建鐵路暗挖隧道施工方案

1、莞惠城際軌道交通GZH-6B標(biāo) 暗挖隧道施工方案PAGE 新建鐵路莞惠城際軌道交通工程GZH-6B標(biāo) 暗挖隧道施工方案中鐵十六局集團(tuán)有限公司莞惠城際GZH-6B標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部二一五年二月新建鐵路莞惠城際軌道交通工程GZH-6B標(biāo)暗挖隧道施工方案編制：審核：審批：中鐵十六局集團(tuán)有限公司莞惠城際GZH-6B標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部二一五年二月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc415820816 1 編制依據(jù) 1 編制依據(jù)鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB104242010）高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10753-2010）鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南(鐵建設(shè)【20

2、10】241號(hào))高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南(鐵建設(shè)【2010】241號(hào))鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10003-2005）鐵路混凝土工程鋼筋機(jī)械連接技術(shù)暫行規(guī)定(鐵建設(shè)【2010】41號(hào))鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南（鐵建設(shè)【2008】105號(hào)）鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程（TB10121一2007）民用爆破物品安全管理?xiàng)l例(國(guó)務(wù)院頒布2006.9.1實(shí)施)爆破安全規(guī)程（GB6722-2011）160&200km礦山法參考圖20101102(正式)06-24GDK36+088盾構(gòu)接收井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙GDK36+096.5GDK36+196.5礦山法開挖盾構(gòu)空推段變更圖2 工程概況中鐵十六局承建的莞惠城際

3、軌道交通建設(shè)工程6B標(biāo)【松山湖北站大朗站】區(qū)間右線盾構(gòu)隧道全長(zhǎng)2932m。截止2015年2月28日掘進(jìn)完成1408m，剩余1524m。始發(fā)時(shí)間：2012年10月25日區(qū)間里程：GDK35+427GDK38+359區(qū)間地質(zhì)：全、強(qiáng)、弱風(fēng)化混合片麻巖； 全斷面硬巖地層長(zhǎng)1059.1m,占隧道全長(zhǎng)的36.1%；上軟下硬地層長(zhǎng)1457.9，占隧道全長(zhǎng)49.7%；軟土地層415m，占隧道全長(zhǎng)14.2%，見附圖1（區(qū)間地質(zhì)縱斷面圖）。 地表建（構(gòu)）筑物：隧道上方地表建構(gòu)筑物覆蓋率達(dá)97.8%，見附圖2（莞惠城際鐵路松山湖北大朗區(qū)間右線平面圖）；工期要求:2015年11月1日隧道貫通。里程GDK35+432

4、.596-GDK36+088位于東莞市大朗鎮(zhèn)，原設(shè)計(jì)工法為盾構(gòu)法，根據(jù)目前施工進(jìn)度和剩余的工程量，盾構(gòu)法隧道施工難以滿足工期要求，為確保工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，采取如下措施：需要在里程為GDK36+088處施做一豎井，從里程GDK35+432.596至里程為GDK36+088之間相對(duì)施做礦山法，并在新增豎井里程GDK36+088處往大里程施做100米的暗挖隧道接應(yīng)盾構(gòu)機(jī)。暗挖隧道段埋深在38.749.5米之間。3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)3.1 工程地質(zhì)3.1.1地形、地貌擬建項(xiàng)目位于東莞市大朗鎮(zhèn)巷尾村，場(chǎng)地地貌主要為剝蝕丘陵及丘間谷地，地勢(shì)略有起伏?，F(xiàn)主要為交通道路、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)及廠房。本區(qū)間隧道上方地

5、表建(構(gòu))筑物覆蓋率高達(dá)97.8%，且大部分為無基礎(chǔ)的二至五層磚混結(jié)構(gòu)，年代久遠(yuǎn)，均屬住宅性民房（圖3.1-1），其中一部分為單層土坯房（圖3.1-2），現(xiàn)狀令人堪憂，我部未施工前，房屋已存在部分裂縫、錯(cuò)臺(tái)等狀況。因此如何在爆破施工時(shí)確保地面房屋的安全，是本工程的重中之重。地面房屋現(xiàn)狀如下圖3.1-3： 圖3.1-1 居民房 圖3.1-2 土坯房圖3.1-3 隧道上方房屋現(xiàn)狀3.1.2地層巖性場(chǎng)地上覆第四系人工填土（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）及第四系殘積層（Qel），下部基巖為震旦系(Pzl)混合片麻巖，具體地層描述如下：(1)第四系人工填土（Q4ml）人工填筑土：褐黃色為主，

6、松散稍密。潮濕飽和，主要成分為黏性土及全風(fēng)化片麻巖，厚1.064m，層底高程17.3520.36m 。(2)第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）淤泥質(zhì)粘土：灰黑色，灰色，飽和，流塑，含有機(jī)質(zhì)，壓縮性高，并具流變性及觸變性，場(chǎng)地內(nèi)個(gè)別鉆孔有揭露，呈透鏡狀體：粉質(zhì)黏土：褐黃色，紅褐色，灰色，可塑，主要成份為黏粒，粉粒，場(chǎng)地內(nèi)局部地段分布，呈層狀；粉質(zhì)黏土：黃褐色，紅褐色，淺黃色，灰色，硬塑，稍濕，主要成份為黏粒，粉粒，場(chǎng)地內(nèi)局部地段分布，呈層狀及透鏡體狀；粉砂：淺灰白色，淺黃色，褐黃色，飽和，松散，成分以石英為主，分選性較好，場(chǎng)地內(nèi)有個(gè)別鉆頭有揭露，成透鏡體狀；粉砂：灰白色，淺黃色，飽和，稍密，成份以石

7、英為主，分選性較好，成透鏡體狀分布；粉砂：灰白色，褐黃色，飽和，中密，成份以石英為主，含少量黏粒，呈透鏡體狀；中砂：灰白色，飽和，松散稍密，成份以石英為主，含少量黏粒，場(chǎng)地內(nèi)僅有個(gè)別鉆孔有揭露，呈透鏡體狀；中砂：灰白色，黃褐色，飽和，中密，成份以石英為主，含少量黏粒，呈透鏡體狀粗砂、礫砂：黃褐色，灰白色，稍密，砂質(zhì)均勻，級(jí)配差，呈透鏡體狀； (3)第四系坡殘積層（Q4el）粉質(zhì)黏土：褐紅色，棕紅色，褐黃色，可塑，局部硬塑，以粉，黏粒為主，切面粗糙，且中壓縮性。 (4)震旦系(Pzl)混合片麻巖按風(fēng)化程度可分位1全風(fēng)化混合片麻巖，2強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖和3弱風(fēng)化混合片麻巖三個(gè)亞層，分輸如下：1全風(fēng)化

8、混合片麻巖：褐黃色、褐紅色，巖體成土狀，土夾砂狀，各種礦物均已經(jīng)風(fēng)化為粘土或砂土，最大揭露厚度7m，層頂高程8.35m，層頂埋深13m。2強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖：灰褐色、灰色，變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖心成碎塊狀，厚8.5511.05m，層頂高程1.362.85m，層頂埋深18.6319.97m。3弱風(fēng)化混合片麻巖：灰褐色，變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖心成柱狀及短柱狀，少量塊狀，錘擊聲脆，最大揭露厚度14.5m，層頂高程7.148.25m，層頂埋深28.5329.57m。洞身范圍內(nèi)主要為弱風(fēng)化混合片麻巖。具體見附圖1。3.2 水文地質(zhì)及氣象特征(1)地表水本場(chǎng)地內(nèi)無地表水系、湖泊、魚塘及溝渠

9、。(2)地下水場(chǎng)地內(nèi)水文地質(zhì)條件受當(dāng)?shù)貧夂?、地貌、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地表水體及人類活動(dòng)等因素的影響，根據(jù)地下水埋藏條件可分為孔隙潛水、基巖裂隙水?？紫稘撍植加趫?chǎng)區(qū)內(nèi)上部覆蓋層、主要含水層為第四系人工堆積層素填土、第四系全新統(tǒng)沖積淤泥質(zhì)黏土及砂層、殘積層、全風(fēng)化混合片麻巖中，其補(bǔ)給方式主要由大氣降水補(bǔ)給及地表水補(bǔ)給，排泄方式為大氣蒸發(fā)及地下徑流；出去砂層中的孔隙水由于上部被人工填土和沖積淤泥質(zhì)黏土所覆蓋，一般具微承壓性。基巖裂隙水基巖裂隙水主要分布于下部基巖中，主要賦存于混合片麻巖節(jié)理裂隙發(fā)育部位及強(qiáng)風(fēng)化層中，含水層為風(fēng)化、構(gòu)造所形成的裂隙帶，水量較大。由于地層的滲透性差異，基巖中的水略具承壓性

10、，孔隙水及裂隙水局部具連通性。受大氣降水直接滲入補(bǔ)給，水質(zhì)一般良好。主要補(bǔ)給水源為大氣降水，地下水的排泄途徑主要是徑流。本次勘察期間地下水水位埋深1.803.80m，相應(yīng)標(biāo)高16.5618.56m。地表水，地下水對(duì)混凝土等建筑材料的侵蝕性特殊土及不良地質(zhì)場(chǎng)地勘測(cè)期間未見不良地質(zhì)體。4 總體施工方案及施工順序4.1 總體施工方案GDK35+432.596GDK36+196.5段采用礦山法施工，本段地層圍巖等級(jí)分為 、級(jí)和級(jí)四類圍巖。自盾構(gòu)接收井里程GDK35+432.596往大里程方向圍巖級(jí)別及長(zhǎng)度依次為：級(jí)圍巖332.404m，里程GDK35+432.596GDK35+765，開挖型式為馬蹄形

11、標(biāo)準(zhǔn)斷面。中鐵二十局往大里程方向已施做約40米，未做二襯結(jié)構(gòu)；級(jí)圍巖110m，里程GDK35+765GDK35+875，開挖型式為馬蹄形標(biāo)準(zhǔn)斷面；級(jí)圍巖170m，里程GDK35+875GDK36+045，開挖型式為馬蹄形標(biāo)準(zhǔn)斷面；級(jí)圍巖34.5m，里程GDK36+045GDK36+079.5，開挖型式為馬蹄形標(biāo)準(zhǔn)斷面；豎井級(jí)圍巖17m，里程GDK36+079.5GDK36+096.5；級(jí)圍巖78.5m，里程GDK36+096.5GDK36+175，開挖型式為圓形，內(nèi)徑9.1m；級(jí)圍巖21.5m，里程GDK36+175GDK36+196.5，開挖型式為圓形，內(nèi)徑9.1m。隧道開挖應(yīng)合理利用圍巖的

12、自承載力，以盡量減少開挖隧道對(duì)圍巖的擾動(dòng)為原則，在土層地段采用人工或機(jī)械開挖技術(shù)，隧道開挖在保證土體相對(duì)穩(wěn)定的前提下應(yīng)盡量減少工序，縮短工序間距，減少開挖面暴露時(shí)間和施工對(duì)土體的擾動(dòng)，在巖層地段采用光面爆破開挖，以超前小導(dǎo)管、錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及鋼架作為主要施工支護(hù)手段，模筑鋼筋砼為二次襯砌，并通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。根據(jù)襯砌斷面型式、工程地質(zhì)條件、施工機(jī)具及地面建筑物情況分別采用不同的施工方法，級(jí)圍巖采用全斷面法開挖；級(jí)圍巖深埋段采用臺(tái)階法開挖；級(jí)圍巖深埋段采用臺(tái)階法加臨時(shí)仰拱開挖；級(jí)圍巖深埋段采用中隔壁法（CD）開挖。開挖支護(hù)參數(shù)見表4.1-1、4.1-2支護(hù)參數(shù)表：表4.1

13、-1 支護(hù)參數(shù)表圍巖級(jí)別開挖直徑（m）超前支護(hù)初期支護(hù)預(yù)留變形量二次襯砌錨桿鋼筋網(wǎng)噴射砼鋼拱架 = 3 * ROMAN III8.98.2上斷面注漿拱頂120o設(shè)置螺紋砂漿錨桿L=2.5m1.5m(環(huán))1m(縱)8鋼筋網(wǎng)拱部120o2525cmC25P6噴射砼厚10cm4cmC35P1235cm = 4 * ROMAN IV9.178.54拱部120o超前小導(dǎo)管拱墻設(shè)置螺紋砂漿錨桿L=2.5m1.2m(環(huán))1m(縱)8鋼筋網(wǎng)2020cmC25P6噴射砼厚22cm格柵鋼架間距1m6cmC35P1240cm（鋼筋） = 5 * ROMAN V9.458.7拱部180o超前小導(dǎo)管邊墻設(shè)置螺紋砂漿錨桿

14、L=3m1(環(huán))m1m(縱)8鋼筋網(wǎng)1515cmC25P6噴射砼厚25cmI16工字鋼間距60cm8cmC35P1245cm（鋼筋）表4.1-2 支護(hù)參數(shù)表圍巖級(jí)別開挖直徑（m）超前支護(hù)初期支護(hù)預(yù)留變形量二次襯砌錨桿鋼筋網(wǎng)噴射砼鋼拱架V10.5拱部180o超前小導(dǎo)管邊墻設(shè)置螺紋22砂漿錨桿L=3m1(環(huán))m1m(縱)8鋼筋網(wǎng)1515cm單層設(shè)置C20、P6噴射砼厚25cmI18工字鋼間距80cm8cmC35P1245cm（鋼筋）VI10.7拱部180o超前小導(dǎo)管邊墻設(shè)置螺紋22砂漿錨桿L=3.5m0.8m(環(huán))1m(縱)8鋼筋網(wǎng)1515cm單層設(shè)置C20、P6噴射砼厚30cmI20a工字鋼間距

15、50cm10cmC35P1250cm（鋼筋）4.2 施工順序4.2.1級(jí)圍巖施工順序及工藝流程圖4.2-1 = 3 * ROMAN III級(jí)圍巖復(fù)合式襯砌斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖第一步：里程GDK35+765GDK35+875段進(jìn)行全斷面爆破開挖，開挖型式為馬蹄形標(biāo)準(zhǔn)斷面。之后進(jìn)行初期支護(hù)，即初噴40mm厚混凝土；安設(shè)鋼筋網(wǎng)；鉆孔設(shè)置系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；第二步：開挖仰拱，進(jìn)行仰拱初期支護(hù)，即初噴40mm厚混凝土；安設(shè)鋼筋網(wǎng)后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；第三步：鋪設(shè)隧道仰拱底部細(xì)石混凝土防水保護(hù)層及自粘防水卷材，澆筑仰拱及邊墻基礎(chǔ)，仰拱要求整幅灌筑。待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充至設(shè)計(jì)高度；仰拱與

16、矮邊墻一次澆筑24米。如圖4.2-2：圖4.2-2 仰拱填充標(biāo)高及矮邊墻模板示意圖第四步：鋪設(shè)枕木、軌道，準(zhǔn)備二襯臺(tái)車；見圖4.2-3；第五步：鋪設(shè)隧道拱墻自粘防水卷材，澆筑拱墻混凝土；第六步：脫模，進(jìn)入下一道循環(huán)，二襯一次澆筑長(zhǎng)度為9米。圖4.2-3 二襯臺(tái)車正面圖合格合格施工準(zhǔn)備地質(zhì)預(yù)報(bào)測(cè)量與量測(cè)布置炮眼鉆爆設(shè)計(jì)臺(tái)車（臺(tái)架）就位鉆眼、裝藥、爆破通風(fēng)排煙拱頂排險(xiǎn)裝運(yùn)機(jī)械就位出渣運(yùn)輸?shù)刭|(zhì)素描初期支護(hù)表面處理隱蔽檢查防排水系統(tǒng)施工隱蔽檢查結(jié)束變形量滿足要求后二襯施工開挖質(zhì)量檢查修正鉆爆參數(shù)不合格不合格圖4.2-4 = 3 * ROMAN III級(jí)圍巖全斷面法施工工藝流程4.2.2級(jí)圍巖施工順序及

17、工藝流程級(jí)圍巖332.404m，里程GDK35+432.596GDK35+765；級(jí)圍巖170m，里程GDK35+875GDK36+045段暗挖隧道施工，開挖型式為馬蹄形標(biāo)準(zhǔn)斷面。圖4.2-5 = 4 * ROMAN IV級(jí)圍巖深埋復(fù)合式襯砌斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖第一步：首先進(jìn)行小導(dǎo)管施工加固圍巖，即利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道拱部180范圍內(nèi)42超前小導(dǎo)管，進(jìn)行超前注漿支護(hù)；爆破開挖上部；施作上部周邊的初期支護(hù)及臨時(shí)仰拱，初噴40mm厚混凝土，安設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立初支鋼架，打設(shè)鎖腳錨桿，鉆孔設(shè)置系統(tǒng)錨桿后，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。第二步:開挖下部；施做下部周邊的初期支護(hù)，即已開挖主洞邊墻部分初噴40mm

18、厚混凝土并安設(shè)鋼筋網(wǎng)，接長(zhǎng)洞周邊墻鋼架，鉆孔設(shè)置系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；已開挖仰拱部位初噴40mm厚混凝土，安設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立初支鋼架后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。第三步：鋪設(shè)隧道仰拱底部細(xì)石混凝土防水保護(hù)層及自粘防水卷材，并及時(shí)施做邊墻基礎(chǔ)與仰拱。仰拱要求整幅灌筑。第四步：鋪設(shè)枕木、軌道，準(zhǔn)備二襯臺(tái)車；第五步：鋪設(shè)隧道拱墻自粘防水卷材，澆筑拱墻混凝土。第六步：脫模，進(jìn)入下一道循環(huán)。施工準(zhǔn)備測(cè)量放線、布置炮眼各臺(tái)階初噴混凝土、出砟各臺(tái)階鉆眼、裝藥、爆破排煙、排險(xiǎn)、降塵開挖質(zhì)量檢查超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支護(hù)（必要時(shí)）拱墻二次襯砌施工防水層鋪設(shè)仰拱、填充施工各臺(tái)階初期支護(hù)結(jié)束鉆爆設(shè)計(jì)、調(diào)整爆破參數(shù)臺(tái)架

19、（臺(tái)車）就位圖4.2-6 = 4 * ROMAN IV級(jí)圍巖臺(tái)階法施工工藝流程圖4.2.3級(jí)圍巖施工順序級(jí)圍巖34.5m，里程GDK36+045GDK36+079.5，開挖型式為馬蹄形標(biāo)準(zhǔn)斷面；級(jí)圍巖78.5m，里程GDK36+096.5GDK36+175，開挖型式為圓形，內(nèi)徑9.1m。圖4.2-7 = 5 * ROMAN V級(jí)圍巖深埋復(fù)合式襯砌斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖圖4.2-8 = 5 * ROMAN V級(jí)圍巖礦山法開挖盾構(gòu)空推不拼管片隧道斷面設(shè)計(jì)圖第一步：首先進(jìn)行注漿小導(dǎo)管施工加固圍巖，而后進(jìn)行上半斷面爆破開挖；即利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道拱部180范圍內(nèi)42超前小導(dǎo)管，進(jìn)行超前注漿支護(hù)；開挖

20、上部，預(yù)留核心土；施作上部周邊的初期支護(hù)及臨時(shí)仰拱，即初噴40mm厚混凝土，安設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立初支鋼架，打設(shè)鎖腳錨桿，鉆孔設(shè)置系統(tǒng)錨桿后，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；并于核心土已開挖位置架設(shè)臨時(shí)仰拱橫撐，上下布置連接筋，安設(shè)單層鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土封底，使主洞初支與臨時(shí)仰拱及時(shí)封閉成環(huán)。第二步:開挖下部，預(yù)留核心土；施做下部周邊的初期支護(hù)，即已開挖主洞邊墻部分初噴40mm厚混凝土并安設(shè)鋼筋網(wǎng)，接長(zhǎng)洞周邊墻鋼架，鉆孔設(shè)置系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；下臺(tái)階核心土（包括仰拱）已開挖仰拱部位初噴40mm厚混凝土，安設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立初支鋼架后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。第三步：鋪設(shè)隧道仰拱底部細(xì)石混凝土防水保護(hù)層及自

21、粘防水卷材，并及時(shí)施做邊墻基礎(chǔ)與仰拱；圓形暗挖隧道需滿足盾構(gòu)機(jī)空推要求，因此仰拱部分澆筑時(shí)與導(dǎo)臺(tái)一起澆筑，同時(shí)施做兩道臺(tái)車行走梁，仰拱回填采用碎石填充，方便車輛行駛。第四部：鋪設(shè)枕木、軌道，準(zhǔn)備二襯臺(tái)車；圓形隧道二襯臺(tái)車不鋪設(shè)枕木，臺(tái)車如圖4.2-9：圖4.2-9 圓形暗挖隧道臺(tái)車設(shè)計(jì)圖第五步：根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，分段拆除臨時(shí)橫撐，每段拆除長(zhǎng)度不超過15m。第六步：鋪設(shè)隧道拱墻自粘防水卷材，澆筑拱墻混凝土。第七步：暗挖隧道貫通后，清理仰拱位置填充的碎石、臺(tái)車行走梁，盾構(gòu)機(jī)空推出洞。 施工準(zhǔn)備測(cè)量放線、布置炮眼各臺(tái)階初噴混凝土、出砟各臺(tái)階鉆眼、裝藥、爆破排煙、排險(xiǎn)、降塵開挖質(zhì)量檢查超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支

22、護(hù)（必要時(shí)）拱墻二次襯砌施工防水層鋪設(shè)仰拱、填充施工各臺(tái)階初期支護(hù)、臨時(shí)支護(hù)結(jié)束鉆爆設(shè)計(jì)、調(diào)整爆破參數(shù)臺(tái)架（臺(tái)車）就位圖4.2-10 = 5 * ROMAN V級(jí)圍巖臺(tái)階法施工工藝流程圖4.2.4級(jí)圍巖施工順序級(jí)圍巖21.5m，里程GDK36+175GDK36+196.5，開挖型式為圓形，內(nèi)徑9.1m。圖4.2-11 = 6 * ROMAN VI級(jí)圍巖礦山法開挖盾構(gòu)空推不拼管片隧道斷面設(shè)計(jì)圖第一步：首先施工左側(cè)上部超前小導(dǎo)管加固圍巖，而后進(jìn)行爆破開挖；即利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道左側(cè)拱部上導(dǎo)坑側(cè)壁范圍內(nèi)42超前小導(dǎo)管，進(jìn)行超前注漿支護(hù)；施做左側(cè)上部初期支護(hù)：每循環(huán)進(jìn)尺一次，掌子面先噴砼封閉

23、，其它面先初噴40mm砼，架立鋼架，并打設(shè)鎖腳錨桿，再鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第二步：左側(cè)中部開挖，左側(cè)中部初期支護(hù)：每循環(huán)進(jìn)尺一次，掌子面先噴砼封閉，其它面先初噴40mm砼，架立鋼架，并打設(shè)鎖腳錨桿，再?gòu)?fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第三步：進(jìn)行左側(cè)下部開挖，施做左側(cè)下部初期支護(hù)，每循環(huán)進(jìn)尺一次，掌子面先噴砼封閉，其它面先初噴40mm砼，架立鋼架，再?gòu)?fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第四步：首先施工右側(cè)上部超前小導(dǎo)管加固圍巖，而后進(jìn)行爆破開挖；即利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道左側(cè)拱部上導(dǎo)坑側(cè)壁范圍內(nèi)42超前小導(dǎo)管，進(jìn)行超前注漿支護(hù)右側(cè)上部開挖，施做右側(cè)上部初期支護(hù)：每循環(huán)進(jìn)尺一次，掌子面先噴砼封閉，其它面先初噴4

24、0mm砼，架立鋼架，并打設(shè)鎖腳錨桿，再鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第五步：右側(cè)中部開挖，右側(cè)中部初期支護(hù)：每循環(huán)進(jìn)尺一次，掌子面先噴砼封閉，其它面先初噴40mm砼，架立鋼架，并打設(shè)鎖腳錨桿，再鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第六步：右側(cè)下部開挖，施做右側(cè)下部初期支護(hù)：每循環(huán)進(jìn)尺一次，掌子面先噴砼封閉，其它面先初噴40mm砼，架立鋼架，再鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第七步：拆除中隔壁，鋪設(shè)隧道仰拱底部細(xì)石混凝土防水保護(hù)層及自粘防水卷材，并及時(shí)施做邊墻基礎(chǔ)與仰拱。仰拱要求整幅灌筑。第八步：鋪設(shè)隧道拱墻自粘防水卷材，澆筑拱墻混凝土。注：與圓形暗挖隧道施工次序一致。圖4.2-12 = 6 *

25、ROMAN VI級(jí)圍巖中隔壁法施工工藝流程圖5施工組織管理5.1 施工組織機(jī)構(gòu)及施工任務(wù)劃分以項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制為中心的項(xiàng)目法進(jìn)行工程施工組織，組建以工程施工項(xiàng)目為主控對(duì)象、以項(xiàng)目施工管理為中心的現(xiàn)場(chǎng)組織機(jī)構(gòu)項(xiàng)目經(jīng)理部，實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，項(xiàng)目經(jīng)理部下設(shè)工程部、物資設(shè)備部、計(jì)劃部、安全環(huán)保部、辦公室；項(xiàng)目經(jīng)理部下設(shè)工區(qū)，并成立架子隊(duì)，架子隊(duì)有爆破工班、開挖工班、初期支護(hù)工班、二次襯砌工班、鋼筋工班，分別進(jìn)行暗挖隧道的爆破施工、渣石洞內(nèi)清理、運(yùn)輸、初期支護(hù)、二襯施工和鋼筋加工。5.2 平面布置安排圖5.2-1 GDK35+428風(fēng)井暗挖平面布置圖5.3 電動(dòng)葫蘆井字架設(shè)計(jì)5.3.1電動(dòng)葫蘆井字架的主

26、要結(jié)構(gòu)及工作原理5.3.1.1電動(dòng)葫蘆井字架提升系統(tǒng)的配置與結(jié)構(gòu) （1）井字架結(jié)構(gòu)尺寸：1015m37.1m9.5m（寬長(zhǎng)高），縱向跨度：5.3m/跨。 （2）電動(dòng)葫蘆井字架采用提升設(shè)備為：南京祿口環(huán)球牌10t電動(dòng)葫蘆兩套，電機(jī)功率: 18 kw，提升速度: 20 m/min，單個(gè)電動(dòng)葫蘆額定起重量:10 t，吊斗規(guī)格: 1.65m1.65m1.5m。 （3）立柱為40210mm，立柱間支撐：斜拉剪刀撐為槽鋼18a，柱頂水平撐為HM300*300H鋼。橫梁為56a雙拼工字鋼，軌道行走梁為56a工字鋼；預(yù)埋及連接鋼板采用=15mm鋼板；井架頂棚采用C型鋼1205020及角鋼L50505做成骨架，

27、屋面板采用彩鋼瓦。 （4）結(jié)構(gòu)的連接主要為直角焊縫連接：立柱與橫梁采用每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用焊接連接，主要起穩(wěn)固橫梁作用；橫梁與行車軌道梁連接的每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用焊接連接，此連接主要起傳遞荷載作用。豎井電動(dòng)葫蘆井字架結(jié)構(gòu)圖見附圖3、附圖4、附圖5、附圖6。5.3.1.2電動(dòng)葫蘆井字架提升系統(tǒng)的工作原理電動(dòng)葫蘆井字架是由立柱、軌道梁、橫梁、電動(dòng)葫蘆、電氣系統(tǒng)等部分組成，電動(dòng)葫蘆井字架總體最大起重質(zhì)量20噸。立柱是電動(dòng)葫蘆井字架主要的承重構(gòu)件，采用402、=10mm的無縫鋼管制作而成，電動(dòng)葫蘆井字架共有16個(gè)立柱，立柱的縱向間距為5.3m；立柱間通過18a槽鋼剪刀撐形式連接，立柱頂部用30H鋼水平連接立柱，起到立

28、柱之間水平支撐的作用，剪刀撐形式的槽鋼和水平支撐起到加強(qiáng)立柱整體穩(wěn)定性作用，上部為橫梁（I56a單根、雙拼工字鋼），是提升重物主要的受力部件，在其下部垂直方向2條縱梁（軌道行走梁）通過焊接與其連接，縱梁起到了“行走跑道”的作用，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)葫蘆的縱向移動(dòng)，2臺(tái)電動(dòng)葫蘆單個(gè)最大起重量為10噸，有2套操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其縱向移動(dòng)和上下提升。井子架性能表見5.3-1：表5.3-1 井子架性能表位置變形彎矩剪力位置變形彎矩剪力(m)(mm)(kN.m)(kN)(m)(mm)(kN.m)(kN)000-5.818.55024.8-16.80.50-2.7-5.219017.4-16.510-5.2-4.619.

29、509.2-16.21.50-7.3-42001.2-15.920-9.2-3.420.50-6.7-15.62.650-11.1-2.621.20-17.5-15.230-11.9-2.221.20-17.53.13.50-12.9-1.621.50-16.53.340-13.6-1.1220-14.83.64.50-14-0.522.50-133.850-14.10230-1145.30-140.323.50-8.94.35.30-1413.423.850-7.44.460-4.414.224.50-4.44.76.502.814.7250-24.97010.315.225.500.55.

30、17.501815.72603.15.37.95025.116.126.505.85.58.5034.216.726.505.8-29042.617.12704.8-1.99.5051.317.627.504-1.710060.218.12803.1-1.510.6071.218.628.502.4-1.410.6071.2-85.229.1501.6-1.211037.3-84.829.501.1-1.111.50-5-84.43000.6-111.9250-40.8-8430.500.1-0.912.50-89-83.5310-0.3-0.8130-130.6-83.131.50-0.6-

31、0.713.250-151.4-82.931.80-0.8-0.613.250-151.483.131.80-0.8-0.2140-88.883.732.50-0.9014.5750-40.684.1330-0.90150-4.884.533.50-0.90.115.5037.684.8340-0.80.215.9071.585.134.450-0.70.215.9071.5-18.5350-0.60.216.5060.6-18.135.50-0.50.317051.6-17.8360-0.30.317.5042.8-17.436.50-0.20.318034.2-17.137.1000.35

32、.3.2電動(dòng)葫蘆井字架提升能力的驗(yàn)算（1）電動(dòng)葫蘆提升能力驗(yàn)算料斗規(guī)格：1.65m1.65m1.5m（寬長(zhǎng)高）料斗裝碴后實(shí)際提升起重量: G實(shí)=1.65*1.65*1.5*1.6t/m3（松散土石方比重取1.6t/m3）+1.0（料斗自重）=7.53t10t （符合要求）（2）總體提升能力驗(yàn)算電動(dòng)葫蘆每循環(huán)所需時(shí)間：豎井深按30m考慮，加料斗提升高度3m及料斗本身高度1.5m，以豎井為標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算，豎井垂直提升距離共為30+3+1.5=34.5m，提升速度為20mmin，則單程提升時(shí)間為t1=1.725min；電動(dòng)葫蘆橫移平均距離20m，考慮操作轉(zhuǎn)換，橫移時(shí)間為t2=4.0min；料斗摘鉤、掛鉤、

33、卸碴時(shí)間t3=3min；則每一個(gè)出碴循環(huán)需時(shí)間t=2t1+ t2+ t3=10.45min；料斗容積為4.08m3(1.65m1.65m1.5m)，則豎井日平均出碴能力為:Qp=nTVms=6124.080.852=499.39m3QP日平均出碴能力，m3n1小時(shí)的提升次數(shù)，6010.45=5.742次/小時(shí)，取6次T1天的工作時(shí)間，取12小時(shí)V1個(gè)料斗的容量，取4.08m3m料斗裝滿系數(shù)，取0.85s提升設(shè)備數(shù)量，2臺(tái)電動(dòng)葫蘆以施工進(jìn)展現(xiàn)狀及工期要求推算，每個(gè)工作面需每天平均進(jìn)尺1.0m才可滿足工期要求。按左右線每個(gè)掌子面每天進(jìn)尺1.0m(30m/月)計(jì)算一天的產(chǎn)碴量為：Qmax=38.51

34、.041.3=200.2m3其中：38.5掌子面斷面面積； 1.3最大松散系數(shù)； QpQmax，可以滿足出碴需要。隧道內(nèi)的大部分進(jìn)料任務(wù)也由提升設(shè)備完成，其它材料安排在出碴間隙（每天除出碴占用的12小時(shí)以外）進(jìn)行，除去檢修保養(yǎng)用時(shí)2小時(shí)，仍累計(jì)有10小時(shí)的進(jìn)料時(shí)間。所以提升設(shè)備能解決垂直運(yùn)輸問題。5.3.3電動(dòng)葫蘆井字架結(jié)構(gòu)檢算5.3.3.1行走軌道梁驗(yàn)算軌道梁采用I56a工字鋼，材質(zhì)為Q235B,其截面特性為：Ix=65576cm4,Wx=2342cm3,軌道梁最大跨度為L(zhǎng)=6m， 電動(dòng)葫蘆自重約1噸，最大起重量為10噸。以電動(dòng)葫蘆行至軌道梁第一跨跨中位置（最不利位置）計(jì)算，計(jì)算模型可選為4

35、跨連續(xù)簡(jiǎn)支梁。（1）內(nèi)力計(jì)算荷載組合：軌道梁自重106.273kg/m，靜荷載系數(shù)取1.2，P1=1.2*106.273kg/m *9.8N/kg=1.25KN/m電葫蘆荷載考慮1.1的動(dòng)力系數(shù)，動(dòng)荷載系數(shù)取1.4，F(xiàn)1=1.4*(1.1*11t*9.8KN/t)=166.01KN最大變形(+)0mm x=13.25最大變形(-)-0mm x=8.5最大彎矩(+)71.5kN.m x=15.9最大彎矩(-)-151.4kN.mx=13.25最大剪力(+)85.1kN x=15.9最大剪力(-)-85.2kN x=10.6（2）抗彎強(qiáng)度計(jì)算。Mx/（rxWx）fMx、同一截面處繞X軸和Y軸的彎矩

36、（對(duì)工字鋼界面，X軸為強(qiáng)軸）Wx 對(duì)X軸的凈截面模量rx-截面塑性發(fā)展系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.1.1條的規(guī)定取值1.05f-鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值151.4KN.m/(1.05*2342cm3)=61.56 f=215 N/mm2強(qiáng)度滿足要求。（3）剛度計(jì)算在電動(dòng)葫蘆行至各跨中部位計(jì)算對(duì)比知：行走至第一跨跨中時(shí)產(chǎn)生的變形最大，最大變形(+) 0mm，x=13.25m（第三跨跨中位置）。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003附錄A，電動(dòng)葫蘆軌道梁撓度允許值為L(zhǎng)/400=6000/400=15mm，因此撓度滿足要求，即軌道梁剛度滿足要求。（4）抗剪強(qiáng)度計(jì)算=VS/(Itw) fvV-計(jì)算

37、截面沿腹板平面作用的剪力S-計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩I-毛截面慣性矩tw-腹板厚度=85.2KN*2342cm3/(65576cm4*13.5mm)=22.53 N/mm2fV=125 N/mm2（5）穩(wěn)定性計(jì)算Mx/（hWx）fMx-繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩Wx-按受壓纖維確定的梁毛截面模量h-梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄B查取值1.62，并根據(jù)公式B.1-2計(jì)算得0.896151.4KN.m/(0.896*2342cm3)=72.15N/mm2f=215 N/mm2整體穩(wěn)定性滿足要求。（6）局部穩(wěn)定性判斷依照現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.3.1條ho/tw=(560-21

38、*2)/12.5=41.44 80（235/fy） = 83.64 ho-為腹板的計(jì)算高度； fy-鋼材的屈服強(qiáng)度，取值215 N/mm2由上判斷可不用計(jì)算腹板穩(wěn)定性。應(yīng)按4.3.2條圖例， 4.3.6條說明在上翼緣集中受力處配置支承加勁肋。即在橫梁與吊車梁連接部位上翼緣板處（不影響電動(dòng)葫蘆運(yùn)行），腹板兩側(cè)設(shè)置三角形橫向加勁肋，外伸寬度bs ho/30+40=55.3mm,鋼板厚度10mm，間距取最小間距0.5ho=23.0cm。集中受力處腹板兩側(cè)靠上翼緣板處對(duì)稱各設(shè)置4塊。（7）軌道梁抗疲勞驗(yàn)算。軌道梁直接承受動(dòng)力荷載，當(dāng)應(yīng)力變化次數(shù)大于5*104時(shí)，需驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度。參見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范6.2

39、.1-1-對(duì)焊接部位的應(yīng)力幅=max-min=86.61 N/mm2max、min每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力和最小拉應(yīng)力max =90.48 N/mm2空載時(shí)，僅電動(dòng)葫蘆與軌道梁自重，取荷載系數(shù)后建模計(jì)算得Mmin=7.9KN.mmin=7.9KN.m/(1.05*2342cm3) =3.2N/mm2 -常幅疲勞的容許應(yīng)力幅=（C/n）1/n-應(yīng)力循環(huán)次數(shù)C、-參數(shù)，依照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄E和表6.2.1采用。=（C/n）1/以表6.2.3-2查詢，以使用次數(shù)推算，假定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到2*106，得= 176 N/mm2=86.61N/mm2= 176N/mm2軌道梁抗疲勞強(qiáng)度滿足要求。5.3

40、.3.2橫梁驗(yàn)算橫梁采用雙拼I56a工字鋼，I56a工字鋼，材質(zhì)為Q235B,其截面特性為：Ix=65576cm4,Wx=2342cm3, 橫梁跨度為1015m，吊掛2個(gè)電動(dòng)葫蘆，間距為6.6m、5.7m、2.7m.現(xiàn)檢算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。以兩臺(tái)電動(dòng)葫蘆同時(shí)行走至同一橫梁下,且起吊重量達(dá)到額定重量（起重10噸、10噸，電動(dòng)葫蘆自重1噸）的最不利狀況(簡(jiǎn)圖如下)計(jì)算，橫梁兩端置于立柱上，與立柱連接的焊接主要起穩(wěn)固橫梁的作用。（1）內(nèi)力計(jì)算：軌道梁行走至第二跨橫梁下的內(nèi)力計(jì)算：圖5.3-1 內(nèi)力圖最大彎矩(+)2.9kN.m x=3.4最大彎矩(-)-2.4kN.m x=1.5最大剪力(+)3.1k

41、N x=3.4最大剪力(-)-2.3kN x=3.4橫梁所受荷載組合：橫梁自重106.273kg/m，靜荷載系數(shù)取1.2，由上模型計(jì)算知傳遞給第二跨橫梁（x=10.6m）的集中靜荷載10.28KN。橫梁雙拼56a工字鋼自重荷載：P1=1.2*（106.273kg*2）/m*9.8N/kg=2.50KN/m；電葫蘆荷載考慮1.1的動(dòng)力系數(shù)，動(dòng)荷載系數(shù)取1.4，F(xiàn)1=1.4*(1.1*11t*9.8KN/t)+10.28=176.29KNF2= 1.4*(1.1*11t*9.8KN/t)+10.28=176.29KN最大變形(+)0mm x=9最大變形(-)-0mm x=4最大彎矩(+)149.1

42、kN.m x=12.3最大彎矩(-)-163.4kN.m x=8.5最大剪力(+)222.7kN x=12.3最大剪力(-)-135.2kNx=6.6（2）抗彎強(qiáng)度計(jì)算Mx/（rxWx）fMx、同一截面處繞X軸和Y軸的彎矩（對(duì)工字鋼界面，X軸為強(qiáng)軸）Wx 對(duì)X軸的凈截面模量rx-截面塑性發(fā)展系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.1.1條的規(guī)定取值1.05f-鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值163.4KN.m/(1.05*2*2342cm3)=33.22N/mm2f=215 N/mm2強(qiáng)度滿足要求。（3）剛度計(jì)算在電動(dòng)葫蘆行至各跨中部位計(jì)算對(duì)比知：行走至第一跨跨中時(shí)產(chǎn)生的變形最大，最大變形(+)0mm，x=9m（

43、第二跨橫梁跨中位置）。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003附錄A,主橫梁撓度允許值為L(zhǎng)/400=6.8000/400=27.5mm，因此撓度滿足要求，即橫梁剛度滿足要求。（4）抗剪強(qiáng)度計(jì)算=VS/(Itw) fvV-計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力S-計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩I-毛截面慣性矩tw-腹板厚度222.7KN*（2*2342cm3）/(2*66576cm4*2*13.5mm)=29.01N/mm2fV=125 N/mm2（5）整體穩(wěn)定性計(jì)算依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003，4.2.4條h/bo=560/152=3.686；L1/bo=6.8000/152=7

44、2.37 95(235/fy)=103.83故可不計(jì)算整體穩(wěn)定性。（6）組合梁腹板考慮屈曲后強(qiáng)度的計(jì)算。依照現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.3.1條，4.4.1條，組合梁腹板僅設(shè)置支撐加勁肋時(shí)抗彎和抗剪承載力驗(yàn)算：（V/(0.5Vu-1)2+(M-Mf)/(Meu-Mf)1 Mf=(A6.8h12/h2+A12h2)f=2*2342*215=1007KN.mM、V-梁同一截面上產(chǎn)生的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值，V Vu,取V=Vu；MMf，取M=MfMf-梁兩翼緣承擔(dān)的彎矩設(shè)計(jì)值A(chǔ)6.8、h1-較大翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離A12h2-較小翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離Meu、Vu=梁抗彎和抗剪承

45、載力設(shè)計(jì)值b-依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.3.3-2d公式計(jì)算得值為0.239，依據(jù)公式4.4.1-3Meu=1.05*1*（2*2342）*215=1057KN.mVu=hwtwfv=560*(2*12.5)*125=1750KN 將上述數(shù)據(jù)代入（V/(0.5Vu-1)2+(M-Mf)/(Meu-Mf)=11，即組合梁腹板的抗彎和抗剪承載力滿足要求。（7）局部穩(wěn)定性判斷ho/tw=(560-21*2)/12.5=41.44 80235/fy ho-為腹板的計(jì)算高度； fy-鋼材的屈服強(qiáng)度，取值215 N/mm2由上判斷可不用計(jì)算腹板穩(wěn)定性。應(yīng)按4.3.2條圖例， 4.3.6條說明在橫梁支座位置及下

46、翼緣集中受力處配置支承加勁肋。腹板兩側(cè)堆成設(shè)置橫向加勁肋，外伸寬度bs ho/30+40=57.8mm,鋼板厚度10mm，間距取最小間距0.5ho=25.9cm，每處每側(cè)設(shè)置四塊。支撐加勁肋的穩(wěn)定性。依照4.3.7條，5.1.2條做出判斷N/(A)=222.7KN/(1*37499mm2)=5.9N/ mm2f=215N/ mm2，支撐加勁肋穩(wěn)定性滿足要求。A-8塊肋板面積：8*57.8*10；2塊腹板面積（267*3+257*2）*12.5*2。5.3.3.3立柱驗(yàn)算電動(dòng)葫蘆井字架柱高度為9.5m，采用40210鋼管，其截面特性為：Ix=32155cm4, ix=6.8.142cm, Wx=

47、1599.75cm3,A=170.65cm2。（1）荷載組合（考慮最不利荷載）。a.由橫梁計(jì)算知，電動(dòng)葫蘆運(yùn)行至第二跨橫梁下，考慮荷載系數(shù)后，橫梁往單根立柱傳遞的豎向荷載為222.7KN；b.風(fēng)荷載的豎直分力：查荷載規(guī)范，對(duì)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.45KPa，屋頂1:2.3坡度，對(duì)水平方向投影系數(shù)0.422； 取荷載系數(shù)1.4；單柱上方井架頂棚尺寸在垂直面上的投影5m*2m；c電動(dòng)葫蘆井字架頂棚靜止荷載（重量見材料附表）:3.36/9*9.8KN/t=3.66KN，荷載系數(shù)取1.2；d吊車制動(dòng)荷載：0.10G=0.10*6.8*2*9.8=21.56KN，傳遞至16立柱頂部，荷載系數(shù)1.4。（2）立

48、柱強(qiáng)度驗(yàn)算。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式5.2.1N/AnMx/(xWnx)My/(yWny)f(222.7+1.2*3.66）KN/170.65cm2+(1.4*21.56/10*9.5)KN.m/(1.15*1599.75cm3) +1.4*(0.45*0.422*5*2)*9.5KN.m/(1.15*1599.75cm3)=13.3 N/mm2+15.6N/mm2+13.7N/mm2=42.6 N/mm2f=215 N/mm2強(qiáng)度滿足要求。（3）剛度驗(yàn)算： x=y=l/ ix=9.5m/6.8.142cm=85.26=150即滿足要求。（4）彎矩作用內(nèi)的穩(wěn)定性N/(xA)+mx Mx/（rxW

49、x(1-0.8N/Nex)） f=215N/式中：軸向壓力 N=（222.7+1.2*3.66）=227.09KNx為彎矩作用平面內(nèi)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，查表可得x=0.773，rx：截面塑性發(fā)展系數(shù)，取rx=1.15，Mx：截面范圍內(nèi)最大彎矩值，Mx=(21.56/10)KN*9.5m/2=10241N.m，21.56KN為吊車制動(dòng)荷載。mx：等效彎矩系數(shù)mx=1.0，Nex=3.142EA/（1.12）， 為長(zhǎng)細(xì)比，=9.5m/6.8.142cm=85.26，則Nex=244043N。N/（xA）+mx Mx/rxWx(1-0.8N/Nex) =227.09/（0.773*170.65）

50、+1.0*10241/1.15*1599.75*(1-0.8*174.192/244.043)=17.2+12.97=30.17N/ f=215N/。經(jīng)計(jì)算彎矩作用內(nèi)的穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。5.3.3.4柱間支撐驗(yàn)算柱間支撐主要驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.3.8和5.3.9條柱間支撐受壓構(gòu)件容許長(zhǎng)細(xì)比為150，受拉構(gòu)件容許長(zhǎng)細(xì)比為300。柱間支撐主要采用18a槽鋼的剪刀撐，和柱頂采用HM300型鋼。對(duì)18a號(hào)槽鋼，其i0=7.04,最長(zhǎng)柱間支撐為5.268m，=5.268m/7.04cm=74.83150,柱間支撐滿足設(shè)計(jì)要求。5.3.3.5橫梁與立柱之間斜撐驗(yàn)算斜撐采用28a工字鋼，I2

51、8a工字鋼，材質(zhì)為Q235B,其截面特性為：截面面積A=55.37cm2，Ix=3441cm4,Wx=508.2cm3，ix=24.9mm。以兩臺(tái)電動(dòng)葫蘆同時(shí)行走至同一橫梁下,且起吊重量達(dá)到額定重量（起重10噸，電動(dòng)葫蘆自重1噸）的最不利狀況計(jì)算，斜撐兩端置于立柱和橫梁上。（1）斜撐強(qiáng)度驗(yàn)算。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式5.2.1N/AnMx/(xWnx)My/(yWny)f222.7*COS（45）KN/55.37cm2=28.4N/mm2f=215 N/mm2強(qiáng)度滿足要求。（2）剛度計(jì)算x=y=l/ ix=4.88m/24.9cm=19.6=150即滿足要求。5.3.3.6立柱與橫梁連接驗(yàn)算圖5

52、.3-2 立柱與橫梁連接節(jié)點(diǎn)圖柱頂牛腿鋼板與柱頂相接的周邊用6mm高直角焊縫焊接，固定橫梁?，F(xiàn)驗(yàn)算焊縫的抗剪能力，焊縫抗剪。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范7.1.3-2f=N/(helw)ftwhe-焊縫的計(jì)算高度，取0.7*6=4.2mmlw-焊縫長(zhǎng)度3.14*402=1262.28mmftw-角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，160N/mm2f=3.66KN/(4.2*1262.28)=0.69N/mm2160N/mm2故鋼板與柱頂焊接強(qiáng)度滿足要求。5.3.3.7行走軌道梁（吊車梁）連接驗(yàn)算吊車梁上部翼緣板焊接鋼板，橫梁下部焊接鋼板，鋼板之間連接方式為焊接連接，（見下圖）?，F(xiàn)驗(yàn)焊縫強(qiáng)度。圖5.3-3 橫梁與軌道梁連

53、接節(jié)點(diǎn)圖（1）焊縫強(qiáng)度計(jì)算。因軌道梁上連接鋼板焊縫的長(zhǎng)度小于雙拼45b工字鋼橫梁的連接鋼板焊縫長(zhǎng)度，只驗(yàn)算軌道梁上連接鋼板焊縫。此焊縫承受起吊產(chǎn)生的拉力及吊車制動(dòng)產(chǎn)生的剪應(yīng)力。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式7.1.3-17.1.3-3f= N/(helw)fftwf=N/(helw)（f/f）2+f2ftwf-垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力；拉力N值見軌道梁驗(yàn)算部分。f=222.7KN/(4.2*652) mm2=38.57N/mm2f 沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力; f =N/(helw)=(21.6/10)KN/(4.2*652) mm2=0.789 N/mm2he-焊縫的計(jì)算高度，取0.7*6=4.2mml

54、w-焊縫長(zhǎng)度160*2+152*2=624mmftw-角焊縫的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，160N/mm2f-正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載取值1.0將上述數(shù)據(jù)代入（f/f）2+f2=37.59 N/mm2 ftw=160N/mm2焊縫強(qiáng)度滿足要求。（2）焊縫疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。軌道梁上與橫梁連接的鋼板，其連接焊縫直接承受動(dòng)力荷載，當(dāng)應(yīng)力變化次數(shù)大于5*104時(shí)，需驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度。以第二跨橫梁與軌道梁連接為例計(jì)算。參見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范6.2.1-1-對(duì)焊接部位的應(yīng)力幅=max-min=34.54N/mm2max、min每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力和最小拉應(yīng)力max=103.7KN/(4.2*652) mm2

55、=37.80N/mm2空載時(shí)，僅電動(dòng)葫蘆與軌道梁自重，取荷載系數(shù)后建模計(jì)算得Nmin=6.8KN，min=6.8KN/(4.2*652) mm2=4.02N/mm2 -常幅疲勞的容許應(yīng)力幅=（C/n）1/n-應(yīng)力循環(huán)次數(shù)C、-參數(shù)，依照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄E和表6.2.1采用。=（C/n）1/以表6.2.3-2查詢，以使用次數(shù)推算，假定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到2*106，得= 69 N/mm2=34.54 N/mm2= 69 N/mm2焊縫抗疲勞強(qiáng)度滿足要求。綜上，井架的強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性以及連接方式滿足要求。5.3.4基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)葫蘆井字架安裝之前，先施工提升井架的基礎(chǔ)，埋設(shè)預(yù)埋地腳螺栓，用以固定

56、井架立柱。基礎(chǔ)做法如下：a、基礎(chǔ)為C30素混凝土矩形墩長(zhǎng)0.8m、寬0.8m、高4.6m；b、基礎(chǔ)表面應(yīng)平整，水平偏差不大于10mm。c、在基礎(chǔ)上放線預(yù)埋固定井架用的鋼板和地腳螺栓，預(yù)埋螺栓規(guī)格為30，8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓?；A(chǔ)見圖5.3-4。 圖5.3-4 立柱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖5.4 爆破施工5.4.1爆破設(shè)計(jì)1.爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn)本工程為地下工程，采用水壓爆破技術(shù)，爆破安全主要以爆破振速和噪聲來控制。2.最大單段允許裝藥量控制最大段允許用藥量以允許爆破震動(dòng)速度來控制，由薩道夫斯基公式進(jìn)行計(jì)算：式中：Q-最大一段允許用藥量kg V-振動(dòng)帶安全控制標(biāo)準(zhǔn)，按照招標(biāo)文件和爆破安全規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)控制 R-爆源中心

57、到振速控制點(diǎn)距離m K-與爆破技術(shù)、地震波傳播途徑介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)的系數(shù) -爆破振動(dòng)衰減指數(shù)其中K、需在施工過程中對(duì)小藥量爆破實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析重新標(biāo)定，標(biāo)定前爆破設(shè)計(jì)時(shí)K、則按爆破安全規(guī)程根據(jù)巖層狀況選取。3.爆破器材炸藥采用乳化油炸藥，每卷200g，雷管采用非電毫秒雷管。4.裝藥結(jié)構(gòu)采用耦合裝藥結(jié)構(gòu)。5.起爆方式采用非電起爆方式，同段別高段位分段微差控制爆破技術(shù)。在靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)10m爆破采用一個(gè)段別高段位分段微差爆破技術(shù)，在鋼支柱兩側(cè)5M范圍采用兩個(gè)段別高段位分段微差爆破技術(shù)。6.爆破參數(shù)確定本工程在參數(shù)選取過程中綜合運(yùn)用工程類比、計(jì)算兩種方法，結(jié)合成功爆破經(jīng)驗(yàn)，爆破參數(shù)還將在以后施工中

58、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整。臺(tái)階高度根據(jù)本工程基坑結(jié)構(gòu)，考慮爆破施工特點(diǎn)，臺(tái)階高度確定為2.2M。鉆孔孔徑d（15.6-16.7）H，即d=40mm。最大抵抗線Wmax最大抵抗線Wmax與鉆孔直徑d和梯段高度的關(guān)系：Wmax(0.032-0.034)d 且Wmax（0.5-0.58）H可以計(jì)算得：Wmax1.28-1.45實(shí)際抵抗線WW=Wmax-0.05H=1.15-1.325按照工程施工經(jīng)驗(yàn)：W=0.5H=1.25考慮爆破方向控制，抵抗線適當(dāng)取小，在本設(shè)計(jì)中取W=1.0m。炮孔間距a炮孔在平面上按照梅花形布置，炮孔間距和抵抗線之間關(guān)系：a=mW=1.2W=1.2m (梅花形布置時(shí)，m=1.2)炮孔超

59、深h1h1與臺(tái)階高度關(guān)系為：h1=(0.2-0.3)W。取h1=0.2m炮孔長(zhǎng)度L：炮孔傾角750，所以L=1.03H+h12.8m。堵塞長(zhǎng)度h0堵塞質(zhì)量和堵塞長(zhǎng)度對(duì)控制傳爆方向和飛石至關(guān)重要，有效控制飛石標(biāo)準(zhǔn)是飛石離開孔口向四周飛濺的距離不超過35m，適當(dāng)加上防護(hù)措施，可以做到無飛石。堵塞長(zhǎng)度和抵抗線關(guān)系為：h0W取h0=1.2m。炮孔裝總藥量Qt、底部裝藥量Qb、柱狀裝藥量QpQt=qHaW式中q為炸藥單耗，是計(jì)算裝藥量的關(guān)鍵參數(shù)，通常取q=0.2-0.4kg/m3，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取q=0.25kg/m3。Qt=0.75kg結(jié)合藥卷規(guī)格，取Qt=0.8kgQb=2/3Qt=0.6kg，QP=0

60、.2kg靠近鋼支柱單耗取q=0.2kg/m3。所以Qt=0.6kg，Qb=2/3Qt=0.4kg，QP=0.2kg，底部裝藥與柱狀裝藥之間長(zhǎng)度50cm用堵塞物充填。圖5.4-1 爆孔結(jié)構(gòu)剖面圖5.4.2爆破安全檢算1.飛石檢算爆破飛石距離與爆破的種類、藥包參數(shù)、堵塞長(zhǎng)度、部位及質(zhì)量等因素有關(guān)，目前從理論上準(zhǔn)確計(jì)算爆破飛石距離很難，通常用下式計(jì)算：Rmax=20Kn2W。式中：K是與地形、藥包埋置深度、風(fēng)向、風(fēng)速等有關(guān)的系數(shù)，這里取K=1.5；n是爆破指數(shù)，取n=0.5。得：Rmax=7.5m.隧道爆破開挖埋深最為3949m之間，所以爆破開挖不會(huì)出現(xiàn)飛石出地面，尤其采取了低單耗設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)防護(hù)，