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隧道开挖作业台车计算书

一、工程概况

本隧道开挖作业采用装载机拖动行走式简易台车，该台车具有制作简便、操作灵活、结构刚度大的特点，可精准控制炮眼位置与方向，同时满足30台及以上YT-28风动凿岩机同步作业需求，适用于隧道开挖阶段的凿岩作业平台。

二、台车结构组成与制作过程

（一）主要结构组成

简易开挖台车由工字钢门架、侧翼“翅膀”、底纵梁、钢筋网片、伸缩钢管、风水管道系统、牵引钢丝绳七大核心部件组成，各部件功能与制作要求如下（配套正视/侧视图见图11.2-1、图11.2-2）。

结构部件

材质规格

制作要求与功能

工字钢门架

18号工字钢（立柱、纵梁、横梁）；14/16号工字钢（斜撑）；[12.6槽钢（横向加固）]

共设3排门架，排间距2.0m，形成台车主体承重框架，承受作业人员、机具及材料荷载

侧翼“翅膀”

18号工字钢（1.0m长×2架、1.5m长×2架）+配套斜撑

扩展作业平台宽度，增加凿岩作业覆盖范围，斜撑增强侧翼结构稳定性

底纵梁

18号工字钢（7.0m长×2根，并焊连接）

台车行走与承重基础，连接门架与行走轮，确保台车整体受力传递均匀

钢筋网片

10号槽钢（6.0m长×5根，间距1.8m）；Φ12螺纹钢筋（间排距12cm）

10号槽钢作为工作平台骨架，Φ12钢筋网片铺设形成作业面，保障人员行走安全

伸缩钢管

无缝钢管（直径根据现场需求确定）

调整作业平台与掌子面围岩距离，确保凿岩作业精度，可灵活伸缩适配不同开挖断面

风水管道系统

高压水管（Φ50）、高压风管（Φ65）

为YT-28凿岩机提供高压水（降尘、冷却）与高压风（动力源），管道沿门架固定

牵引钢丝绳

6×19S+FC型钢丝绳（直径≥20mm，破断拉力≥200kN）

连接装载机前斗与台车，实现装载机牵引台车前后行走，需定期检查磨损情况

（二）结构示意图标注说明

1.简易开挖台车正视图（图11.2-1）

标注尺寸（mm）

对应结构部位

说明

7200

台车总宽度

含门架与两侧翼“翅膀”的总宽度

1800（共4处）

门架立柱间距/侧翼悬挑长度

3排门架立柱横向间距，侧翼“翅膀”悬挑尺寸

1400

门架立柱高度

从底纵梁顶面至横梁底面的垂直距离

3600

门架横梁跨度

单排门架左右立柱之间的水平距离

1000

底纵梁高度

并焊工字钢的总高度

40

槽钢/工字钢腹板厚度

确保结构连接强度

200

钢筋网片防护栏杆高度

作业平台边缘防护，防止人员坠落

1500

伸缩钢管最大伸缩量

适配掌子面围岩起伏调整的最大距离

3100

门架顶部至作业平台距离

保障作业人员操作空间

2.简易开挖台车侧视图（图11.2-2）

侧视图主要标注门架排间距（2000mm）、底纵梁长度（7000mm）、作业平台高度（距地面1200-1500mm）、行走轮直径（根据装载机牵引需求确定）等关键尺寸，体现台车纵向结构布局与行走系统位置。

三、台车工作原理与作业程序

（一）工作原理

通过装载机前斗挂钩连接台车上的牵引钢丝绳，利用装载机的前后移动带动台车沿隧道底板行走；台车到达掌子面指定位置后，调节伸缩钢管长度，使钢筋网片作业平台与掌子面围岩紧密贴合；作业人员通过台车上的照明系统（LED防爆灯）观察掌子面，连接风水管道系统为YT-28凿岩机供风供水，开展凿岩作业。

（二）作业程序

装载机就位：将装载机行驶至台车后方，调整位置使前斗挂钩与牵引钢丝绳对齐。

挂牢钢丝绳：人工将牵引钢丝绳两端分别固定在装载机前斗与台车牵引点，检查连接牢固度（采用双卡扣锁紧）。

牵引行走：启动装载机，缓慢牵引台车向掌子面移动，过程中安排专人指挥，避免台车碰撞隧道侧壁。

台车就位：台车到达指定位置后，关闭装载机动力，用三角木固定台车行走轮，防止滑移。

测量放样：测量人员在掌子面标注炮眼位置与角度，为凿岩作业提供基准。

调整伸缩钢管：根据掌子面围岩平整度，调节伸缩钢管长度，使作业平台与掌子面间距控制在30-50cm，确保凿岩精度。

钻工就位：作业人员佩戴安全防护用品（安全帽、防尘口罩、防滑鞋），按炮眼布置图就位，连接凿岩机风水管路。

开始钻孔作业：启动凿岩机，按标注的炮眼位置与角度钻孔，过程中检查钻孔深度与方向，确保符合设计要求。

四、关键结构受力检算

（一）检算依据与参数取值

检算规范：依据《路桥施工计算手册》（人民出版社，2002）、《材料力学》（人民教育出版社，1983）相关规定。

荷载取值：

活荷载：作业人员、小型机具及材料荷载按2.5kN/m2（含冲击系数1.2）。

恒荷载：钢管架自重F2=20.6kN；横梁自重F3=13.44kN（含1.2安全系数）；纵梁自重F4=7.92kN（含1.2