本发明专利技术公开了一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构及其制备方法，该始发结构包括底板和反力墙，两者在平面空场地上利用钢筋混凝土直接整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，以保证盾构始发结构的整体稳定性，其中，所述底板水平布置，所述反力墙竖直布置在底板上，其上开设有洞口。本发明专利技术有效保证了盾构始发结构的稳定性，减少了工程量，具有结构简单，施工方便可靠等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道施工设备领域，更具体地，涉及一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构及其制备方法。
技术介绍
盾构机是以一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘的设备，该圆柱体组件的壳体即护盾，对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，因此在隧洞挖掘中得到广泛应用。实际使用时，盾构机向前始发推进时，需用千斤顶作用在盾构机后部的反力架上。常规的盾构始发装置布置在钢筋混凝土结构的盾构始发工作井内(如图1所示，图中，1是盾构始发工作井，2是待破除洞门，3是盾构机，4是千斤顶，5是钢反力墙，6是反力架后方工作井侧墙结构，7是工作井侧墙结构后方土体)，盾构的反力架支撑在工作井侧墙结构上，由工作井侧墙结构后方土体提供反力使盾构前移(简称掘进始发)。而在平面空场地上，盾构机后部无直接支撑的结构，因此现有的平面空场地上盾构始发装置需要搭建钢反力架，反力架通过竖向钢斜撑固定在底板上，底板下再设置桩基础将盾构机推力传给地层(如图2所示，图中，3是盾构机，4是千斤顶，5是钢反力墙，8是反力架竖向钢斜撑，9是盾构机底座，10是反力架底板，11是抗滑墙趾或抗滑桩。现有的平面空场地上
盾构始发装置存在以下问题：1)反力架通过竖向钢斜撑支撑于底板，由于钢斜撑的刚度较小，影响盾构始发稳定性，且反力架、盾构机底座和反力架底板分开单独制造，不利于盾构始发掘进的整体稳定；2)工程量较大，当盾构始发需要的推力较大时，反力架底板需要有较大的长度，设备成本高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种自平衡式盾构始发结构及其制备方法，其中结合平面空场地的施工特点，相应设计了适用于平面空场地上的自平衡式盾构始发结构，通过将反力墙和底板整体同时现场浇筑，获得呈倒T型结构的始发结构，有效保证了盾构始发结构的稳定性，减少了工程量，具有结构简单，施工方便可靠等优点，适用于铁路隧道、地铁隧道和公路隧道等场合。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构，该始发结构包括底板和反力墙，两者在平面空场地上利用钢筋混凝土直接整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，以保证盾构始发结构的整体稳定性，其中，所述底板水平布置，所述反力墙竖直布置在所述底板上，其上开设有洞口。作为进一步优选的，所述反力墙的一侧通过盾构机推进机构安装有盾构机，另一侧设置有钢筋混凝土肋腋板。作为进一步优选的，所述底板根据盾构机和反力墙的装配需要，将其设计为长度大于其宽度的矩形板，其中其长度方向与盾构机的行进方向一致，并且其长度大于所述肋腋板在平面上的投影长度、反力墙的厚度、盾构机推进机构的长度和盾构机的长度之和，其宽度大于所述盾构机的宽度、且大于所述反力墙的宽度。作为进一步优选的，所述底板和反力墙整体浇筑成形的工艺具体为：根据所述底板和反力墙的结构尺寸，设计模板尺寸，然后支撑模板；整体
绑扎用于制备所述底板和反力墙的钢筋，获得钢筋笼，将钢筋笼放置在支撑模板上，然后在5℃～35℃温度下浇筑混凝土；混凝土浇筑完毕后，进行不小于28天的潮湿养护，最终获得倒T字型整体现浇钢筋混凝土结构。作为进一步优选的，所述底板的下方设置有高度不同的抗滑墙趾和/或抗滑桩，优选的，所述底板安装盾构机一侧的下方设置多根抗滑墙趾，所述底板安装钢筋混凝土肋腋板一侧的下方设置多根抗滑桩。作为进一步优选的，所述抗滑墙趾和/或抗滑桩的深度和数量需满足始发结构的抗滑安全要求，具体为当始发结构在盾构机向前掘进反力作用下时，抗滑墙趾和/或抗滑桩提供的水平抗力与底板和土的摩擦力保持平衡。作为进一步优选的，所述反力墙的宽度大于所述盾构机的宽度、且大于所述肋腋板水平投影宽度，其高度大于所述盾构机的高度、且大于所述盾构机推进机构竖向分布的高度。作为进一步优选的，所述洞口用于供盾构后配套装置通行，其直径大于后配套装置的最大宽度，且小于所述盾构机的直径。按照本专利技术的另一个方面，提出了一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构的制备方法，包括如下步骤：(1)根据设计的盾构隧道尺寸及相应的盾构机尺寸，设计始发结构的底板和反力墙的尺寸；(2)根据设计的始发结构底板和反力墙的尺寸，并根据盾构始发推力作用下始发结构的结构强度、变形和稳定性要求，设计始发结构的底板和反力墙的钢筋混凝土结构以及抗滑墙趾和/或抗滑桩的结构；(3)施工浇筑抗滑墙趾和/或抗滑桩结构，预留抗滑墙趾和/或抗滑桩与始发结构底板的连接钢筋；绑扎始发结构底板和反力墙的钢筋笼，并保证抗滑墙趾和/或抗滑桩与始发结构底板连接钢筋的可靠性，然后支撑模板，浇筑始发结构底板和反力墙的倒T字型整体结构混凝土；(4)待始发结构底板和反力墙的倒T字型整体结构混凝土达到设计强
度后，在始发结构上组装盾构机，并布置盾构机始发推进机构，在盾构始发结构后侧组装盾构后配套装置，然后进行盾构始发。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术将始发结构的反力墙和底板整体同时现场浇筑，形成倒T型整体钢筋混凝土结构，有效的保证了盾构始发结构的稳定性，并有效的减少了工程量，实际应用时，可根据始发结构的具体应用位置，直接现场浇筑，施工方便可靠。2.本专利技术在现浇反力墙上开设洞口，以满足盾构后配套通行及盾构始发的要求，并在底板和反力墙的连接部位设置钢筋混凝土肋腋板以增大开洞反力墙的刚度。3.本专利技术为了保证盾构始发过程中具有足够的反力，除利用盾构机及始发结构本身自重作为压重外，在底板下还设置了抗滑墙趾和/或抗滑桩，抗滑墙趾、抗滑桩、底板与反力墙整体形成稳定的始发结构，保证平面空场地上盾构安全始发，确保盾构始发过程中始发结构的整体抗滑稳定。4.本专利技术还对反力墙和底板的整体浇筑工艺及各自的结构尺寸进行研究和设计，获得最佳浇筑工艺和最佳结构尺寸，可浇筑获得具有较高刚度和稳定性的始发结构。附图说明图1是常规盾构始发结构的结构示意图；图2是现有平面空场地上盾构始发结构的结构示意图；图3是本专利技术平面空场地上盾构始发结构的结构示意图；图4是本专利技术平面空场地上盾构始发结构的横断面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体
实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术针对平面空场地上现有盾构始发结构的不足，提出了将始发结构的反力墙、盾构机底板整体现场浇筑的方案，形成倒T型整体钢筋混凝土结构，该结构作为一个整体为盾构机的始发提供场地，提高了始发结构的整体稳定性，降低了工程量，适用于铁路隧道、地铁隧道和公路隧道等。如图3所示，本专利技术实施例提供的一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构，该始发结构主要包括底板15和反力墙12，底板15和反力墙12在平面空场地上直接利用钢筋混凝土整本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构，其特征在于，该始发结构包括底板(15)和反力墙(12)，两者在平面空场地上利用钢筋混凝土直接整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，以保证盾构始发结构的整体稳定性，其中，所述底板(15)水平布置，所述反力墙(12)竖直布置在所述底板(15)上，其上开设有洞口(14)。
【技术特征摘要】
1.一种平面空场地上自平衡式盾构始发结构，其特征在于，该始发结构包括底板(15)和反力墙(12)，两者在平面空场地上利用钢筋混凝土直接整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，以保证盾构始发结构的整体稳定性，其中，所述底板(15)水平布置，所述反力墙(12)竖直布置在所述底板(15)上，其上开设有洞口(14)。2.如权利要求1所述的平面空场地上自平衡式盾构始发结构，其特征在于，所述反力墙(12)的一侧通过盾构机推进机构安装有盾构机(3)，另一侧设置有钢筋混凝土肋腋板(13)。3.如权利要求2所述的平面空场地上自平衡式盾构始发结构，其特征在于，所述底板(15)根据盾构机(3)和反力墙(12)的装配需要，将其设计为长度大于其宽度的矩形板，其中其长度方向与盾构机(3)的行进方向一致，并且其长度大于所述肋腋板(13)在平面上的投影长度、反力墙(12)的厚度、盾构机推进机构的长度和盾构机(3)的长度之和，其宽度大于所述盾构机(3)的宽度、且大于所述反力墙(12)的宽度。4.如权利要求3所述的平面空场地上自平衡式盾构始发结构，其特征在于，所述底板(15)和反力墙(12)整体浇筑成形的工艺具体为：根据所述底板(15)和反力墙(12)的结构尺寸，设计模板尺寸，然后支撑模板；整体绑扎用于制备所述底板(15)和反力墙(12)的钢筋，获得钢筋笼，将钢筋笼放置在支撑模板上，然后在5℃～35℃温度下浇筑混凝土；混凝土浇筑完毕后，进行不小于28天的潮湿养护，最终获得倒T字型整体现浇钢筋混凝土结构。5.如权利要求4所述的平面空场地上自平衡式盾构始发结构，其特征在于，所述底板(15)的下方设置有抗滑墙趾和/或抗滑桩，优选的，所述底板(15)安装盾构机(3)一侧的下方设置多根抗滑墙趾，所述底板(15)
\t安装钢筋混凝土肋腋板(13)一侧的下方设置多...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，邓朝辉，龙凡，鲁志鹏，孙峰，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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