一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法，特点是包括主体框架式钢支撑、后靠反力座、仰拱反力座、施工侧反力座、拱底反力座、支撑防护支架底板、板下移动轮轨和轮轨竖向伸缩装置；主体框架式钢支撑包括8根围成矩形的主体结构柱，后靠反力座包括横向伸缩式后靠反力座支架和后靠应力缓冲块，仰拱反力座包括竖向伸缩式仰拱反力座支架和仰拱应力缓冲块，施工侧反力座包括横向伸缩式施工侧反力座支架和对称分布的两块施工侧应力缓冲块，拱底反力座包括竖向伸缩式拱底反力座支架和拱底应力缓冲块，支撑防护支架底板固定设置在主体结构柱的下端，优点是移动式、快速支撑、可为联络通道掘进机提供后座力、荷载实现纵向均匀分配。

【技术实现步骤摘要】
一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法
本专利技术属于地下工程领域，尤其是涉及一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法。
技术介绍
近年来，盾构法以其施工质量好、安全及对周围环境影响小等特点在工程建设中得到了大量应用。在盾构施工中存在隧道侧向开口的施工情形，包括两条单线区间隧道之间的联络通道施工以及风井施工等情况，施工方法可采用明挖法、土体加固暗挖法、管棚法和小型盾构法等。其中小型盾构法采用机械式开挖，既解决了狭小空间始发问题，又可以较容易地对联络通道施工轴线进行控制。但是在开挖过程中，盾构机会对隧道施加压力，尤其是侧向开口状的非稳定结构，容易对隧道管片产生附加变形，因此为了确保开挖部位的管片安全，通常需要在开挖部位局部设置临时支撑防护支架。现有的常规支撑防护支架的做法是在施工现场，按设计需要的长度，通过法兰接长拼接架设，检查符合要求后用龙门吊将加压器的两个千斤顶放到活络头加压处进行定位加压，达到设计预计轴力后停止加压，再将钢楔打入活络头预留孔内，然后减压卸掉千斤顶，在施工结束后需依序对钢支撑进行拆除工作。常规的支撑防护支架存在以下不足：（1）隧道狭小空间内拆装不便，尤其是加压情况下活络头插销部分的钢楔不易拆除；（2）在对联络通道进行侧向施工时无法很好地为盾构机提供后坐力，管片受力不均易造成变形；（3）无法反复利用；(4)施工过程支撑轴力调整困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种移动式、快速支撑、可为联络通道掘进机提供后座力、荷载实现纵向均匀分配、支撑实现被动反馈以及主动控制的一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可移动式预应力支撑体系，包括主体框架式钢支撑、后靠反力座、仰拱反力座、施工侧反力座、拱底反力座、支撑防护支架底板、板下移动轮轨和轮轨竖向伸缩装置；所述的主体框架式钢支撑包括8根围成矩形的主体结构柱，所述的主体结构柱沿盾构隧道轴向平面平行设置四根，所述的主体结构柱沿盾构隧道径向平面平行设置两根；所述的后靠反力座包括横向伸缩式后靠反力座支架和后靠应力缓冲块，所述的后靠应力缓冲块的内侧通过所述的后靠反力座支架与相邻近的所述的主体结构柱的侧壁相连接，所述的后靠应力缓冲块的外侧面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的仰拱反力座包括竖向伸缩式仰拱反力座支架和仰拱应力缓冲块，所述的仰拱应力缓冲块的底面通过所述的仰拱反力座支架与所述的主体结构柱的顶部相连接，所述的仰拱应力缓冲块的顶面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的施工侧反力座包括横向伸缩式施工侧反力座支架和对称分布的两块施工侧应力缓冲块，所述的施工侧应力缓冲块的内侧通过所述的施工侧反力座支架与相邻近的所述的主体结构柱的侧壁相连接，所述的施工侧应力缓冲块的外侧面形状与盾构隧道内壁相贴合，两块所述的施工侧应力缓冲块之间的空间形成盾构机施工洞；所述的拱底反力座包括竖向伸缩式拱底反力座支架和拱底应力缓冲块，所述的拱底应力缓冲块通过所述的拱底反力座支架与所述的主体结构柱的底部相连接，所述的拱底应力缓冲块的底面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的支撑防护支架底板固定设置在所述的主体结构柱的下端，所述的支撑防护支架底板的中间设置有用于架设盾构机的凹槽；所述的板下移动轮轨通过所述的轮轨竖向伸缩装置固定在所述的支撑防护支架底板的底部。所述的主体结构柱与所述的支撑防护支架底板之间分别设置有柱板间径向斜支撑柱和柱板间轴向斜支撑柱，沿盾构隧道轴向对称的两根所述的主体结构柱之间设置有柱间径向肋板，沿盾构隧道径向对称且位于侧部的相邻两根所述的主体结构柱之间设置有柱间轴向肋板。通过支撑柱和肋板的连接保证整体结构刚度与更好的实现应力传递。所述的后靠反力座支架、所述的仰拱反力座支架、所述的施工侧反力座支架和所述的拱底反力座支架均为液压千斤顶。通过对支架进行调整，可适应不同的隧洞尺寸，并调整向盾构隧道内壁施加的预应力大小。所述的后靠应力缓冲块、所述的仰拱应力缓冲块、所述的施工侧应力缓冲块和所述的拱底应力缓冲块的材料均为包覆有橡胶缓冲层且外表面形状呈圆弧形的钢块。应力缓冲块外表面形状可根据隧道形状进行调整，优选采用圆弧形，但保留其可调整性以增加该支撑防护支架体系的适用范围。所述的轮轨竖向伸缩装置为带机械锁的伺服千斤顶。上述可移动式预应力支撑体系的使用方法，具体步骤如下：（1）将上述可移动式预应力支撑体系在洞外进行完整组装或根据施工条件进行部分组装；（2）将可移动式预应力支撑体系通过板下移动轮轨推进到施工点位；（3）将后靠应力缓冲块、仰拱应力缓冲块、施工侧应力缓冲块和拱底应力缓冲块通过相应反力座支架顶出，分别与盾构隧道内壁贴合，板下移动轮轨7收回悬空，可移动式预应力支撑体系固定；（4）在支撑防护支架底板的中间凹槽中架设盾构机；（5）可移动式预应力支撑体系为盾构机施工提供后座力；（6）施工完毕后拆运盾构机；（7）将后靠应力缓冲块、仰拱应力缓冲块、施工侧应力缓冲块和拱底应力缓冲块通过相应反力座支架收回，板下移动轮轨伸出支撑，通过板下移动轮轨推出隧洞，或根据施工条件进行部分拆分或完全拆分后运出隧洞；（8）回收实现可移动式预应力支撑体系的后续再利用。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术首次公开了一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法，可预先组装完毕或根据施工条件进行部分组装后推入，随后在洞内组装完整。底板下设有移动轮轨，推进到施工点位后，通过可伸缩式反力座支架将拱底应力缓冲块顶出，轮轨竖向伸缩装置收回，移动轮轨悬空，支架固定。施工完毕后，拱底应力缓冲块收回，轮轨竖向伸缩装置伸出，移动轮轨落地，支架体系快速移动推出隧洞，也可根据施工条件，进行部分拆分或完全拆分后运出隧道。其采用洞外加工预制构件、洞外组装结合洞内调整的框架式钢支撑，结构稳定，受力均匀，强度、刚度可靠，能够避免隧道内侧施工对隧道主体产生的附加变形，且半径可调，可以在拆装后重复使用，能够降低施工成本，提高经济效益。综上所述，本专利技术可移动式预应力支撑体系，具有移动式、快速支撑、可为联络通道掘进机提供后座力、荷载实现纵向均匀分配、支撑实现被动反馈以及主动控制的适用于既有隧道的优势，此支撑防护支架下施工中管片受力均匀，又便于支撑进场，在隧道狭小空间内拆装方便，并可实现支架后续的反复利用。附图说明图1为本专利技术的可移动式预应力支撑体系前视图；图2为本专利技术的可移动式预应力支撑体系纵剖面示意图；图3为本专利技术的可移动式预应力支撑体系立体结构示意图；图4为本专利技术在既有隧道中的运送示意图；图5为本专利技术在既有隧道中架设的应用实例示意图；图6为本专利技术的在既有隧道中施工的盾构机顶位示意图；各部件标号说明：1主体框架式钢支撑；2后靠反力座、21后靠反力座支架、22后靠应力缓冲块；3仰拱反力座、31仰拱反力座支架、32仰拱应力缓冲块；4施工侧反力座、41施工侧反力座支架、42施工侧应力缓冲块；5拱底反力座、51拱底反力座支架、52拱底应力缓冲块；6支撑防护支架底板；7板下移动轮轨；8轮轨竖向伸缩装置；9凹槽；10柱板间径向斜支撑柱；11柱板间轴向斜支撑柱；12柱间径向肋板；13柱间轴向肋板；14盾构机。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。具体实施例一种可移动式预应力支撑体系及其使用方法，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可移动式预应力支撑体系，其特征在于：包括主体框架式钢支撑、后靠反力座、仰拱反力座、施工侧反力座、拱底反力座、支撑防护支架底板、板下移动轮轨和轮轨竖向伸缩装置；所述的主体框架式钢支撑包括8根围成矩形的主体结构柱，所述的主体结构柱沿盾构隧道轴向平面平行设置四根，所述的主体结构柱沿盾构隧道径向平面平行设置两根；所述的后靠反力座包括横向伸缩式后靠反力座支架和后靠应力缓冲块，所述的后靠应力缓冲块的内侧通过所述的后靠反力座支架与相邻近的所述的主体结构柱的侧壁相连接，所述的后靠应力缓冲块的外侧面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的仰拱反力座包括竖向伸缩式仰拱反力座支架和仰拱应力缓冲块，所述的仰拱应力缓冲块的底面通过所述的仰拱反力座支架与所述的主体结构柱的顶部相连接，所述的仰拱应力缓冲块的顶面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的施工侧反力座包括横向伸缩式施工侧反力座支架和对称分布的两块施工侧应力缓冲块，所述的施工侧应力缓冲块的内侧通过所述的施工侧反力座支架与相邻近的所述的主体结构柱的侧壁相连接，所述的施工侧应力缓冲块的外侧面形状与盾构隧道内壁相贴合，两块所述的施工侧应力缓冲块之间的空间形成盾构机施工洞；所述的拱底反力座包括竖向伸缩式拱底反力座支架和拱底应力缓冲块，所述的拱底应力缓冲块通过所述的拱底反力座支架与所述的主体结构柱的底部相连接，所述的拱底应力缓冲块的底面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的支撑防护支架底板固定设置在所述的主体结构柱的下端，所述的支撑防护支架底板的中间设置有用于架设盾构机的凹槽；所述的板下移动轮轨通过所述的轮轨竖向伸缩装置固定在所述的支撑防护支架底板的底部。...

【技术特征摘要】
1.一种可移动式预应力支撑体系，其特征在于：包括主体框架式钢支撑、后靠反力座、仰拱反力座、施工侧反力座、拱底反力座、支撑防护支架底板、板下移动轮轨和轮轨竖向伸缩装置；所述的主体框架式钢支撑包括8根围成矩形的主体结构柱，所述的主体结构柱沿盾构隧道轴向平面平行设置四根，所述的主体结构柱沿盾构隧道径向平面平行设置两根；所述的后靠反力座包括横向伸缩式后靠反力座支架和后靠应力缓冲块，所述的后靠应力缓冲块的内侧通过所述的后靠反力座支架与相邻近的所述的主体结构柱的侧壁相连接，所述的后靠应力缓冲块的外侧面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的仰拱反力座包括竖向伸缩式仰拱反力座支架和仰拱应力缓冲块，所述的仰拱应力缓冲块的底面通过所述的仰拱反力座支架与所述的主体结构柱的顶部相连接，所述的仰拱应力缓冲块的顶面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的施工侧反力座包括横向伸缩式施工侧反力座支架和对称分布的两块施工侧应力缓冲块，所述的施工侧应力缓冲块的内侧通过所述的施工侧反力座支架与相邻近的所述的主体结构柱的侧壁相连接，所述的施工侧应力缓冲块的外侧面形状与盾构隧道内壁相贴合，两块所述的施工侧应力缓冲块之间的空间形成盾构机施工洞；所述的拱底反力座包括竖向伸缩式拱底反力座支架和拱底应力缓冲块，所述的拱底应力缓冲块通过所述的拱底反力座支架与所述的主体结构柱的底部相连接，所述的拱底应力缓冲块的底面形状与盾构隧道内壁相贴合；所述的支撑防护支架底板固定设置在所述的主体结构柱的下端，所述的支撑防护支架底板的中间设置有用于架设盾构机的凹槽；所述的板下移动轮轨通过所述的轮轨竖向伸缩装置固定在所述的支撑防护支架底板的底部。2.根据权利要求1所述的一种可移动式预应力支撑体系，其特征在于：所述的主体结构柱与所述的支撑防护支...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳琦，朱宏伟，
申请(专利权)人：宁波用躬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33