[发明专利]盾构始发反力架及其安装使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道盾构施工，特别是涉及一种盾构始发反力架及其安装使用方法。

背景技术

盾构始发掘进时，盾构机向前推进需通过后面的反力架给盾构机的掘进提供反作用力。反力架一般支撑在盾构始发工作井底层的钢筋混凝土框架上，而考虑施工方便，盾构始发工作井在通常情况下都为规则的矩形结构，以便适应提供反力的支撑面。

但是，如果盾构机需要在矿山法施工的圆形隧道内部始发时，由于已成型的隧道为圆形，所以只能靠已成型隧道的环面结构来为盾构机始发掘进提供支撑反力，这样如果仍旧使用矩形反力架结构，那么为盾构机提供的反力只能通过矩形反力架结构的四个角部来传递，不能充分发挥反力架的使用性能，而且反力的传递过于集中，不能将反力分散掉，这对提供反力的结构面的技术要求必然大大提高，增大工作风险。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种盾构始发反力架及该反力架的安装使用方法，以适应圆形隧道的盾构始发要求。

本发明所采用的技术方案是：

一种盾构始发反力架，包括由若干个弧形段拼接而成的圆环状钢环本体，所述钢环本体包括朝向盾构机的正面和背对盾构机的背面，所述钢环本体的背面沿圆周方向接有16根钢支撑，所述钢支撑包括位于钢环本体底部的三根水平支撑和在水平支撑上方的斜支撑，所述水平支撑垂直于钢环本体所在平面，所述斜支撑呈散射状。圆环状的钢环本体有利于在成型的圆形隧道内为盾构机始发提供反作用力，很好的改善反力架受力环境，变换反力的传递途径，在钢环本体上设置的多个钢支撑同时作用在钢环本体上，增强反力架整体的强度、刚度和稳定性，减小反力架应力，同时钢环本体由多个弧形段拼接而成，降低施工作业风险，提高盾构掘进安全性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钢环本体为空心框状结构，其包括相互平行的正面板和背面板、连接在正面板与背面板之间的内环板和外环板，所述正面板与背面板分别形成钢环本体的正面和背面，所述内环板和外环板分别形成圆环的内环面与外环面。因此，钢环本体的截面为近似矩形框状的结构，有利于减轻重量，同时也方便其装配成型。

作为上述技术方案的进一步改进，所述背面板上设有抵接外环板的加强板，所述钢环本体的空心部分设有若干内筋，所述内筋板朝向圆环圆心且内筋板的四个侧面分别抵接正面板、背面板、内环板和外环板。由于盾构始发需要的反向力较大，为了进一步保证钢环本体的结构强度，防止其变形。

作为上述技术方案的进一步改进，所述相邻弧形段的连接处两侧的背面板上设有螺孔，螺栓连接在螺孔上的连接板将相邻弧形段连接定位。连接板用于在相邻弧形段焊接成整体前进行定位，从而确保弧形段焊接成钢环本体后的应力减少。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钢环本体由5个弧形段拼接而成，所述弧形段包括底部的底块、位于底块两侧的左块和右块、位于左块上方的左上块和位于右块上方的右上块，所述底块上接有支腿，所述水平支撑均位于底块上。将钢环本体合理的分成5块使得反力架在井下施工安装更加方便。

反力架的安装使用方法，包括以下步骤：

a.   钢环本体拼接；

b.  钢支撑的施工，钢环本体竖直固定在二次衬砌前方，三根水平支撑的另一端抵接在固定于二次衬砌底部的固定件上，各斜支撑抵接固定在二次衬砌上；由于在实际使用过程中，二次衬砌轮廓的直径一般都会大于反力架的尺寸，因此钢环本体的大部分区域使用斜支撑抵接二次衬砌，而水平支撑的受力最稳定，因此安装在钢环本体底部，与二次衬砌底部的固定件抵接；

c.   钢环本体的正面通过负环连接盾构机。

作为上述技术方案的进一步改进，为了防止弧形段对位不良导致钢环本体在弧形段的对接处造成应力集中，在步骤a中，相邻弧形段在彼此对接处定位调圆，再于对接处焊接成整体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤b中，各钢支撑采用先下后上、左右交替、对称布置的施工顺序。首先安装好三根水平支撑，因其施工方便，通过在钢环本体下面先受力，减少不均匀的应力；之后安装上方的斜支撑；然后左、右两侧的斜支撑交替对称施工，均有利于减少应力。

本发明的有益效果是：本发明的圆环状的钢环本体有利于在成型的圆形隧道内为盾构机始发提供反作用力，很好的改善反力架受力环境，变换反力的传递途径，在钢环本体上设置的多个钢支撑同时作用在钢环本体上，增强反力架整体的强度、刚度和稳定性，减小反力架应力，同时钢环本体由多个弧形段拼接而成，方便隧道内反力架的安装施工，降低施工作业风险，提高盾构掘进安全性。