[发明专利]一种盾构顶进新奥法支护的反力装置及其设置方法

权利要求书

1.一种盾构顶进新奥法支护的反力装置,包括盾构机本体,其特征在于:在盾构机本体的盾尾上沿盾构方向均布设置有多个顶推油缸,多个均布设置的顶推油缸的布置形式与盾构隧道断面的结构形式相匹配；在盾构机本体已开挖隧道断面上设置有沿隧道断面布置的环向拱架，在相邻两榀环向拱架之间设置有沿隧道断面纵向布置的纵向反力梁；顶推油缸顶靠至纵向反力梁位置处。

2.根据权利要求1所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置，其特征在于：所述的纵向反力梁沿盾构隧道向前掘进方向进行分段设置；每一个分段设置的纵向反力梁的长度为相邻两榀环向拱架之间的距离，且每一分段设置的纵向反力梁均保持在同一轴线上。

3.根据权利要求1或2所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置，其特征在于：在环向拱架之间设置的沿隧道断面布置的本环纵向反力梁和上环纵向反力梁通过紧固螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置，其特征在于：所述的本环纵向反力梁前端的上部和下部与环向拱架亦采用紧固螺栓连接。

5.根据权利要求4所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置，其特征在于：所述的本环纵向反力梁与环向拱架在接头处还打设锁脚锚杆。

6.根据权利要求1所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置，其特征在于：在相邻的两个沿隧道断面布置的环向拱架之间还挂设有钢筋网，在钢筋网上喷射混凝土。

7.一种利用权利要求1至6中任一项所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置的设置方法,其特征在于：

(1)、根据隧道地层条件、开挖形式和盾壳长度条件，计算盾构掘进所需推力及其所需推进油缸数量，根据隧道断面形式，合理确定盾构推进油缸在隧道断面的布置位置；

（2）、根据单个油缸推力大小、油缸布置位置和隧道断面，确定隧道初期支护环向分割方式与初期支护反力纵梁布置位置；

（3）、隧道开挖，根据隧道初期支护间距，开挖一个隧道支护间距长度；

（4）初期支护施工，根据地质条件，盾构机的盾尾整体缩回或分块缩回，当分块缩回时，每缩回一个分块就对该分块对应的隧道围岩区域设置环向拱架、纵向反力梁、钢筋网片和锚杆，整环安装后喷射混凝土，并完成整环初期支护施工，初期支护的纵向反力梁连接至隧道已施做二次砌衬处；

（5）、盾构顶推油缸顶至初期支护纵向反力梁处，将盾构机向前推进一个开挖长度；

（6）、重复上述步骤（1）至（5），进行隧道开挖支护循环作业。

8.根据权利要求7所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置的设置方法,其特征在于：在步骤3中，盾构机的盾尾是分块构成的，其分块大小与隧道初期支护分块大小对应，每个分块都沿盾构机的纵向水平伸缩运动，使隧道外周开挖的围岩面分块露出。

9.根据权利要求7所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置的设置方法,其特征在于：在步骤4中，初期支护的施工步骤为：4.1根据盾尾分块区域，首先隧道仰拱底部的分块向隧道掌子面方向缩回，然后为左右拱墙部位依次缩回，最后为拱顶部位缩回；4.2在每一盾尾缩回区域，首先安装该区域对应的环向分块拱架，然后安装纵向反力梁，本环纵向反力梁末端与上环纵向反力梁通过螺栓连接，并确保两环反力梁在同一轴线上，本环纵向反力梁前端上部和下部与环向拱架采用螺栓可靠连接，设置完成后在接头处打设锁脚锚杆，在前后两环拱架之间挂设钢筋网，喷射混凝土，完成该区域初期支护施工；

4.3重复以上步骤，完成整环初期支护施工及纵向反力梁设置。

10.根据权利要求7或9所述的一种盾构顶进新奥法支护的反力装置的设置方法,其特征在于：所述隧道初期支护包括环向拱架、纵向反力梁、纵向连接筋、钢筋网片、锁脚锚杆以及喷射混凝土；其中纵向反力梁与上、下环向拱架在接头处通过螺栓连接，纵向反力梁之间在接头处也通过螺栓连接。