[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

说明书

本发明属于隧道与地下工程技术领域，具体的说是涉及一种盾构顶进新奥法支护的反力装置及其设置方法，主要是为了提出一种反力装置，有效的解决传统盾构法施工必须采用管片衬砌提供反力，无法采用新奥法喷锚衬砌进行支护的难题，该反力装置,包括盾构机本体,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,该多个均布设置的顶推油缸的布置形式与盾构断面的结构形式相匹配；在盾构机本体已开挖盾构断面上设置有沿盾构断面布置的环向拱架，在环向拱架之间设置有沿盾构断面布置的纵向反力梁，该装置及其设置方法将盾构法安全快速掘进与新奥法衬砌经理合理的优点相结合，实现隧道快速、安全、经济的施工目标。

技术领域

本发明属于隧道与地下工程技术领域；具体的说是涉及一种盾构顶进新奥法支护的反力装置及其设置方法。

背景技术

目前在无地下水或少地下水的软岩，如Ⅳ、Ⅴ级围岩或土质及岩质地层中进行隧道暗挖施工，一般采用新奥法或盾构法进行施工；其中盾构法是隧道与地下工程的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地层中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部拼装成环的衬砌上加压顶进，然后拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法；盾构法能够实现地层施工中的连续掘进，施工效率高，但衬砌结构采用预制管片拼装式结构，成本较高。

地下新奥法施工是以维护和利用隧道围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为隧道支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则；采用新奥法施工隧道断面以马蹄形为主，也可采用圆形、矩形等，衬砌方式一般采用复合衬砌形式，即采用初期支护加二次衬砌相结合的方式，对衬砌受力非常有利；围岩在柔度较大的初期支护条件下，可产生较大的形变，释放了大部分的变形能，因而能使后设的二次衬砌减小受力，二次衬砌施作以后，又会对初期支护产生径向抗力，从而改善初期支护的受力条件；而且衬砌表面光洁平整，有利于隧道通风和防水，保护外层支护；但是在地下软岩Ⅳ、Ⅴ级围岩中采用新奥法施工时，一般需分台阶开挖，机械化程度低，作业以人工为主，施工效率较低，安全风险高，隧道作业环境差。

发明内容

本发明的发明目的：

主要是为了提出一种用于盾构法掘进与新奥法支护相结合的一种反力装置，有效的解决传统盾构法施工必须采用管片衬砌提供反力，无法采用新奥法喷锚衬砌进行支护的难题；将盾构法安全快速掘进与新奥法衬砌经济合理的优点相结合，在不改变现有隧道结构设计的条件下，可以保证软岩隧道机械化快速掘进，初期支护快速封闭成环，可适用于各种类型的衬砌断面，如圆形、马蹄形隧道断面等，实现隧道快速、安全、经济的施工目标。

本发明的技术方案为：

提供了一种盾构顶进新奥法支护的反力装置,包括盾构机本体,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。

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。

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。

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。

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。

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。