[发明专利]用于联络通道掘进施工的顶推系统及使用其的施工方法

说明书

本发明提供一种用于联络通道掘进施工的顶推系统及使用其的施工方法。顶推系统包括反力架和多个传力拉杆，传力拉杆将反力架连接至围绕联络通道的始发端的主隧道管片，反力架用于在掘进方向上为掘进设备提供支撑，其中，支撑力经由传力拉杆传递至围绕联络通道的始发端的主隧道管片。根据本发明的技术方案，顶推系统取消了背靠支撑，不仅简化了结构，使整个系统集约化，而且将反力架的背靠空间释放，为多条联络通道同步施工、联络通道与主隧道施工同步进行提供了空间便利。这种顶推系统不仅制造成本低，而且由于其操作方便，节约施工空间，可以使多道施工工序同步进行，从而使施工成本明显降低。

技术领域

本发明涉及地下工程技术领域，具体而言，涉及一种用于联络通道掘进施工的顶推系统及使用其的施工方法。

背景技术

根据《地铁设计规范》规定：两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道。地铁隧道及市政公路隧道的联络通道大都采用矿山法。例如在地下水较为丰富的区域，通常采用冻结法加固，然后采用矿山法进行联络通道开挖施工。然而，冻结法施工容易导致冻胀、融沉等不良后果，通常会引起一定的地面沉降，地面沉降较大时甚至发生垮塌危险，这对地质条件复杂、环境保护要求高的城市核心区域尤其难以适应。并且这一施工方法建设工期长，通常需要超过100天的冰冻，然后才能开始开挖，使建设工期经常长达4-6个月。另外，对于有砂层和承压水的地层，冻结法效果并不好，容易出事故，对环境影响大、风险很高。

近些年提出了采用拼装式联络通道结构，并采用机械法联络通道施工的方法。在始发过程中，需要将预支撑台车张开，在上、下、左、右各个方向支撑于主隧道管片，形成全环整体式预支撑结构，并将反力架支撑在始发方向相对侧的主隧道管片上以作为顶推装置的背靠承担推力。以地铁隧道施工为例，隧道内径通常在5.5m至6m，有些项目中甚至能够扩大至8.1m或更大。对于其他工程的隧道施工作业，隧道内径可能有大有小。而当前的预支撑结构能够适应隧道内径在在5.5m至7.1m之间变化的需求。当隧道直径大于7.1m，例如增加到8.1m时，采用同样的支撑方式将会导致预支撑结构的体系十分庞大。并且由于隧道直径变大，主隧道管片结构与支撑结构的适应性和稳定性，以及在施工过程中的应力变化、结构强度等，均需重新研究。目前的施工方法并不能提供任何借鉴。

此外，采用全环整体式预支撑结构，整个主隧道的空间被预支撑结构占用，车辆无法通行，施工位置两侧无法连通。这就导致只有在一条联络通道施工完毕之后才可以进行其他联络通道的施工或主隧道的其他施工，多个施工工序无法同步进行，导致施工进度延长。另一方面，现有技术中的主要构件，背靠与顶推系统只能依靠人工现场完成计划推进线的角度调整。

因此，需要提供一种用于联络通道掘进施工的顶推系统及使用该顶推系统的施工方法以至少部分地解决上述问题，同时控制设备制造成本和施工成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于隧道群T型联络通道掘进施工的顶推系统及使用该顶推系统的施工方法，以实现多种工序的同步施工，提高施工效率，缩短工期，并降低设备制造成本和施工成本。

根据本发明的一个方面，所述顶推系统包括反力架和多个传力拉杆，所述传力拉杆将所述反力架连接至围绕所述联络通道的始发端的主隧道管片，所述反力架用于在掘进方向上为掘进设备提供支撑，其中，支撑力经由所述传力拉杆传递至所述围绕所述联络通道的始发端的主隧道管片。

在部分实施方式中，至少一部分所述传力拉杆与所述围绕所述联络通道的始发端的主隧道管片直接连接。

在部分实施方式中，所述联络通道的始发端设置有连接至所述主隧道管片的始发套筒，至少一部分所述传力拉杆与所述始发套筒连接。

在部分实施方式中，所述传力拉杆构造为无动力拉杆。

在部分实施方式中，所述反力架的朝向所述联络通道的一侧设置有顶推驱动单元。