[發(fā)明專利]小間距淺覆土小半徑條件下盾構(gòu)隧道內(nèi)部支撐臺車系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010190118.0
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111236990B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩杰;李兵;許丹;張曉平;張旗;龔安波;魯?shù)吕?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: E21D11/40
• 分類號: E21D11/40;E21D11/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 程力

本發(fā)明公開了一種小間距淺覆土小半徑條件下盾構(gòu)隧道內(nèi)部支撐臺車系統(tǒng)，包括設(shè)在隧道底部的臺車軌道和渣土車軌道以及分別與兩者配合的臺車和渣土車；臺車軌道采用原有的盾構(gòu)臺車行走的軌道；臺車包括車架、行走機構(gòu)和支撐機構(gòu)，車架上部能容納通風(fēng)管道、下部橫跨在渣土車上且不與之干涉，支撐機構(gòu)包括弧形板撐、滑動鉸接件和伸縮頂件，弧形板撐分布在隧道的上部及兩側(cè)且相鄰間存在間隙，弧形板撐通過滑動鉸接件與車架可滑動的鉸接、通過伸縮頂件與車架可伸縮的連接，伸縮頂件帶動弧形板撐頂出和縮回時，滑動鉸接件起到導(dǎo)向和限位的作用。該系統(tǒng)避免了管片破損，留出了通風(fēng)管道以及渣土的行進空間，對先發(fā)線隧道的影響降到了最小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種小間距淺覆土小半徑條件下盾構(gòu)隧道內(nèi)部支撐臺車系統(tǒng)。

背景技術(shù)

盾構(gòu)法施工以其具有機械化程度高、掘進安全高效、對絕大部分地質(zhì)地形適應(yīng)能力強等特點而成為如今隧道修建的主流方法。然而，近年來隨著城市發(fā)展的不斷深化，對于城市軌道交通的建設(shè)提出了更多的要求。受城市發(fā)展規(guī)劃、既有建筑物基礎(chǔ)、天然氣及供水管線等等諸多條件的約束，城市地鐵隧道正逐步朝著淺覆土、小間距、小半徑的方向發(fā)展。除少數(shù)城市之外，大多數(shù)城市軌道交通位于軟土地層中，軟土地層條件下淺覆土、小間距、小半徑的盾構(gòu)施工存在著嚴重的安全風(fēng)險，極大制約著施工進度。

對于軟土地層下淺覆土、小間距、小半徑盾構(gòu)施工而言，先發(fā)線隧道掘進與后發(fā)線隧道掘進時將對地層造成兩次擾動，且后發(fā)線掘進將對隧道中間土體造成破壞式影響。《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157-2003第10.1.9條及10.1.10條分別規(guī)定盾構(gòu)隧道上覆土層厚度及相鄰隧道間距均應(yīng)大于1.0D(一倍隧道直徑)。對于此類隧道，目前國內(nèi)常用的是施工前土體加固、后發(fā)線掘進時在先發(fā)線隧道內(nèi)架設(shè)內(nèi)支撐的方法來保障施工安全。其中，如何設(shè)計一種經(jīng)濟實用、安全可靠、拆卸方便、不影響先發(fā)線隧道掘進施工的內(nèi)支撐體系成為了各城市隧道施工現(xiàn)場普遍關(guān)注的問題。

文獻調(diào)研結(jié)果表明，目前對于隧道內(nèi)支撐臺車裝置的研發(fā)相對較少，已有裝置均存在著較為明顯的缺陷，例如，中國發(fā)明專利(公開號CN104314588A)和中國實用新型專利(公開號CN209040834U)提出的一種盾構(gòu)隧道內(nèi)圓支撐體系，分別采用了十字支撐與預(yù)加應(yīng)力的方法加固圓形環(huán)撐達到內(nèi)支撐效果，然而該方法支撐均為一次性裝卸裝置，無法隨后發(fā)線隧道掘進向前移動，且未留有渣土車出行空間；再如中國發(fā)明專利(公開號CN108590679)提出的一種內(nèi)支撐應(yīng)力臺車，采用機械折疊方法實現(xiàn)內(nèi)圓支撐且留出充足的空間給渣土車出土，但此臺車的行走需要預(yù)加軌道、支撐模板與底部枕木的配合完成，并且未留有通風(fēng)管道的空間，整個臺車支撐裝置的造價較高且內(nèi)圓支撐上受力不均勻，機械圓撐易發(fā)生損壞。

鑒于現(xiàn)存的盾構(gòu)隧道內(nèi)支撐體系及方法存在上述缺陷，難以兼顧先發(fā)線隧道的持續(xù)施工與隨后發(fā)線隧道掘進而移動的現(xiàn)場實際需要。因此，開發(fā)出具有普適性并且對于施工現(xiàn)場可行性較高的軟土地層條件下淺覆土、小間距、小半徑的盾構(gòu)隧道臺車內(nèi)支撐裝置顯得尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種小間距淺覆土小半徑條件下盾構(gòu)隧道內(nèi)部支撐臺車系統(tǒng)，該系統(tǒng)減小施工風(fēng)險，為其它操作留出了空間，避免了應(yīng)力過大而造成的管片破損，留出了先發(fā)線隧道的通風(fēng)管道以及渣土車的行進空間，避免了軌道的二次搭建，對先發(fā)線隧道的影響降到了最小。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種小間距淺覆土小半徑條件下盾構(gòu)隧道內(nèi)部支撐臺車系統(tǒng)，包括設(shè)在隧道底部的臺車軌道和渣土車軌道以及分別與兩者配合的臺車和渣土車；臺車軌道采用原有的盾構(gòu)臺車行走的軌道；臺車包括車架、行走機構(gòu)和支撐機構(gòu)，車架上部能容納通風(fēng)管道、下部橫跨在渣土車上且不與之干涉，支撐機構(gòu)包括弧形板撐、滑動鉸接件和伸縮頂件，弧形板撐分布在隧道的上部及兩側(cè)且相鄰間存在間隙，弧形板撐通過滑動鉸接件與車架可滑動的鉸接、通過伸縮頂件與車架可伸縮的連接，伸縮頂件帶動弧形板撐頂出和縮回時，滑動鉸接件起到導(dǎo)向和限位的作用。