[發明專利]一種盾構隧道垂直頂升的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011289138.X
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112177630B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 裘水根;孫林;姜小強;翁晨剛;羅鑫;黃煒焱;徐佳樂;張崢;方華;蔡異冰
• 申請（專利權）人: 上海市機械施工集團有限公司
• 主分類號: E21D11/04
• 分類號: E21D11/04;E21D11/08;E21D11/10;E21D11/40;E21D11/38
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種盾構隧道垂直頂升的裝置及方法。所述裝置包括頂升設備和兩塊以上的垂直頂升分載梁；垂直頂升分載梁包括下弦弧板和第一軌枕板，下弦弧板與隧道內壁貼合，第一軌枕板與臺車軌道的軌枕板在同一高度，兩塊以上的垂直頂升分載梁的圓弧形的端面依次連接組成底座機構，底座機構的徑向寬度大于一環。垂直頂升分載梁可以與臺車的軌枕板同時鋪設，不用拉開臺車再鋪設垂直頂升分載梁，減小了盾構機的停機時間；兩塊以上的垂直頂升分載梁組成的底座機構的徑向寬度大于一環隧道襯砌環管片的寬度，可以把頂升設備所受的反力分散到多環隧道襯砌環管片上，防止隧道出現沉降。

技術領域

本發明涉及盾構工程施工技術領域，特別涉及一種盾構隧道垂直頂升的裝置及方法。

背景技術

隨著城市基礎設施建設技術的飛速發展，越來越多的管線通過地下隧道進行鋪設。小直徑盾構法作為對地面影響較小，受環境限制較小的施工工藝被越來越廣泛地運用，常用來穿越江海等天塹。小直徑盾構法的施工對象是隧道內徑≤4m的隧道。

長度≥4km的超長距離盾構隧道設置有多個測量點，測量傳遞誤差大，在盾構進洞前必須經過專項進洞測量以達到隧道貫通的目的。垂直頂升是直接從隧道里面打出一個出地面的孔，通過該孔可以方便對隧道內坐標進行觀測，是一種有效的超長距離盾構隧道進洞測量措施。盾構進洞測量要求垂直頂升垂直度達到可以使鉛垂線無障礙懸掛至隧道內，使隧道內坐標可以在地面被直接觀測。

垂直頂升目前在大直徑長距離盾構中已有應用，通常是在隧道內放置鋼箱梁，然后在鋼箱梁上安裝頂升設備，但是在頂升過程具有垂直度難以控制和重復頂升的通病。而在小直徑盾構中，垂直頂升施工難度更高。超長距離小直徑盾構隧道尚缺乏單次掘進超過4km的工程實例。超長距離小直徑盾構隧道具有隧道承載力較小，垂直頂升設備布置更難，臺車超長等特點。所以超長距離小直徑盾構隧道垂直頂升還有以下難題未解決：

1、盾構隧道由鋼筋混凝土襯砌管片(簡稱管片)拼裝而成，外側土體壓力(向心力)由每環管片承受，管片之間采用螺栓連接，隧道實為柔性結構。在垂直頂升過程中，隧道內受到局部較大反力時，大直徑隧道由于其底部覆土面積大，隧道強度高，受到影響小；而小直徑隧道其底部覆土面積小，隧道沉降大，隧道永久結構將受到不利影響，盾構隧道實際隧道坡度和隧道旋轉控制難度較高，增加了垂直頂升的垂直度控制難度。

2、超長距離小直徑隧道專用盾構機的臺車較長，達到150～200m，若考慮在臺車后垂直頂升，則在垂直頂升點位和進洞工作井之間已經損失了150～200m的糾偏空間，不利于盾構進洞糾偏；若在臺車之間采用臺車臨時斷開并拉開的方式騰出空間再進行垂直頂升，盾構機完全停機風險大，且臺車在隧道內臨時拉開后重新連接的難度高。若垂直頂升第一次失敗，將帶來第二次停機風險。

發明內容

本發明提供了一種盾構隧道垂直頂升的裝置及方法，以解決盾構隧道在垂直頂升時隧道出現沉降、垂直度難控制或臺車要拉開的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種盾構隧道垂直頂升的裝置，所述裝置包括頂升設備和兩塊以上的垂直頂升分載梁；

所述垂直頂升分載梁包括下弦弧板和第一軌枕板，所述下弦弧板的縱截面形狀為圓弧形，所述圓弧形的彎曲程度與隧道內壁的彎曲程度相同，所述第一軌枕板沿平行于所述圓弧形的弦的方向設置在所述下弦弧板的開口位置；

當所述垂直頂升分載梁放置在隧道內時，所述下弦弧板與所述隧道內壁貼合，所述下弦弧板的最低位置與所述隧道內的最低位置重合，所述下弦弧板關于所述下弦弧板的最低位置對稱；所述第一軌枕板與所述下弦弧板的最低位置之間的距離等于盾構機的臺車的第二軌枕板與所述下弦弧板的最低位置之間的距離；所述兩塊以上的垂直頂升分載梁的圓弧形的端面依次連接組成底座機構，所述底座機構的徑向寬度大于一環隧道襯砌環管片的寬度，所述徑向寬度的延長線與所述隧道軸線方向平行，所述頂升設備安裝在所述底座機構上。