[發明專利]一種用于盾構隧道支護的預應力支架及其使用方法

在審

• 申請號: 202111603410.1
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114263485A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 周東波;蘇亞;張鈺杭;張鋼龍;呂可人;王蓉;肖男;蘇衛杰;蘇琿;白亞鋒
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E21D23/04
• 分類號: E21D23/04;E21D23/16;E21F17/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，所述預應力支架沿待支護盾構隧道的軸線均勻間隔設置，并與待支護盾構隧道的軸線垂直；所述預應力支架，包括中心支架(1)及四個主支腿(2)；中心支架(1)為十字型鋼架結構，四個主支腿(2)分別設置在中心支架(1)的端部；

主支腿(2)的一端與中心支架(1)相連，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸；其中相鄰兩個主支腿與盾構隧道管片之間設置有支墩(3)，另外兩個主支腿與盾構隧道管片之間設置有第一伺服液壓千斤頂(6)；其中，支墩(3)或第一伺服液壓千斤頂(6)的一端與主支腿(2)相連，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸；

相連兩個主支腿(2)之間還設置有斜撐(4)，斜撐(4)的一端與其中一個主支腿(2)相連，斜撐(4)的另一端與另一個主支腿(2)相連；每個斜撐(4)的中點處分別設置有斜撐支腿(5)，斜撐支腿(5)的一端與斜撐(4)垂直固定，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸；斜撐支腿(5)與盾構隧道管片內壁緊密接觸之間還設置有第二伺服液壓千斤頂(11)；其中，第二伺服液壓千斤頂(11)的一端與斜撐支腿(5)相連，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸。

2.根據權利要求1所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，中心支架(1)包括四個鋼性支撐件，四個鋼性支撐件拼接形成十字型鋼架結構；相鄰兩個鋼性支撐件之間設置有三角形綴板，三角形綴板的一端與其中一個鋼性支撐件固定連接，另一端與另一個鋼性支撐件固定連接。

3.根據權利要求1所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，支墩(3)為鋼結構方形箱體結構；所述支墩(3)包括若干箱體鋼板及十字型肋板；若干箱體鋼板拼接形成方形箱體結構，十字型肋板均勻設置在方形箱體結構中；所述方形箱體結構的端部采用鋼板封口。

4.根據權利要求1所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，第一伺服液壓千斤頂(6)及第二伺服液壓千斤頂(11)的結構相同均采用伺服液壓千斤頂；所述伺服液壓千斤頂包括：箱體底座、油缸缸體及油缸頂升頭；

箱體底座固定設置在主支腿(2)或斜撐支腿(5)的端部，油缸缸體安裝在箱體底座上；油缸頂升頭的一端與伸入只油缸缸體中，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸。

5.根據權利要求4所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，還包括數控泵站(9)及地面監控系統(10)；所述伺服液壓千斤頂的油壓管路與數控泵站(9)相連，所述油壓管路上設置有電磁閥；所述伺服液壓千斤頂上還設置有壓力監測傳感器及測距儀；壓力監測傳感器及測距儀的輸出端分別與地面監控系統(10)相連；地面監控系統(10)的輸出端與所述電磁閥及數控泵站(9)相連。

6.根據權利要求4所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，伺服液壓千斤頂與盾構隧道管片之間還設置有靴撐(7)，靴撐(7)設置在油缸頂升頭上；靴撐(7)的一側與油缸頂升頭緊密接觸，另一端與盾構隧道管片的內壁緊密接觸。

7.根據權利要求6所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，靴撐(7)采用聚氯乙烯板制作而成；靴撐(7)靠近盾構隧道管片的內壁一側設置為圓弧面，所述圓弧面的尺寸與盾構隧道管片的內壁尺寸相匹配。

8.根據權利要求1所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，相鄰的主支腿(2)與斜撐支腿(5)之間還設置有系撐(8)，系撐(8)的一端與主支腿(2)相連，系撐(8)的另一端與斜撐支腿(5)相連。

9.根據權利要求1所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架，其特征在于，主支腿(2)與中心支架(1)之間采用螺栓連接；支墩(3)或第一伺服液壓千斤頂(6)與主支腿(2)之間采用螺栓連接；斜撐支腿(5)與斜撐(4)之間采用螺栓連接；第二伺服液壓千斤頂(11)與斜撐支腿(5)之間采用螺栓連接。

10.如權利要求1-9任一項所述的一種用于盾構隧道支護的預應力支架的使用方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

將所述預應力支架沿待支護盾構隧道的軸線均勻間隔設置；其中，將所述預應力支架中的支墩(3)、第一伺服液壓千斤頂(6)及第二伺服液壓千斤頂(11)分別與盾構隧道管片內壁緊密接觸；

調節第一伺服液壓千斤頂(6)及第二伺服液壓千斤頂(11)的油壓，以使第一伺服液壓千斤頂(6)及第二伺服液壓千斤頂(11)對盾構隧道管片內壁的頂升力至預設壓力值；并根據隧道監測數據，對隧道監測數據，實時調節第一伺服液壓千斤頂(6)及第二伺服液壓千斤頂(11)對盾構隧道管片內壁的頂升力。