[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

本發明公開了一種用于盾構隧道支護的預應力支架及其使用方法，包括中心支架及四個主支腿；中心支架為十字型鋼架結構，四個主支腿分別設置在中心支架的端部；主支腿的一端與中心支架相連，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，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；相連兩個主支腿之間還設置有斜撐，每個斜撐的中點處分別設置有斜撐支腿，斜撐支腿的一端與斜撐垂直固定，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸；斜撐支腿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；本發明通過設置伺服液壓千斤頂，對盾構隧道管片施加預應力，有效抵抗了盾構隧道變形。

技術領域

本發明屬于建筑工程技術領域，特別涉及一種用于盾構隧道支護的預應力支架及其使用方法。

背景技術

隨著城市用地的日益緊張及城市交通壓力的逐漸增大，為解決交通問題，在地鐵建設及城軌建設中，盾構法施工以快速、環保、安全和優質等優勢迅速實現推廣及應用，已成為隧道施工的首選工法；但隨著建設線路的不斷增加，不可避免地會出現各線路交叉的情況；同時，由于各線路建設時間或管理方不同，常常造成交叉處無法同時施工，存在新建線路下穿或上跨既有隧道的問題，可能造成既有隧道的變形及滲漏水，影響工程質量及使用安全，在這種情況下，對已有線路隧道的保護措施就尤為重要。

目前，工程領域常采用在既有隧道上部及兩側采取注漿或者水泥土攪拌加固的方式，限制或減小下穿隧道對既隧道整體變形及位移的影響，此種方法為被動的對隧道進行保護，當上跨或者下穿隧道的距離較近或推力較大時，由于加固體積受限，加固體對既有隧道的保護也會隨之減弱，且加固體對既有隧道的保護功能僅限于限制既有隧道的整體位移，無法對隧道的收斂及橢圓度變形起到良好的作用，隧道變形過大輕則導致管片破碎、橢圓度超標，重則可能引起隧道滲漏水或者管片開裂，影響工程使用壽命，為安全埋下隱患。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種用于盾構隧道支護的預應力支架及其使用方法，以解決現有技術中上跨或下穿既有隧道時，加固體無法完全保護既有隧道變形的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種用于盾構隧道支護的預應力支架，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，包括中心支架及四個主支腿；中心支架為十字型鋼架結構，四個主支腿分別設置在中心支架的端部；

主支腿的一端與中心支架相連，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，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；其中，支墩或第一伺服液壓千斤頂的一端與主支腿相連，另一端與盾構隧道管片內壁緊密接觸；

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

進一步的，中心支架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。

進一步的，支墩為鋼結構方形箱體結構；所述支墩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。

進一步的，第一伺服液壓千斤頂及第二伺服液壓千斤頂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；