一种超大直径盾构反力架结构及其施工方法与流程

本申请涉及隧道施工的，尤其是涉及一种超大直径盾构反力架结构及其施工方法。

背景技术：

1、反力架是为盾构机始发提供反力的一种装置，始发反力架一般采用钢制反力架，方便安拆，超过14m以上的盾构机反力架的尺寸和重量也随之增加，同时反力架安装的难度也大大增加。

2、盾构机下井前首先安装始发托架或预制混凝土托架，完成后对托架后方与主体结构之间的空隙采用型钢进行铺设、加固，提供盾构机后配套台车通过平台，后配套台车后退完成后进行拆除，再进行反力架安装，因盾构机直径大、重量重，临时型钢平台需要大量的型钢，同时加固时间长，空间狭小。

3、且盾构机在始发时，后配套台车的滚轮需经过此段，常规的反力架宽度有限，同时反力架内部为八字撑的斜向支撑，无法满足在盾构机始发时后配套台车顺利通过，且反力架内部需拟合隧道内径，设置临时平台，满足后配套台车通行条件，盾构机组装完成后，井下空间有限，无法吊装，影响施工安全和进度。

4、因此需研究一种新型的反力架结构形式，方便安装，同时兼顾前期台车后退条件，以提高单一井口盾构机吊装工况下，安全快速施工的目的。

技术实现思路

1、为了改善超大直径盾构始发时受限于反力架安装效率的问题，本申请提供一种超大直径盾构反力架结构及其施工方法。

2、本申请第一方面提供的一种超大直径盾构反力架结构采用如下的技术方案：

3、一种超大直径盾构反力架结构，包括：

4、预埋件，设有多个且用于与隧道地面固定连接；

5、下部弧形段，内径与管片内径适配；

6、竖直横梁，对应多个所述预埋件设置多个，且用于支撑所述下部弧形段；

7、上部半圆段，实际内径与管片内径适配，其厚度小于所述下部弧形段厚度，所述上部半圆段与所述下部弧形段焊接连接；

8、支撑块，设有多个且分布于所述上部半圆段厚度小于所述下部弧形段的一侧，其与主体结构的预埋钢板焊接连接。

9、更进一步地，所述支撑块背离所述上部半圆段的一端与所述下部弧形段同侧表面平齐。

10、本申请第二方面提供的一种超大直径盾构反力架施工方法采用如下的技术方案：

11、一种超大直径盾构反力架施工方法，基于上述的一种超大直径盾构反力架结构，包括以下步骤：

12、s1.测量定位，盾构始发前应根据隧道轴线、坡度、高程进行模拟，提前在图纸上确定所述预埋件位置、尺寸，根据盾尾轴心标高确定反力架高度；

13、s2.预埋件安装，测量放点后，根据测量点位进行所述预埋件安装，所述预埋件长度及宽度不小于所述竖直横梁截面长度和宽度；

14、s3.竖直横梁与下部弧形段安装，在地面上将所述竖直横梁及所述下部弧形段进行连接，利用吊车进行整体下井安装，安装完成后测量进行复测，无误后将所述竖直横梁与对应的所述预埋件进行焊接加固；

15、s4.上部半圆段安装，待台车全部下井后，盾构机盾体及盾尾安装完成后，将所述上部半圆段整体吊装下井进行组装，所述上部半圆段和所述下部弧形段通过焊接一体连接；

16、s5.支撑块安装加固，所述上部半圆段安装完成后，根据安装位置与主体结构之间的长度，设置所述支撑块，并与主体结构的预埋钢板进行焊接。

17、更进一步地，所述步骤s5中，所述支撑块与主体结构的预埋钢板进行焊接后，在焊缝处还进行探伤检测。

18、更进一步地，所述步骤s5完成后，将反力架与主体结构之间缝隙采用高强混凝土进行缝隙填塞密实，待达到设计强度后才允许受力使用。

19、更进一步地，所述步骤s3中，所述竖直横梁与所述下部弧形段通过高强螺栓栓接固定，且外侧的所述竖直横梁与所述下部弧形段之间设置有斜撑。

20、更进一步地，所述步骤s5中的所述支撑块设为圆钢管，且位于所述上部半圆段上侧和两周侧的所述支撑块呈朝背离所述上部半圆段圆心的方向的倾斜状设置。

21、更进一步地，所述下部弧形段内嵌有多个钢管，所述钢管沿所述下部弧形段宽度方向设置。

22、更进一步地，所述预埋件长度及宽度大于所述竖直横梁截面长度和宽度20cm以上。

23、更进一步地，所述步骤s5中安装所述支撑块时，监测所述上部半圆段竖直度以防变形。

24、综上所述，本申请的有益技术效果为：

25、1.将反力架设为两部分的分段式，只需两部组装即可，而且上部半圆段4和下部圆弧段2均为内置钢管外包钢板的轻量化设置，对吊装设备的要求较小；并且，拆解后的反力架很容易穿过洞口下放至隧道中，施工方便简单，在工期紧、空间狭小的的情况下具有高效快速优势，并且不会对前期台车的后退造成干扰，对盾构机在隧道中的正常施工影响较小，可以大大节省工期，且本申请的反力架稳定性好，加固质量可保证，大大提高了大直径反力架的安拆时间，减少了组装风险；

26、2.解决了传统超大直径盾构施工中只有一个吊装井口反力架施工时间长、吊装风险高、施工功效低且临时支撑多次安拆及加固等难题。该发明具有快速、高效、安全、省时等特点。达到快速组装、快速拆解的目的。具有工艺简单、施工工期短、安全稳定等优点,采用该装置可成功的为其他大直径盾构始发反力架施工提供宝贵经验，推进了超大直径盾构始发反力架工艺工装短板，改变了传统工艺工法思路，取得了良好的经济效益和社会效益。本方法不局限于泥水、土压、tbm适用于各种类别、尺寸的盾构始发反力装置。

技术特征：

1.一种超大直径盾构反力架结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超大直径盾构反力架结构，其特征在于，所述支撑块（5）背离所述上部半圆段（4）的一端与所述下部弧形段（2）同侧表面平齐。

3.一种超大直径盾构反力架施工方法，基于如权利要求1-2任一项所述的一种超大直径盾构反力架结构，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述支撑块（5）与主体结构的预埋钢板（6）进行焊接后，在焊缝处还进行探伤检测。

5.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述步骤s5完成后，将反力架与主体结构之间缝隙采用高强混凝土进行缝隙填塞密实，待达到设计强度后才允许受力使用。

6.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述竖直横梁（3）与所述下部弧形段（2）通过高强螺栓栓接固定，且外侧的所述竖直横梁（3）与所述下部弧形段（2）之间设置有斜撑（31）。

7.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述步骤s5中的所述支撑块（5）设为圆钢管，且位于所述上部半圆段（4）上侧和两周侧的所述支撑块（5）呈朝背离所述上部半圆段（4）圆心的方向的倾斜状设置。

8.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述下部弧形段（2）内嵌有多个钢管，所述钢管沿所述下部弧形段（2）宽度方向设置。

9.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述预埋件（1）长度及宽度大于所述竖直横梁（3）截面长度和宽度20cm以上。

10.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构反力架施工方法，其特征在于，所述步骤s5中安装所述支撑块（5）时，监测所述上部半圆段（4）竖直度以防变形。

技术总结本申请涉及一种超大直径盾构反力架结构及其施工方法，其包括预埋件，设有多个且用于与隧道地面固定连接；下部弧形段，内径与管片内径适配；竖直横梁，对应多个所述预埋件设置多个，且用于支撑所述下部弧形段；上部半圆段，实际内径与管片内径适配，其厚度小于所述下部弧形段厚度，所述上部半圆段与所述下部弧形段焊接连接；支撑块，设有多个且分布于所述上部半圆段厚度小于所述下部弧形段的一侧，其与主体结构的预埋钢板焊接连接。本申请在工期紧、空间狭小的的情况下具有高效快速优势，并且不会对前期台车的后退造成干扰，且本申请的反力架稳定性好，加固质量可保证，大大提高了大直径反力架的安拆时间，减少了组装风险。技术研发人员：周晗,贾加力,周德卿,陈龙,陈佳俊,龙广山,万维燕,王双,张昆峰,郑俊,廖帅,李磊,殷鹏程,周法庭,赵东红,高旺,朱华,邹振宇受保护的技术使用者：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26