本發(fā)明屬于隧道掘進(jìn)設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種盾構(gòu)始發(fā)工裝及盾構(gòu)始發(fā)方法。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)施工是隧道和地下工程建設(shè)的重要途徑，盾構(gòu)機始發(fā)時需要專門的始發(fā)工裝為其提供推進(jìn)反力，一般情況下始發(fā)場地需要有足夠的長度，施工物料可以吊運至始發(fā)工裝的后方，然后從后向前穿過始發(fā)工裝，進(jìn)入拼裝好的負(fù)環(huán)管片內(nèi)。

2、但城市中難以提供足夠的始發(fā)施工空間，因此供盾構(gòu)機始發(fā)作業(yè)的始發(fā)井尺寸較小，需要在始發(fā)井內(nèi)拼裝負(fù)半環(huán)管片，以方便施工物資的垂直吊運。例如授權(quán)公告號為cn214247328u的中國實用新型專利公開了一種用于有限空間內(nèi)的盾構(gòu)始發(fā)反力裝置，該盾構(gòu)始發(fā)反力裝置包括反力架、設(shè)置在反力架后方的斜支撐件、設(shè)置在反力架前方的盾構(gòu)機始發(fā)底座，盾構(gòu)機始發(fā)底座的上方安裝有負(fù)半環(huán)管片，負(fù)半環(huán)管片的前后側(cè)分別設(shè)置有前部基準(zhǔn)鋼環(huán)和尾部基準(zhǔn)鋼環(huán)，在前部基準(zhǔn)鋼環(huán)的前方拼裝有負(fù)全環(huán)管片，盾構(gòu)機位于負(fù)全環(huán)管片的前方。

3、負(fù)半環(huán)管片僅有下半環(huán)的管片，上部為敞口結(jié)構(gòu)，物料可以直接從施工豎井吊運至負(fù)半環(huán)管片內(nèi)，因此能夠節(jié)省大量的空間。拼裝整環(huán)管片時，由于上半部分管片與反力架無連接，因此無法為盾構(gòu)機上部的推進(jìn)油缸提供反力，上述的實用新型專利中，在前部基準(zhǔn)鋼環(huán)和尾部基準(zhǔn)鋼環(huán)之間設(shè)置了水平鋼管支撐，水平鋼管支撐在負(fù)半環(huán)管片的上方，用于彌補負(fù)半環(huán)管片上方缺失的支撐。

4、但在盾構(gòu)機的始發(fā)初期，還未拼裝負(fù)全環(huán)管片時，無法利用水平鋼管支撐為盾構(gòu)機提供全周向的反力，盾構(gòu)機周向上得到的反力不均勻，加之由于空間有限盾構(gòu)機不能攜帶后配套附件，因此盾構(gòu)機的始發(fā)姿態(tài)難以控制，導(dǎo)致盾體中心線與隧道中軸線偏移。而且在始發(fā)初期，負(fù)半環(huán)管片受力不均，容易導(dǎo)致負(fù)半環(huán)管片破損；負(fù)半環(huán)管片受力不均還容易導(dǎo)致相鄰的管片之間出現(xiàn)錯臺的現(xiàn)象，錯臺會使管片之間的密封效果變差；負(fù)半環(huán)管片的破損和錯臺等現(xiàn)象，都會影響之后的全環(huán)管片的拼裝質(zhì)量，使隧道內(nèi)容易出現(xiàn)水土滲漏的問題，甚至引發(fā)地表塌陷，引發(fā)安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種盾構(gòu)始發(fā)工裝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)機在始發(fā)前期姿態(tài)難以調(diào)整以及負(fù)半環(huán)管片因受力不均而出現(xiàn)破損和錯臺的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種盾構(gòu)始發(fā)方法，以解決上述技術(shù)問題。

3、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)始發(fā)工裝的技術(shù)方案是：

4、一種盾構(gòu)始發(fā)工裝，包括始發(fā)反力架和用于支撐負(fù)半環(huán)管片的半環(huán)管片支撐架，還包括連接在始發(fā)反力架前方且位于半環(huán)管片支撐架上方的導(dǎo)向架，導(dǎo)向架上設(shè)有或?qū)蚣艿闹辽僖粋?cè)設(shè)有供物料沿上下方向通過的物料通過空間，導(dǎo)向架上可拆卸地固定有推進(jìn)反力架，推進(jìn)反力架與導(dǎo)向架固定連接時用于與下方的負(fù)半環(huán)管片一同為盾構(gòu)機提供推進(jìn)反力，推進(jìn)反力架與導(dǎo)向架解除固定時能夠沿導(dǎo)向架前后滑動，導(dǎo)向架上設(shè)有多個前后布置的固定位以在推進(jìn)反力架滑動到位后對其進(jìn)行固定。

5、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，導(dǎo)向架設(shè)有兩組，且兩組導(dǎo)向架沿橫向間隔布置，兩組導(dǎo)向架之間的空間構(gòu)成所述通過空間，推進(jìn)反力架包括主體部和位于主體部兩側(cè)的滑動部，滑動部與對應(yīng)導(dǎo)向架可拆卸固定連接且在解除固定連接后能夠相對導(dǎo)向架前后滑動。

6、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，主體部包括主架體和位于主架體前側(cè)的支撐架體，支撐架體用于伸入到盾構(gòu)機的尾盾內(nèi)并與相應(yīng)的推進(jìn)油缸頂推配合或固定連接，支撐架體為弧形結(jié)構(gòu)且設(shè)有一個，或者支撐架體為柱狀結(jié)構(gòu)且設(shè)有沿圓周方向布置的至少兩個。

7、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，支撐架體設(shè)有至少三個，各支撐架體均配置有托架，托架包括用于承托支撐架體的承托部以及用于在始發(fā)過程中與盾構(gòu)機的尾盾固定連接的固定部。

8、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，一組導(dǎo)向架包括對單側(cè)滑動部導(dǎo)向的至少兩個導(dǎo)向滑道，且各導(dǎo)向滑道上下布置，單側(cè)滑動部包括上下布置的至少兩個，各滑動部能夠沿對應(yīng)導(dǎo)向滑道前后滑動。

9、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，一組導(dǎo)向架包括至少兩對導(dǎo)向梁，同一對的兩個導(dǎo)向梁上下布置，同一對的兩個導(dǎo)向梁之間的空間構(gòu)成導(dǎo)向滑道。

10、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，處于不同對且相鄰的兩個導(dǎo)向梁之間固定連接有加強體。

11、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，滑動部和導(dǎo)向架通過固定螺栓固定，滑動部和導(dǎo)向架上均開設(shè)有用于安裝固定螺栓的連接孔，其中導(dǎo)向架上沿前后方向設(shè)置多個連接孔且各連接孔均構(gòu)成固定位，或者連接孔成組設(shè)置，導(dǎo)向架上沿前后方向設(shè)置多組連接孔且各組連接孔均構(gòu)成固定位。

12、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，導(dǎo)向架的前端用于與盾構(gòu)機的相應(yīng)推進(jìn)油缸頂推配合，導(dǎo)向架上還設(shè)置有用于驅(qū)動推進(jìn)反力架沿導(dǎo)向架向前移動的驅(qū)動裝置。

13、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，驅(qū)動裝置包括位于推進(jìn)反力架后方的步進(jìn)反力架，步進(jìn)反力架與推進(jìn)反力架之間連接有步進(jìn)油缸，步進(jìn)反力架與導(dǎo)向架可拆卸固定連接，步進(jìn)反力架與導(dǎo)向架固定連接時用于為步進(jìn)油缸提供反力，步進(jìn)反力架與導(dǎo)向架解除固定時能夠沿導(dǎo)向架前后滑動，導(dǎo)向架上設(shè)有多個前后布置的安裝位以在步進(jìn)反力架滑動到位后對其進(jìn)行固定。

14、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，主架體包括拱形梁和水平梁，水平梁與拱形梁的拱頂處固定連接，水平梁的兩端及拱形梁的兩端均設(shè)置有滑動部，支撐架體設(shè)置在拱形梁上。

15、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，導(dǎo)向架的前端設(shè)置有用于與始發(fā)井的井壁固定的前端連接部。

16、有益效果是：本發(fā)明所提供的盾構(gòu)始發(fā)工裝是對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。本發(fā)明通過設(shè)置推進(jìn)反力架來為盾構(gòu)機上半部分的推進(jìn)油缸提供支撐反力，而盾構(gòu)機的下半部分由負(fù)半環(huán)管片提供支撐反力，保證盾構(gòu)機在整個周向上能夠受力均勻，有利于盾構(gòu)機的姿態(tài)控制；同時各負(fù)半環(huán)管片也能夠受力均勻，防止出現(xiàn)負(fù)半環(huán)管片的破損和錯臺現(xiàn)象，保證較高的施工質(zhì)量，提高施工安全性。

17、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)始發(fā)方法的技術(shù)方案是：

18、一種盾構(gòu)始發(fā)方法，開挖始發(fā)井后，在始發(fā)井內(nèi)相對的兩側(cè)壁上分別安裝始發(fā)反力架和開挖始發(fā)導(dǎo)洞，始發(fā)掘進(jìn)的過程中，盾構(gòu)機下部的推進(jìn)油缸抵在負(fù)半環(huán)管片上，始發(fā)掘進(jìn)前，在始發(fā)井的始發(fā)導(dǎo)洞所在的一側(cè)壁與相對的另一側(cè)壁之間或者與始發(fā)反力架之間安裝導(dǎo)向架，并在導(dǎo)向架上可拆卸地固定推進(jìn)反力架，始發(fā)掘進(jìn)的過程中，盾構(gòu)機上部的至少部分推進(jìn)油缸抵在推進(jìn)反力架上，推進(jìn)反力架與負(fù)半環(huán)管片一同為盾構(gòu)機提供推進(jìn)反力，在盾構(gòu)機向前推進(jìn)一段距離后，解除推進(jìn)反力架與導(dǎo)向架的固定，使推進(jìn)反力架向前移動一段距離后重新與導(dǎo)向架固定，實現(xiàn)推進(jìn)反力架的步進(jìn)。

19、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，盾構(gòu)機每次推進(jìn)的距離等于一環(huán)管片的寬度，每次推進(jìn)后進(jìn)行負(fù)半環(huán)管片的拼裝作業(yè)，同時向前移動推進(jìn)反力架。

20、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，拼裝第一環(huán)全環(huán)管片時，推進(jìn)反力架不再向前移動，推進(jìn)反力架在第一環(huán)全環(huán)管片后方為第一環(huán)全環(huán)管片提供支撐。

21、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，推進(jìn)過程中根據(jù)盾構(gòu)機前方的土壓分布調(diào)整各推進(jìn)油缸的伸長量，以此來控制盾構(gòu)機的推進(jìn)姿態(tài)。

22、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，在下坡始發(fā)的工況下，導(dǎo)向架的延伸方向與水平方向的夾角小于盾構(gòu)機掘進(jìn)方向與水平方向的夾角。

23、有益效果是：本發(fā)明所提供的盾構(gòu)始發(fā)方法是對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。本發(fā)明利用推進(jìn)反力架來為盾構(gòu)機上半部分的推進(jìn)油缸提供支撐反力，而盾構(gòu)機的下半部分由負(fù)半環(huán)管片提供支撐反力，保證盾構(gòu)機在整個周向上能夠受力均勻，有利于盾構(gòu)機的姿態(tài)控制；同時各負(fù)半環(huán)管片也能夠受力均勻，防止出現(xiàn)負(fù)半環(huán)管片的破損和錯臺現(xiàn)象，保證較高的施工質(zhì)量，提高施工安全性。