[发明专利]小间距浅覆土小半径条件下盾构隧道内部支撑台车系统

说明书

本发明公开了一种小间距浅覆土小半径条件下盾构隧道内部支撑台车系统，包括设在隧道底部的台车轨道和渣土车轨道以及分别与两者配合的台车和渣土车；台车轨道采用原有的盾构台车行走的轨道；台车包括车架、行走机构和支撑机构，车架上部能容纳通风管道、下部横跨在渣土车上且不与之干涉，支撑机构包括弧形板撑、滑动铰接件和伸缩顶件，弧形板撑分布在隧道的上部及两侧且相邻间存在间隙，弧形板撑通过滑动铰接件与车架可滑动的铰接、通过伸缩顶件与车架可伸缩的连接，伸缩顶件带动弧形板撑顶出和缩回时，滑动铰接件起到导向和限位的作用。该系统避免了管片破损，留出了通风管道以及渣土的行进空间，对先发线隧道的影响降到了最小。

技术领域

本发明属于隧道施工领域，具体涉及一种小间距浅覆土小半径条件下盾构隧道内部支撑台车系统。

背景技术

盾构法施工以其具有机械化程度高、掘进安全高效、对绝大部分地质地形适应能力强等特点而成为如今隧道修建的主流方法。然而，近年来随着城市发展的不断深化，对于城市轨道交通的建设提出了更多的要求。受城市发展规划、既有建筑物基础、天然气及供水管线等等诸多条件的约束，城市地铁隧道正逐步朝着浅覆土、小间距、小半径的方向发展。除少数城市之外，大多数城市轨道交通位于软土地层中，软土地层条件下浅覆土、小间距、小半径的盾构施工存在着严重的安全风险，极大制约着施工进度。

对于软土地层下浅覆土、小间距、小半径盾构施工而言，先发线隧道掘进与后发线隧道掘进时将对地层造成两次扰动，且后发线掘进将对隧道中间土体造成破坏式影响。《地铁设计规范》GB50157-2003第10.1.9条及10.1.10条分别规定盾构隧道上覆土层厚度及相邻隧道间距均应大于1.0D(一倍隧道直径)。对于此类隧道，目前国内常用的是施工前土体加固、后发线掘进时在先发线隧道内架设内支撑的方法来保障施工安全。其中，如何设计一种经济实用、安全可靠、拆卸方便、不影响先发线隧道掘进施工的内支撑体系成为了各城市隧道施工现场普遍关注的问题。

文献调研结果表明，目前对于隧道内支撑台车装置的研发相对较少，已有装置均存在着较为明显的缺陷，例如，中国发明专利(公开号CN104314588A)和中国实用新型专利(公开号CN209040834U)提出的一种盾构隧道内圆支撑体系，分别采用了十字支撑与预加应力的方法加固圆形环撑达到内支撑效果，然而该方法支撑均为一次性装卸装置，无法随后发线隧道掘进向前移动，且未留有渣土车出行空间；再如中国发明专利(公开号CN108590679)提出的一种内支撑应力台车，采用机械折叠方法实现内圆支撑且留出充足的空间给渣土车出土，但此台车的行走需要预加轨道、支撑模板与底部枕木的配合完成，并且未留有通风管道的空间，整个台车支撑装置的造价较高且内圆支撑上受力不均匀，机械圆撑易发生损坏。

鉴于现存的盾构隧道内支撑体系及方法存在上述缺陷，难以兼顾先发线隧道的持续施工与随后发线隧道掘进而移动的现场实际需要。因此，开发出具有普适性并且对于施工现场可行性较高的软土地层条件下浅覆土、小间距、小半径的盾构隧道台车内支撑装置显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种小间距浅覆土小半径条件下盾构隧道内部支撑台车系统，该系统减小施工风险，为其它操作留出了空间，避免了应力过大而造成的管片破损，留出了先发线隧道的通风管道以及渣土车的行进空间，避免了轨道的二次搭建，对先发线隧道的影响降到了最小。

本发明所采用的技术方案是：

一种小间距浅覆土小半径条件下盾构隧道内部支撑台车系统，包括设在隧道底部的台车轨道和渣土车轨道以及分别与两者配合的台车和渣土车；台车轨道采用原有的盾构台车行走的轨道；台车包括车架、行走机构和支撑机构，车架上部能容纳通风管道、下部横跨在渣土车上且不与之干涉，支撑机构包括弧形板撑、滑动铰接件和伸缩顶件，弧形板撑分布在隧道的上部及两侧且相邻间存在间隙，弧形板撑通过滑动铰接件与车架可滑动的铰接、通过伸缩顶件与车架可伸缩的连接，伸缩顶件带动弧形板撑顶出和缩回时，滑动铰接件起到导向和限位的作用。