[发明专利]一种联络通道顶管施工靠背系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种联络通道顶管施工靠背系统及其使用方法，靠背系统包括加固机构、牵拉油缸、靠背机构和压力控制台，加固机构对应设置于始发洞口周侧盾构管片的背土侧，并将始发洞口周侧的若干片盾构管片连成一个整体，牵拉油缸水平设置于加固机构和靠背机构之间，靠背机构对应设置于盾构隧道远离始发洞口的一侧，其靠近始发洞口的一侧壁面作为推进油缸的反撑面与推进油缸的固定端抵接相连，压力控制台通过连接管路与牵拉油缸和推进油缸相连，用于平衡牵拉油缸和推进油缸的压力。本发明通过以牵拉为主的靠背系统实现了隧道管片的分散受力，解决了盾构隧道结构应力、变形、管片接缝错台过大的问题，有效保证了盾构隧道结构的安全性和防水性。

技术领域

本发明涉及联络通道顶管施工技术领域，具体涉及一种联络通道顶管施工靠背系统及其使用方法。

背景技术

城市地下空间经过多年的开发利用，浅层地下空间可利用资源越来越少，尤其是在城市中心区，地铁隧道埋深达到30米已非常常见，而且，地铁隧道越埋越深的趋势比较明显。深埋后意味着要面临更大的地下水压和更新、更复杂的地质条件，常规矿山法施工将越来越困难，以盾构法为代表的机械化施工隧道将越来越多。现行GB50157-2013《地铁设计规范》中规定“在城市轨道交通建设中，两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道”用作消防疏散。目前，联络通道等分支隧道普遍采用矿山法开挖，特别是在软土地层中，需通过注浆或冻结等工法对开挖周边一定范围进行加固，常规冷冻法存在“工期长、风险大、造价高”等问题，建设各方基本持能不选用尽量不选用的态度，而开发机械化施工装备和工法是地下工程工作者一直以来的不懈追求，机械化施工也是改善施工作业工人劳务强度、推动社会进行的必由之路。

联络通道采用机械法施工时，多采用机械顶管法，顶管施工必不可少存在后靠背系统，目前后靠背系统多采用顶推模式将推力作用至靠背后方。但在隧道内采用此方法，易造成盾构隧道结构应力、变形、管片接缝错台过大，破坏盾构隧道结构安全性，降低盾构隧道防水效果。

发明内容

本发明目的在于提出一种联络通道顶管施工靠背系统及其使用方法，以解决背景技术中所述的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种联络通道顶管施工靠背系统，包括加固机构、牵拉油缸、靠背机构和压力控制台，所述加固机构对应设置于始发洞口周侧盾构管片的背土侧，且加固机构将始发洞口周侧的若干片盾构管片连成一个整体，所述牵拉油缸设置有若干根，且若干根牵拉油缸以始发洞口的中心轴线为中心等间隔布设在始发洞口周侧的加固机构上，牵拉油缸水平设置，其两端分别通过牵拉支座固定安装在加固机构和靠背机构上，所述靠背机构对应设置于盾构隧道远离始发洞口的一侧，其靠近始发洞口的一侧壁面作为推进油缸的反撑面与推进油缸的固定端抵接相连，所述压力控制台通过连接管路与牵拉油缸和推进油缸相连，用于平衡牵拉油缸和推进油缸的压力。

优选地，所述靠背机构包括钢靠背、顶推油缸和撑靴，所述钢靠背一侧通过焊接固定的牵拉支座与牵拉油缸相连，另一侧通过若干根顶推油缸与撑靴相连，且撑靴远离顶推油缸的一侧设置为与对应位置的盾构管片相匹配的弧面，所述顶推油缸通过连接管路与压力控制台连接，用以补偿牵拉油缸和推进油缸之间的压力差值。

优选地，所述加固机构包括埋设在盾构管片背土侧的加固钢板，所述加固钢板埋入盾构管片混凝土内的一侧等间隔焊接有若干根锚固钢筋，且锚固钢筋浇筑在盾构管片的混凝土内，盾构管片位于始发洞口范围内的部分不设置加固钢板，始发洞口外侧的若干片盾构管片的加固钢板采用通缝拼装，并通过焊接固定的若干根纵向连杆和径向连杆形成一个整体，所述纵向连杆平行于盾构隧道的中心轴线方向设置，其杆体贴设在加固钢板上并横穿加固钢板的所有竖向拼缝，所述径向连杆垂直于盾构隧道的中心轴线方向设置，其杆体呈弧形并贴设在加固钢板上，且其杆体横穿加固钢板的所有水平拼缝。

优选地，所述牵拉油缸为双头液压油缸，包括中部的缸体和两端的活塞杆。