CN114263485A - 一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法，包括中心支架及四个主支腿；中心支架为十字型钢架结构，四个主支腿分别设置在中心支架的端部；主支腿的一端与中心支架相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶；相连两个主支腿之间还设置有斜撑，每个斜撑的中点处分别设置有斜撑支腿，斜撑支腿的一端与斜撑垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；斜撑支腿与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶；本发明通过设置伺服液压千斤顶，对盾构隧道管片施加预应力，有效抵抗了盾构隧道变形。

Description

一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别涉及一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法。

背景技术

随着城市用地的日益紧张及城市交通压力的逐渐增大，为解决交通问题，在地铁建设及城轨建设中，盾构法施工以快速、环保、安全和优质等优势迅速实现推广及应用，已成为隧道施工的首选工法；但随着建设线路的不断增加，不可避免地会出现各线路交叉的情况；同时，由于各线路建设时间或管理方不同，常常造成交叉处无法同时施工，存在新建线路下穿或上跨既有隧道的问题，可能造成既有隧道的变形及渗漏水，影响工程质量及使用安全，在这种情况下，对已有线路隧道的保护措施就尤为重要。

目前，工程领域常采用在既有隧道上部及两侧采取注浆或者水泥土搅拌加固的方式，限制或减小下穿隧道对既隧道整体变形及位移的影响，此种方法为被动的对隧道进行保护，当上跨或者下穿隧道的距离较近或推力较大时，由于加固体积受限，加固体对既有隧道的保护也会随之减弱，且加固体对既有隧道的保护功能仅限于限制既有隧道的整体位移，无法对隧道的收敛及椭圆度变形起到良好的作用，隧道变形过大轻则导致管片破碎、椭圆度超标，重则可能引起隧道渗漏水或者管片开裂，影响工程使用寿命，为安全埋下隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法，以解决现有技术中上跨或下穿既有隧道时，加固体无法完全保护既有隧道变形的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种用于盾构隧道支护的预应力支架，所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置，并与待支护盾构隧道的轴线垂直；所述预应力支架，包括中心支架及四个主支腿；中心支架为十字型钢架结构，四个主支腿分别设置在中心支架的端部；

主支腿的一端与中心支架相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶；其中，支墩或第一伺服液压千斤顶的一端与主支腿相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；

相连两个主支腿之间还设置有斜撑，斜撑的一端与其中一个主支腿相连，斜撑的另一端与另一个主支腿相连；每个斜撑的中点处分别设置有斜撑支腿，斜撑支腿的一端与斜撑垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；斜撑支腿与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶；其中，第二伺服液压千斤顶的一端与斜撑支腿相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

进一步的，中心支架包括四个钢性支撑件，四个钢性支撑件拼接形成十字型钢架结构；相邻两个钢性支撑件之间设置有三角形缀板，三角形缀板的一端与其中一个钢性支撑件固定连接，另一端与另一个钢性支撑件固定连接。

进一步的，支墩为钢结构方形箱体结构；所述支墩包括若干箱体钢板及十字型肋板；若干箱体钢板拼接形成方形箱体结构，十字型肋板均匀设置在方形箱体结构中；所述方形箱体结构的端部采用钢板封口。

进一步的，第一伺服液压千斤顶及第二伺服液压千斤顶的结构相同均采用伺服液压千斤顶；所述伺服液压千斤顶包括：箱体底座、油缸缸体及油缸顶升头；

箱体底座固定设置在主支腿或斜撑支腿的端部，油缸缸体安装在箱体底座上；油缸顶升头的一端与伸入只油缸缸体中，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

进一步的，还包括数控泵站及第二地面监控系统；所述伺服液压千斤顶的油压管路与数控泵站相连，所述油压管路上设置有电磁阀；所述伺服液压千斤顶上还设置有压力监测传感器及测距仪；压力监测传感器及测距仪的输出端分别与地面监控系统相连；地面监控系统的输出端与所述电磁阀及数控泵站相连。

进一步的，伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间还设置有靴撑，靴撑设置在油缸顶升头上；靴撑的一侧与油缸顶升头紧密接触，另一端与盾构隧道管片的内壁紧密接触。

进一步的，靴撑采用聚氯乙烯板制作而成；靴撑靠近盾构隧道管片的内壁一侧设置为圆弧面，所述圆弧面的尺寸与盾构隧道管片的内壁尺寸相匹配。

进一步的，相邻的主支腿与斜撑支腿之间还设置有系撑，系撑的一端与主支腿相连，系撑的另一端与斜撑支腿相连。

进一步的，主支腿与中心支架之间采用螺栓连接；支墩或第一伺服液压千斤顶与主支腿之间采用螺栓连接；斜撑支腿与斜撑之间采用螺栓连接；第二伺服液压千斤顶与斜撑支腿之间采用螺栓连接。

本发明还提供了一种用于盾构隧道支护的预应力支架的使用方法，具体包括以下步骤：

将所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置；其中，将所述预应力支架中的支墩、第一伺服液压千斤顶及第二伺服液压千斤顶分别与盾构隧道管片内壁紧密接触；

调节第一伺服液压千斤顶及第二伺服液压千斤顶的油压，以使第一伺服液压千斤顶及第二伺服液压千斤顶对盾构隧道管片内壁的顶升力至预设压力值；并根据隧道监测数据，对隧道监测数据，实时调节第一伺服液压千斤顶及第二伺服液压千斤顶对盾构隧道管片内壁的顶升力。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法，通过在中心支架上设置主支腿，在主支腿与盾构隧道管片之间设置支墩或第一伺服液压千斤顶；在相邻主支腿之间设置斜撑，利用带有第二伺服液压千斤顶的斜撑支腿将斜撑与盾构隧道管片相连；通过设置伺服液压千斤顶，能够根据预设的压力值或隧道变形情况，对盾构隧道管片施加预应力，限制或减少隧道自身的变形量，有效抵抗了盾构隧道变形，结构简单，能够根据隧道监测数据实时调节预应力大小，支护效果好，适用范围广。

进一步的，通过设置数控泵站及地面监控系统，实现了根据隧道监测数据，对伺服液压千斤顶的远程自主调节，提高了盾构隧道的支护精度及安全性。

进一步的，通过在伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间设置靴撑，避免了油缸加压时，造成隧道盾构管片表面混凝土的损伤，有效保护了结构的安全性。

进一步的，通过在相邻主支腿与斜撑支腿之间设置系撑，利用系撑将主支腿与斜撑支腿相连，提高了支护结构的整体性和稳定性。

进一步的，主支腿与中心支架之间、支墩或第一伺服液压千斤顶与主支腿之间、斜撑支腿与斜撑以及第二伺服液压千斤顶与斜撑支腿均采用螺栓连接，便于支护结构的拆卸安装，实现结构的重复利用；并且，便于支护结构的盾构隧道内的搬运转移。

本发明所述的用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法，通过设置伺服液压千斤顶，可根据设定压力值或隧道变形情况自动加载压力抵抗隧道变形；同时，能够根据实时监测的隧道变形数据，实时调节预应力大小；通过设置所述预应力支架对既有隧道进行支护，有效限制或减少隧道自身的变形量；通过在伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间设置靴撑，避免造成隧道盾构管片表面混凝土的损伤；使用时，提前测量上跨或下穿段管片的内弧面净空数据，根据所测数据安装预应力支架，设置伺服液压千斤顶的参数，并将监测伺服液压千斤顶的运行数据发送至地面监控系统，以实时监测上跨或下穿既有隧道变化。

附图说明

图1为实施例所述的预应力支架的安装结构示意图；

图2为实施例所述的预应力支架中的伺服液压机构的结构框图。

其中，1中心支架，2主支腿，3支墩，4斜撑，5斜撑支腿，6第一伺服液压千斤顶，7靴撑，8系撑，9数控泵站，10地面监控系统，11第二伺服液压千斤顶。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于盾构隧道支护的预应力支架，所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置，并与待支护盾构隧道的轴线垂直；所述预应力支架，包括中心支架1、四个主支腿2、数控泵站9及地面监控系统10。

中心支架1为十字型钢架结构，四个主支腿2分别设置在中心支架1的端部；主支腿2的一端与中心支架1相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩3，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶6；其中，支墩3或第一伺服液压千斤顶6的一端与主支腿2相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

本发明中，中心支架1包括四个钢性支撑件，四个钢性支撑件拼接形成十字型钢架结构；相邻两个钢性支撑件之间设置有三角形缀板，三角形缀板的一端与其中一个钢性支撑件固定连接，另一端与另一个钢性支撑件固定连接；

支墩3为钢结构方形箱体结构；所述支墩3包括若干箱体钢板及十字型肋板；若干箱体钢板拼接形成方形箱体结构，十字型肋板均匀设置在方形箱体结构中；所述方形箱体结构的端部采用钢板封口。

相连两个主支腿2之间还设置有斜撑4，斜撑4的一端与其中一个主支腿2相连，斜撑4的另一端与另一个主支腿2相连；每个斜撑4的中点处分别设置有斜撑支腿5，斜撑支腿5的一端与斜撑4垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；斜撑支腿5与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶11；其中，第二伺服液压千斤顶11的一端与斜撑支腿5相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间还设置有靴撑7，靴撑7设置在油缸顶升头上；靴撑7的一侧与油缸顶升头紧密接触，另一端与盾构隧道管片的内壁紧密接触；靴撑7采用聚氯乙烯板制作而成；靴撑7靠近盾构隧道管片的内壁一侧设置为圆弧面，所述圆弧面的尺寸与盾构隧道管片的内壁尺寸相匹配。

相邻的主支腿2与斜撑支腿5之间还设置有系撑8，系撑8的一端与主支腿2相连，系撑8的另一端与斜撑支腿5相连。

所述伺服液压千斤顶的油压管路与数控泵站9相连，所述油压管路上设置有电磁阀；所述伺服液压千斤顶上还设置有压力监测传感器及测距仪；压力监测传感器及测距仪的输出端分别与地面监控系统10相连；地面监控系统10的输出端与所述电磁阀及数控泵站9相连。

本发明中，第一伺服液压千斤顶6及第二伺服液压千斤顶11的结构相同均采用伺服液压千斤顶；所述伺服液压千斤顶包括：箱体底座、油缸缸体及油缸顶升头；

箱体底座固定设置在主支腿2或斜撑支腿5的端部，油缸缸体安装在箱体底座上；油缸顶升头的一端与伸入只油缸缸体中，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

工作原理及使用方法：

本发明所述的用于盾构隧道支护的预应力支架，使用时，具体过程如下：

将所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置；其中，将所述预应力支架中的支墩3、第一伺服液压千斤顶6及第二伺服液压千斤顶11分别与盾构隧道管片内壁紧密接触；

调节第一伺服液压千斤顶6及第二伺服液压千斤顶11的油压，以使第一伺服液压千斤顶6及第二伺服液压千斤顶11对盾构隧道管片内壁的顶升力至预设压力值；并根据隧道监测数据，对隧道监测数据，实时调节第一伺服液压千斤顶6及第二伺服液压千斤顶11对盾构隧道管片内壁的顶升力。

本发明所述的用于盾构隧道支护的伺服预应力支架，通过在既有隧道内安装带有伺服液压千斤顶的预应力支架支撑隧道，能够有效限制或减少隧道自身的变形量；伺服液压千斤顶的墩布设置靴撑，有效避免了油缸加压时破坏管片表面混凝土；使用时提前测量上跨或下穿段管片的内弧面的净空数据，根据测量数据安装预应力支架，设置伺服液压千斤顶的参数并数控泵站及地面监控系统，实现实时监测上跨或下穿既有隧道变化，并针对监测结果对预应力支架的预应力进行调整。

实施例

如附图1-2所示，本发明提供了一种用于盾构隧道支护的预应力支架，所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置，并与待支护盾构隧道的轴线垂直；所述预应力支架，包括中心支架1、主支腿2、支墩3、斜撑4、斜撑支腿5、第一伺服液压千斤顶6、靴撑7、系撑8、数控泵站9、地面监控系统10及第二伺服液压千斤顶11。

中心支架1为十字型钢架结构，四个主支腿2分别设置在中心支架1的端部；中心支架1包括四个钢性支撑件，四个钢性支撑件拼接形成十字型钢架结构；相邻两个钢性支撑件之间设置有三角形缀板，三角形缀板的一端与其中一个钢性支撑件固定连接，另一端与另一个钢性支撑件固定连接；其中，钢性支撑件采用截面为300×300mm，厚度为20mm的Q235b方钢；三角形缀板采用底×高＝300×300mm，厚度为20mm的三角形钢板；四个钢性支撑件之间采用焊接固定，三角形缀板与钢性支撑件之间采用焊接固定；钢性支撑件的端部设置有长×宽＝500×500mm，厚度为20mm的第一连接钢板；所述第一连接钢板与钢性支撑件之间焊接有三角形肋板，第一连接钢板上设置预留螺栓孔，用于与主支腿2通过螺栓连接；通过在四个钢性支撑件之间设置三角形缀板，有效提高了中心支架1的整体性和稳固性。

主支腿2的一端与中心支架1的钢性支撑件端部相连，主支腿2的另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中，主支腿2与中心支架1之间采用螺栓连接；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩3，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶6；其中，支墩3的一端与主支腿2相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中，支墩3与主支腿2之间采用螺栓连接；第一伺服液压千斤顶6与主支腿2之间采用螺栓连接。

本实施例中，主支腿2采用方钢支腿；方钢支腿为截面为300×300mm，厚度为20mm的Q235b方钢；主支腿2的两端分别焊接固定有长×宽＝500×500mm，厚度为20mm的第二连接钢板；第二连接钢板与主支腿之间焊接固定有三角形肋板，第二连接钢板上设置有预留螺栓孔，用于通过螺栓将主支腿2与中心支架1、支墩3或第一伺服液压千斤顶6相连。

支墩3为钢结构方形箱体结构；所述支墩3包括若干箱体钢板及十字型肋板；若干箱体钢板拼接形成方形箱体结构，十字型肋板均匀设置在方形箱体结构中；所述方形箱体结构的端部采用钢板封口；第一伺服液压千斤顶6采用伺服液压千斤顶，所述伺服液压千斤顶包括：箱体底座、油缸缸体及油缸顶升头；箱体底座固定设置在主支腿2的端部，油缸缸体安装在箱体底座上；油缸顶升头的一端与伸入只油缸缸体中，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

本实施例中，箱体钢板采用厚度为20mm厚的钢板，封口钢板采用长×宽＝500×500mm，厚度为20m的钢板，十字型肋板焊接固定在方形箱体结构中；其中靠近主支腿2一侧的封口钢板上设置预留螺栓孔，用于与主支腿2之间采用螺栓连接；支墩3的另一侧封口钢板设置设置有与盾构隧道管片内弧面贴合的硬质硬质聚氯乙烯板，作为与管片的柔性连接。

相连两个主支腿2之间还设置有斜撑4，斜撑4的一端与其中一个主支腿2相连，斜撑4的另一端与另一个主支腿2相连；每个斜撑4的中点处分别设置有斜撑支腿5，斜撑支腿5的一端与斜撑4垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中，斜撑支腿5与斜撑4之间采用螺栓连接；斜撑支腿5与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶11；其中，第二伺服液压千斤顶11的一端与斜撑支腿5相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；优选的，第二伺服液压千斤顶11的一端与斜撑支腿5之间采用螺栓连接。

本实施例中，斜撑4采用方钢斜撑；方钢斜撑为截面为300×300mm，厚度为20mm的Q235b方钢；斜撑4的两端按照现场实际尺寸要求，切割为斜角，并焊接固定在主支腿2上；斜撑4的外侧中间位置预设有螺栓螺母，用于与斜撑支腿5之间通过螺栓连接；斜撑4远离预留螺栓螺母的表面焊接固定有加劲肋，以防止应力过大导致架体变形；斜撑支腿5为方钢支腿；方钢支腿为截面为300×300mm，厚度为20mm的Q235b方钢；斜撑支腿5的两端分别焊接固定有长×宽＝500×500mm，厚度为20mm的第三连接钢板；第三连接钢板与斜撑支腿5之间焊接固定有三角形肋板，第三连接钢板上设置有预留螺栓孔，用于通过螺栓将斜撑4或第二伺服液压千斤顶11相连。

第二伺服液压千斤顶11采用伺服液压千斤顶；所述伺服液压千斤顶包括：箱体底座、油缸缸体及油缸顶升头；箱体底座固定设置在斜撑支腿5的端部，油缸缸体安装在箱体底座上；油缸顶升头的一端与伸入只油缸缸体中，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

本实施例中，伺服液压千斤顶的整体外形为箱形结构，箱体底座上设置预留螺栓孔，用于与主支腿2或斜撑支腿5之间通过螺栓相连；油缸顶升头的端部设置预留螺栓孔，用于安装硬质聚氯乙烯撑靴，以使与管片内弧面的柔性接触。

本发明中，伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间还设置有靴撑7，靴撑7设置在油缸顶升头上；靴撑7的一侧与油缸顶升头紧密接触，另一端与盾构隧道管片的内壁紧密接触；优选的，靴撑7采用聚氯乙烯板制作而成；靴撑7靠近盾构隧道管片的内壁一侧设置为圆弧面，所述圆弧面的尺寸与盾构隧道管片的内壁尺寸相匹配；其中，靴撑为长×宽＝500×500mm聚氯乙烯板制作而成，聚氯乙烯板的表面一侧为圆弧面，其圆弧面的弧度与管片内弧面贴合，另一侧为平面与油缸顶升头贴合，靴撑与油缸顶升头之间的螺栓头低于圆弧面一侧20mm设置。

相邻的主支腿2与斜撑支腿5之间还设置有系撑8，系撑8的一端与主支腿2相连，系撑8的另一端与斜撑支腿5相连；系撑8采用截面尺寸为100×100mm，厚度为5mm的方钢管；系撑8的两端根据现场实际情况进行切割，使用时焊接在主支腿2或斜撑支腿5上，以将所有支腿连接为一个整体。

所述伺服液压千斤顶的油压管路与数控泵站9相连，所述油压管路上设置有电磁阀；所述伺服液压千斤顶上还设置有压力监测传感器及测距仪；压力监测传感器及测距仪的输出端分别与地面监控系统10相连；地面监控系统10的输出端与所述电磁阀及数控泵站9相连。

本实施例中，数控泵站为指令接收、发送、压力控制单元，接收伺服液压千斤顶的各项参数通过数据线发送至地面监控系统，地面控制系统发出的指令传输到数控泵站后通过电磁阀及液压油管，控制伺服液压千斤顶的各项参数；地面控制系统用于，接收数控泵站发送的各项参数，具有数据记录、参数调整，运行控制，参数查看，数据报警等功能，还可连接网络将数据上传至云平台方便在移动端查看；本实施例中，数控泵站接收到伺服液压千斤顶的监测数据上传至地面控制系统，地面控制系统发现隧道发生变形后，可根据测得的应力大小，调整参数调整油缸压力防止隧道继续发生变形。

使用方法及工作原理：

本发明专利所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，使用前，将中心支架1、主支腿2、支墩3、斜撑4、斜撑支腿5、第一伺服液压千斤顶6、靴撑7、系撑8及第二伺服液压千斤顶11按要求连接到位，并连接数控泵站9与地面监控系统10，组装形成预应力支架；将所述预应力之间架立在上跨或者下穿隧道的影响区段，可根据需要架设多组所述预应力支架。

使用时，将伺服液压千斤顶上的油压管路、压力监测传感器、测距仪、接电线路、电磁阀连接至数控泵站，监测隧道收敛及椭圆度数据输入数控泵站，通过在数控泵站预设参数，使伺服液压千斤顶顶升至预设压力，同时将数控泵站通过数据线连接至地面控制系统，实时监测隧道变形数据，根据隧道变形情况及时调整；同时可将地面控制系统连接网络将数据上传至云平台，在移动端也可实时监测数据。

本发明所述的盾构隧道支护的预应力支架，通过设置伺服液压千斤顶，能够根据预设的压力值或隧道变形情况，对盾构隧道管片施加预应力，限制或减少隧道自身的变形量，有效抵抗了盾构隧道变形，具有可重复使用、安装简单、及时监测隧道变形数据，防止因上跨或下穿隧道使既有线变形量过大，保护既有线工程质量及安全的特点。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置，并与待支护盾构隧道的轴线垂直；所述预应力支架，包括中心支架(1)及四个主支腿(2)；中心支架(1)为十字型钢架结构，四个主支腿(2)分别设置在中心支架(1)的端部；

主支腿(2)的一端与中心支架(1)相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩(3)，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶(6)；其中，支墩(3)或第一伺服液压千斤顶(6)的一端与主支腿(2)相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；

相连两个主支腿(2)之间还设置有斜撑(4)，斜撑(4)的一端与其中一个主支腿(2)相连，斜撑(4)的另一端与另一个主支腿(2)相连；每个斜撑(4)的中点处分别设置有斜撑支腿(5)，斜撑支腿(5)的一端与斜撑(4)垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；斜撑支腿(5)与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶(11)；其中，第二伺服液压千斤顶(11)的一端与斜撑支腿(5)相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，中心支架(1)包括四个钢性支撑件，四个钢性支撑件拼接形成十字型钢架结构；相邻两个钢性支撑件之间设置有三角形缀板，三角形缀板的一端与其中一个钢性支撑件固定连接，另一端与另一个钢性支撑件固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，支墩(3)为钢结构方形箱体结构；所述支墩(3)包括若干箱体钢板及十字型肋板；若干箱体钢板拼接形成方形箱体结构，十字型肋板均匀设置在方形箱体结构中；所述方形箱体结构的端部采用钢板封口。

4.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，第一伺服液压千斤顶(6)及第二伺服液压千斤顶(11)的结构相同均采用伺服液压千斤顶；所述伺服液压千斤顶包括：箱体底座、油缸缸体及油缸顶升头；

箱体底座固定设置在主支腿(2)或斜撑支腿(5)的端部，油缸缸体安装在箱体底座上；油缸顶升头的一端与伸入只油缸缸体中，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。

5.根据权利要求4所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，还包括数控泵站(9)及地面监控系统(10)；所述伺服液压千斤顶的油压管路与数控泵站(9)相连，所述油压管路上设置有电磁阀；所述伺服液压千斤顶上还设置有压力监测传感器及测距仪；压力监测传感器及测距仪的输出端分别与地面监控系统(10)相连；地面监控系统(10)的输出端与所述电磁阀及数控泵站(9)相连。

6.根据权利要求4所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间还设置有靴撑(7)，靴撑(7)设置在油缸顶升头上；靴撑(7)的一侧与油缸顶升头紧密接触，另一端与盾构隧道管片的内壁紧密接触。

7.根据权利要求6所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，靴撑(7)采用聚氯乙烯板制作而成；靴撑(7)靠近盾构隧道管片的内壁一侧设置为圆弧面，所述圆弧面的尺寸与盾构隧道管片的内壁尺寸相匹配。

8.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，相邻的主支腿(2)与斜撑支腿(5)之间还设置有系撑(8)，系撑(8)的一端与主支腿(2)相连，系撑(8)的另一端与斜撑支腿(5)相连。

9.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，主支腿(2)与中心支架(1)之间采用螺栓连接；支墩(3)或第一伺服液压千斤顶(6)与主支腿(2)之间采用螺栓连接；斜撑支腿(5)与斜撑(4)之间采用螺栓连接；第二伺服液压千斤顶(11)与斜撑支腿(5)之间采用螺栓连接。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

将所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置；其中，将所述预应力支架中的支墩(3)、第一伺服液压千斤顶(6)及第二伺服液压千斤顶(11)分别与盾构隧道管片内壁紧密接触；

调节第一伺服液压千斤顶(6)及第二伺服液压千斤顶(11)的油压，以使第一伺服液压千斤顶(6)及第二伺服液压千斤顶(11)对盾构隧道管片内壁的顶升力至预设压力值；并根据隧道监测数据，对隧道监测数据，实时调节第一伺服液压千斤顶(6)及第二伺服液压千斤顶(11)对盾构隧道管片内壁的顶升力。

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