本实用新型涉及隧道施工装置，具体地指一种超小始发井盾构分体始发负环管片支撑结构。
背景技术：
目前的隧道施工过程中常遇到始发井长度小于盾构机总长度的情况，此时一般采用分体始发施工方法，其方法是先将盾体和部分后配套台车吊入始发井并装配后先始发推进一段距离后，再将剩余后配套台车全部吊装至始发井下进行整体始发作业。
负环管片是盾构始发时在反力架和出洞洞门之间安装的环状管片，以给盾构机在始发掘进向前推进过程中传力反力的作用。在空间狭小的超小始发井和无专门垂直运输通道条件下，始发井的长度小于盾构机的盾体长度时，上述传统的分体始发施工方法已无法实施。此时，若仍采用全环管片进行拼装会导致始发井没有专门的垂直运输空间，且浪费了过多负环管片材料。
中国实用新型专利CN204646254U公开了一种盾构机负环管片的改进结构，其在反力架和全环管片之间增加了半环管片，并用钢管进行支撑，此负环管片的改进结构适用于始发井空间较大的传统盾构分体始发施工；此外此负环管片的支撑结构由于无法对负环管片进行卸载，在拆卸时一般分两种情况：对于混泥土管片采用凿除法，对于钢管采用切割法，这两种方式均因对负环管片和钢管支撑造成破坏而无法重复利用，如何合理的拆除负环管片也成为一个关键问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种在超小始发井条件下，可提供垂直运输通道、支撑牢固、拆卸合理的负环管片支撑结构。
为实现上述目的，本实用新型提供一种超小始发井盾构分体始发负环管片支撑结构，包括反力架、全环管片和始发基座，所述反力架与始发井井壁固定，所述全环管片位于始发基座之上，所述全环管片前端与盾体的后端顶靠；还包括推力装置、小半环管片和大半环管片，所述推力装置的后端与反力架顶靠，其前端与小半环管片的后端顶靠；所述小半环管片前端与大半环管片的后端可拆卸连接，所述大半环管片前端与全环管片的后端可拆卸连接；所述大半环管片通过短支撑管与推力装置支撑固定；所述全环管片通过长支撑管与反力架支撑固定。
进一步地，所述小半环管片由L1块、F块和L2块依次可拆卸地拼接而成。
进一步地，所述大半环管片由B1块、B2块和B3块依次可拆卸地拼接而成。
进一步地，多个小半环管片之间、多个大半环管片之间以及多个全环管片之间均为可拆卸连接。
进一步地，所述大半环管片与短支撑管之间设有短支撑连接板；所述全环管片与长支撑管之间设有长支撑连接板。
进一步地，所述短支撑连接板和所述长支撑连接板均为环形；所述短支撑连接板一端与短支撑管固定连接，另一端与大半环管片可拆卸连接；所述长支撑连接板一端与长支撑管固定连接，另一端与全环管片可拆卸连接。
进一步地，所述长支撑管靠反力架的一端设有卸载装置。
进一步地，所述卸载装置包括上楔形和下楔形块，所述上楔形块与下楔形块通过螺栓调节件可拆卸连接(此结构是我以前做的一个专利)。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、节省材料、增大垂直运输空间。采用全环管片、大半环管片和小半环管片依次顶靠连接，相比于全部采用全环管片不仅节省了负环管片的用量，而且在始发井尺寸很小的环境中，为垂直运输盾构配套部件、管片以及渣土等相关设施与材料留下了较大的空间。
2、安装固定牢靠、可重复利用。通过设置短支撑管和长支撑管对大半环管片和全环管片进行固定，使得整个负环管片固定牢靠；此外由于长支撑管一端设有卸载装置，短支撑管一端与可伸缩的推力装置连接，在拆除负环管片时均可以快速释放轴向力，使得负环管片不受损坏，提高了材料的利用率。
附图说明
图1为负环管片支撑结构的主视图。
图2为卸载装置的结构示意图。
图3为小半环管片的结构示意图。
图4为大半环管片的结构示意图。
图中各部件标号如下：始发井1、始发井井壁1.1、洞门1.2、始发基座2、反力架3、推力装置4、负环管片5、小半环管片5.1、L1块5.1.1、F块5.1.2、L2块5.1.3、大半环管片5.2、B1块5.2.1、B2块5.2.2、B3块5.2.3、全环管片5.3、卸载装置6、上楔形块6.1、下楔形块6.2、螺栓调节件6.3、短支撑管7、短支撑连接板8、长支撑管9、长支撑连接板10、盾体12。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。
如图1～4所示，一种超小始发井盾构分体始发负环管片支撑结构，包括反力架3、推力装置4、始发基座2和负环管片5，负环管片5由小半环管片5.1、大半环管片5.2、全环管片5.3构成；反力架3顶靠在始发井井壁1.1上并与其固定贴合，推力装置4的后端与反力架3顶靠，其前端与小半环管片5.1的后端顶靠；小半环管片5.1前端与大半环管片5.2的后端顶靠，大半环管片5.2前端与全环管片5.3的后端顶靠，全环管片5.3前端与盾体12后端顶靠，小半环管片5.1、大半环管片5.2和全环管片5.3均位于始发基座2之上；大半环管片5.2和推力装置4之间通过设置短支撑管7对大半环管片5.2进行固定支撑，短支撑管7一端与千斤顶4.2顶靠，另一端与大半环管片5.2通过弯螺栓可拆卸连接；全环管片5.3与反力架3之间通过设置长支撑管9对全环管片5.3进行固定支撑，长支撑管9一端与反力架3顶靠，另一端与全环管片5.3通过弯螺栓可拆卸连接。这样，整个负环管片5依次顶靠连接，且短支撑管7和长支撑管9对负环管片5起进一步地支撑作用，使得整个负环管片5固定牢靠。
上述技术方案中，小半环管片5.1由L1块、F块和L2块通过弯螺栓可拆卸地拼接而成；大半环管片5.2由B1块、B2块和B3块依次通过弯螺栓可拆卸地拼接而成，相邻的小半环管片5.1之间、相邻的大半环管片5.2之间以及相邻的全环管片5.3之间均通过弯螺栓可拆卸连接。这样，相比于全部采用全环管片5.3而言，不仅节省了大量材料，而且小半环管片5.1和大半环管片5.2占用空间更小，在空间狭小的超小始发井条件下，为垂直运输通道预留了较大的空间。
上述技术方案中，短支撑管7靠大半环管片5.2侧固定连接有短支撑连接板8；长支撑管9靠全环管片5.3侧固定连接有长支撑连接板10，短支撑连接板8和长支撑连接板10均为环形。这样，增大了短支撑管7和长支撑管9与大半环管片5.2和全环管片5.3之间的接触面积，避免盾构机千斤顶施加给短支撑管7和长支撑管9的推力对大半环管片5.2和全环管片5.3造成局部损伤。
上述技术方案中，长支撑管9靠反力架3的一端设有卸载装置3，卸载装置3包括上楔形块3.1和下楔形块3.2，上楔形块3.1与下楔形块3.2通过螺栓调节件3.3可拆卸连接。这样，在拆除负环管片5时，卸载装置3和可伸缩的推力装置4可先卸掉施加在负环管片5上的轴向压应力，避免负环管片5受到损伤，提高了材料的重复利用率。
本实用新型所述的超小始发井盾构分体始发负环管片支撑结构的安装和拆卸过程如下：
在超小始发井的施工条件下，分体始发阶段的盾体12需要在始发井1内进行拼装并掘进，盾体12包括前盾、中盾和后盾，前盾的前端设有刀盘，刀盘和全环管片5.3之间依次连接前盾、中盾和后盾，后盾中设有提供盾体始发掘进所需推力的液压油缸，在安装刀盘、前盾和中盾时需要借助推力装置4对其进行推进。首先安装反力架3、推力装置4和始发基座2，待前盾安装后，启动千斤顶4.2使其推动前盾向前进行首次辅助推进，在盾体12推进过程中每推进一定距离在推力装置4和前盾之间安装小半环管片5.1，使刀盘的前端顶靠着洞门1.2；拆除小半环管片5.1，继续在前盾后端安装中盾，启动千斤顶4.2使其推动前盾和中盾向前进行二次辅助推进，在盾体12推进过程中每推进一定距离在推力装置4和中盾之间安装小半环管片5.1；推进一段距离之后吊出小半环管片5.1，再安装后盾和螺旋出土机，推力装置4推动盾体12向前推进的同时，在推力装置4与盾体12之间依次安装小半环管片5.1、大半环管片5.2，盾构机尾盾到达洞门1.2时，在盾体12内靠洞门1.2一侧拼装全环管片5.3，在安装第一环大半环管片5.2时将短支撑管7的一端顶靠在推力装置4上，另一端固定连接的短支撑连接板8与第一环大半环管片5.2用弯螺栓连接，在安装全环管片5.3时将长支撑管9的一端顶靠在反力架3一侧，将卸载装置3放置在长支撑管9和反力架3之间，另一端固定连接的长支撑板10与全环管片5.3用弯螺栓连接，此时整个负环管片5支撑结构在液压油缸的顶推作用下开始为盾体12提供始发掘进所需的反推力，整个负环管片5支撑结构受到轴向压应力。
在分体始发掘进过程中，由于小半环管片5.1和大半环管片5.2的内侧空间较大，管片可通过小半环管片5.1和大半环管片5.2的内侧空间垂直向始发井1下运入，螺旋出土机运出的渣土可通过小半环管片5.1和大半环管片5.2的内侧空间垂直向始发井1上运出；在分体始发掘进施工完成后，需要对负环管片5的支撑结构进行拆除，首先拧松螺栓调节件3.3，使上楔形块3.1和下楔形块3.2相向运动，消除长支撑管9和全环管片5.3的轴向压应力，拆除长支撑管9与全环管片5.3之间的连接并移除长支撑管9；然后将推力装置4向后端缩回，消除短支撑管7、大半环管片5.2和小半环管片5.1的轴向压应力，拆除短支撑管7与大半环管片5.2之间的连接并移除短支撑管7；待反力架3和推力装置4吊出始发井1后，先依次拆除相邻负环管片5之间的连接，再拆除每个负环管片5各个块之间的连接，最后将拆散的负环管片5吊出运往下一个施工地进行重复利用。