本發(fā)明一般涉及隧道仰拱成型，具體涉及一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置及形狀控制方法。
背景技術：
1、現(xiàn)有的隧道挖掘過程分為兩種方式：明挖或暗挖。其中，明挖的方式為隧道挖掘過程中，使隧道內部空間露天。進而方便對隧道的內部澆筑混凝土，進而完成隧道的仰拱、兩側壁以及頂板的鋪設。當完成澆筑混凝土后，再將浮土填埋在隧道的混凝土墻壁外側的空間處，使隧道不再露天。
2、隧道明挖段與盾構段交接處常使用弧形仰拱進行過度，對于軟土地基，開挖時基底土質較軟，開挖機械易對基底產生影響，在軟土基坑開挖過程中，為提高施工質量，保證仰拱厚度，防止侵占結構凈空，需嚴格控制開挖基底高程；同時澆筑弧形仰拱的施工高程難以控制，進而導致仰拱頂面存在高程偏差或仰拱厚度不夠，嚴重違反質量管理紅線，澆筑時采用全站儀進行弧面定位需要大量的時間以及技術人員配合，影響施工進度。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于現(xiàn)有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種軟土明挖基坑基底開挖以及仰拱成型輔助裝置及形狀控制方法。
2、一方面，本發(fā)明提供一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，包括：
3、支撐梁，用于設置在仰拱待施工位置的上方；
4、柔性梁，所述柔性梁位于仰拱待施工位置的上方，且位于在所述支撐梁下方；
5、形狀控制組件，所述形狀控制組件安裝在所述支撐梁上，且與所述柔性梁連接，用于控制所述柔性梁的形狀，使所述柔性梁的形狀與所述仰拱所需的形狀相同。
6、根據本發(fā)明提供的技術方案，所述形狀控制組件包括：
7、多個第一伸縮裝置，所述第一伸縮裝置一端與所述支撐梁固定連接，另一端與所述柔性梁連接；
8、通過調節(jié)不同的所述第一伸縮裝置的伸縮量，控制所述柔性梁的形狀。
9、根據本發(fā)明提供的技術方案，多個所述第一伸縮裝置沿所述支撐梁的延伸方向等間隔設置。
10、根據本發(fā)明提供的技術方案，所述支撐梁水平設置，且兩端均固定安裝有移動組件；
11、兩所述移動組件用于帶動所述支撐梁、所述柔性梁和所述形狀控制組件沿第一方向移動；所述第一方向為垂直于所述支撐梁的水平方向。
12、根據本發(fā)明提供的技術方案，所述移動組件包括：
13、第一移動架，所述第一移動架與所述支撐梁固定連接；
14、第二伸縮裝置，所述第二伸縮裝置一端與所述第一移動架固定連接；
15、第二移動架，所述第二移動架與所述第二伸縮裝置的另一端固定連接；
16、滾輪，所述滾輪安裝在所述第二移動架靠近地面一側，用于與所述仰拱待施工位置一側的水平地面抵接；
17、所述第二伸縮裝置用于調節(jié)所述第一移動架與所述第二移動架的距離。
18、根據本發(fā)明提供的技術方案，一組所述移動組件具有兩個所述第二伸縮裝置；
19、通過調節(jié)兩組所述移動組件上的四個所述第二伸縮裝置的伸縮量，調節(jié)所述支撐梁姿態(tài)，使所述支撐梁保持水平。
20、根據本發(fā)明提供的技術方案，所述第一伸縮裝置靠近所述柔性梁的一端與所述柔性梁可轉動連接，且轉動的軸線平行于所述第一方向。
21、另一方面，本發(fā)明還提供一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置的形狀控制方法，用于對上述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置進行形狀控制；
22、所述形狀控制方法包括：
23、建立坐標系；所述坐標系的原點為所述支撐梁的中點，且所述坐標系的各坐標軸分別平行于仰拱的寬度方向，以及平行于豎直方向；
24、獲取仰拱所需的形狀在所述坐標系下的仰拱解析式；
25、獲取多個所述第一伸縮裝置與所述支撐梁固定連接的一端在所述坐標系下的坐標，得到多個第一坐標；
26、計算多個所述第一坐標沿所述第一伸縮裝置的延伸方向到所述仰拱解析式的距離，得到多個第一距離；
27、根據多個所述第一距離計算多個所述第一伸縮裝置的多個第一伸縮量；
28、控制多個所述第一伸縮裝置具有對應的所述第一伸縮量，使所述柔性梁的形狀與所述仰拱所需的形狀相同。
29、根據本發(fā)明提供的技術方案，所述仰拱和柔性梁均為圓弧形狀；
30、其中，獲取仰拱所需的形狀在所述坐標系下的仰拱解析式，包括：
31、獲取仰拱的寬度與仰拱的最大深度；
32、根據所述仰拱的寬度與所述仰拱的最大深度，計算仰拱的圓弧形狀半徑；
33、根據所述圓弧形狀半徑計算得到仰拱的初始解析式；
34、設定所述初始解析式沿所述坐標系各軸的截取范圍，得到所述仰拱解析式。
35、根據本發(fā)明提供的技術方案，設定所述初始解析式的沿所述坐標系各軸的截取范圍，得到所述仰拱解析式，包括：
36、設定所述初始解析式沿所述仰拱寬度方向的變量取值大于負二分之一倍的仰拱的寬度，且小于二分之一倍的仰拱的寬度，設定所述初始解析式沿豎直方向的變量取值小于零，得到所述仰拱解析式。
37、本發(fā)明的有益效果在于：
38、將不易形變的支撐梁設置在仰拱待施工位置的上方，利用支撐梁上的形狀控制組件，調節(jié)易于形變的柔性梁的形狀，使柔性梁的形狀與仰拱所需的形狀相同。在對隧道的仰拱澆筑混凝土時，以柔性梁為基準調整混凝土澆筑面的形狀，使?jié)仓笱龉暗男螤钆c柔性梁的形狀一致；根據柔性梁的形狀與仰拱所需的形狀一致特性，可快速調整弧形混凝土仰拱的頂面形狀保證澆筑后仰拱的形狀與所需的形狀一致。極大提高了在仰拱施工的準確度，有效降低了返工的幾率，保證施工進度。在隧道基底開挖時運用同樣的原理來控制基底形狀。
1.一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，所述形狀控制組件包括：
3.根據權利要求2所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，多個所述第一伸縮裝置（4）沿所述支撐梁（1）的延伸方向等間隔設置。
4.根據權利要求2所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，所述支撐梁（1）水平設置，且兩端均固定安裝有移動組件；
5.根據權利要求4所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，所述移動組件包括：
6.根據權利要求5所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，一組所述移動組件具有兩個所述第二伸縮裝置（6）；
7.根據權利要求4所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置，其特征在于，所述第一伸縮裝置（4）靠近所述柔性梁（2）的一端與所述柔性梁（2）可轉動連接，且轉動的軸線平行于所述第一方向。
8.一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置的形狀控制方法，其特征在于，用于對權利要求2-7任意一項所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置進行形狀控制；
9.根據權利要求8所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置的形狀控制方法，其特征在于，所述仰拱（3）和柔性梁（2）均為圓弧形狀；
10.根據權利要求9所述的一種軟土明挖隧道基底開挖與仰拱成型輔助裝置的形狀控制方法，其特征在于，設定所述初始解析式的沿所述坐標系各軸的截取范圍，得到所述仰拱解析式，包括：