一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置及形状控制方法

1.一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置，其特征在于，包括：支撑梁（1），用于设置在仰拱（3）待施工位置的上方；柔性梁（2），所述柔性梁（2）位于仰拱（3）待施工位置的上方，且位于在所述支撑梁（1）下方；形状控制组件，所述形状控制组件安装在所述支撑梁（1）上，且与所述柔性梁（2）连接，用于控制所述柔性梁（2）的形状，使所述柔性梁（2）的形状与所述仰拱（3）所需的形状相同；所述形状控制组件包括：多个第一伸缩装置（4），所述第一伸缩装置（4）一端与所述支撑梁（1）固定连接，另一端与所述柔性梁（2）连接；通过调节不同的所述第一伸缩装置（4）的伸缩量，控制所述柔性梁（2）的形状；所述支撑梁（1）水平设置，且两端均固定安装有移动组件；两所述移动组件用于带动所述支撑梁（1）、所述柔性梁（2）和所述形状控制组件沿第一方向移动；所述第一方向为垂直于所述支撑梁（1）的水平方向；所述移动组件包括：第一移动架（5），所述第一移动架（5）与所述支撑梁（1）固定连接；第二伸缩装置（6），所述第二伸缩装置（6）一端与所述第一移动架（5）固定连接；第二移动架（7），所述第二移动架（7）与所述第二伸缩装置（6）的另一端固定连接；滚轮（8），所述滚轮（8）安装在所述第二移动架（7）靠近地面一侧，用于与所述仰拱（3）待施工位置一侧的水平地面抵接；所述第二伸缩装置（6）用于调节所述第一移动架（5）与所述第二移动架（7）的距离。 2.根据权利要求1所述的一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置，其特征在于，多个所述第一伸缩装置（4）沿所述支撑梁（1）的延伸方向等间隔设置。 3.根据权利要求1所述的一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置，其特征在于，一组所述移动组件具有两个所述第二伸缩装置（6）；通过调节两组所述移动组件上的四个所述第二伸缩装置（6）的伸缩量，调节所述支撑梁（1）姿态，使所述支撑梁（1）保持水平。 4.根据权利要求1所述的一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置，其特征在于，所述第一伸缩装置（4）靠近所述柔性梁（2）的一端与所述柔性梁（2）可转动连接，且转动的轴线平行于所述第一方向。 5.一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置的形状控制方法，其特征在于，用于对权利要求1-4任意一项所述的一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置进行形状控制；所述形状控制方法包括：建立坐标系；所述坐标系的原点为所述支撑梁（1）的中点，且所述坐标系的各坐标轴分别平行于仰拱（3）的宽度方向，以及平行于竖直方向；获取仰拱（3）所需的形状在所述坐标系下的仰拱解析式；获取多个所述第一伸缩装置（4）与所述支撑梁（1）固定连接的一端在所述坐标系下的坐标，得到多个第一坐标；计算多个所述第一坐标沿所述第一伸缩装置（4）的延伸方向到所述仰拱解析式的距离，得到多个第一距离；根据多个所述第一距离计算多个所述第一伸缩装置（4）的多个第一伸缩量；控制多个所述第一伸缩装置（4）具有对应的所述第一伸缩量，使所述柔性梁（2）的形状与所述仰拱（3）所需的形状相同。 6.根据权利要求5所述的一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置的形状控制方法，其特征在于，所述仰拱（3）和柔性梁（2）均为圆弧形状；其中，获取仰拱（3）所需的形状在所述坐标系下的仰拱解析式，包括：获取仰拱的宽度与仰拱的最大深度；根据所述仰拱的宽度与所述仰拱的最大深度，计算仰拱（3）的圆弧形状半径；根据所述圆弧形状半径计算得到仰拱（3）的初始解析式；设定所述初始解析式沿所述坐标系各轴的截取范围，得到所述仰拱解析式。 7.根据权利要求6所述的一种软土明挖隧道基底开挖与仰拱成型辅助装置的形状控制方法，其特征在于，设定所述初始解析式的沿所述坐标系各轴的截取范围，得到所述仰拱解析式，包括：设定所述初始解析式沿所述仰拱（3）宽度方向的变量取值大于负二分之一倍的仰拱的宽度，且小于二分之一倍的仰拱的宽度，设定所述初始解析式沿竖直方向的变量取值小于零，得到所述仰拱解析式。