CN103061780A - 运营隧道结构钢环加固施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运营隧道结构钢环加固施工方法，所述施工方法包括但不限于以下次序步骤：加固区域内各电缆、管线、支架设备临拆临移；于受损管片表面粘贴芳纶布；对管片环缝及纵缝止渗堵漏；于所述管片表面安装环形钢圈；向所述环形钢圈与管片间压注环氧树脂填充固定。本发明的运营隧道结构钢环加固施工方法通过粘贴芳纶布对隧道进行加固，通过隧道内部对受损管片进行钢圈支护补强，管片内侧安装的环形钢圈作为隧道永久加固补强；在隧道管片环纵缝内采用灌注环氧树脂，形成多道防水防线，确保渗漏水封堵的效果。从而实现地铁运营中隧道的结构补强和结构防水。

Description

运营隧道结构钢环加固施工方法

技术领域

本发明涉及隧道结构的加固，尤其是一种对运营隧道结构进行结构补强及综合防水的运营隧道结构钢环加固施工方法。

背景技术

进入21世纪，轨道交通越来越成为主要交通工具。而伴随着越来越长的运营隧道里程，受损是不可回避的事情。而隧道运营过程往往会受到地震、负重或卸载、腐蚀等外力作用而产生一定的破损。主要破损形态有裂缝、渗漏水、变形等，如在隧道内衬表面出现长度不一的裂缝、在裂缝周围出现渗漏水现象（滴漏或线漏）；或是衬砌环、纵缝张开、分离；环高差、衬砌剥落、压力破损、衬砌漏水，也有轨道道床破损或轨道不顺。因此区间隧道结构加固施工也随之诞生，成为近年来新崛起的新型施工方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在对地铁运营零影响的情况下，方便有效地修复加固受损隧道的运营隧道结构钢环加固施工方法。

为实现上述技术效果，本发明公开了一种运营隧道结构钢环加固施工方法，所述施工方法包括但不限于以下次序步骤：

加固区域内各电缆、管线、支架设备临拆临移；

于受损管片表面粘贴芳纶布；

对管片环缝及纵缝止渗堵漏；

于所述管片表面安装环形钢圈；

向所述环形钢圈与管片间压注环氧树脂填充固定。

本发明进一步的改进在于，通过以下步骤于受损隧道表面粘贴芳纶布：

放样定位加固区域；

管片表面磨平成平整的基层；

调制粘接剂，将粘接剂均匀涂刷到基层表面；

按要求对粘贴区域进行放线定位确认，粘贴芳纶布。

本发明进一步的改进在于，通过以下步骤对管片环缝及纵缝止渗堵漏：

沿所述管片的渗漏环缝及纵缝两侧间隔布设注浆孔；

于所述管片的环缝及纵缝处批刮环氧树脂以封闭所述渗漏环缝及纵缝表面；

在管片两侧纵缝较低一端埋设注浆管；

在管片两侧纵缝较高一端埋设出气管；

由下至上，由低到高进行注浆，直至上一出气孔出浆，对下部注浆孔进行封闭，再以下一环出气孔作为注浆孔继续灌浆，依次直至最后一环顶部的出气口出浆，使浆液充填整环管片的渗漏环缝及纵缝；

去除注浆嘴，进行封闭、清理。

本发明进一步的改进在于，在对所述管片环缝及纵缝止渗堵漏之前包括步骤：

对管片上的手孔接缝采用快干水泥裱糊密封；

选择双环缝或多环缝为单位进行隔断密封灌浆；

对要进行封缝的界面进行打磨；

于打磨后的界面涂刷刚性环氧树脂底油并干燥。

本发明进一步的改进在于，在批刮环氧树脂以封闭所述渗漏环缝及纵缝表面之前包括步骤：

在管片环缝及纵缝两边各贴一根胶带；

沿所述胶带批刮弹性环氧树脂进行密封。

本发明进一步的改进在于，所述环形钢圈由复数环形钢板焊接而成。

本发明进一步的改进在于，通过以下步骤于所述管片表面安装环形钢圈：

沿管片表面安装所述环形钢板，于所述环形钢板上预留注浆孔；

将所述环形钢板焊接成所述环形钢圈；

封堵环形钢圈两侧与管片的接缝处；

通过所述注浆孔于所述环形钢圈与管片间压注环氧树脂填充固定；

封闭所述注浆孔。

本发明进一步的改进在于，所述环形钢板通过膨胀螺栓安装固定于管片上。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：通过粘贴芳纶布对隧道进行加固，通过隧道内部对受损管片进行钢圈支护补强，管片内侧安装的环形钢圈作为隧道永久加固补强；在隧道管片环纵缝内采用灌注环氧树脂，形成多道防水防线，确保渗漏水封堵的效果。从而实现地铁运营中隧道的结构补强和结构防水。

附图说明

图1是本发明运营隧道结构钢环加固施工方法的一种实施例流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以某地运行区间隧道为例，运营期间突然发现在一区段的隧道结构有较大异常变化，经分析是因地面的大量堆土，超出了隧道的荷载范围，引起了隧道横向变形，并形成严重的隧道横鸭蛋形，隧道垂直直径减小量主要表现在管片上半环下沉，封顶块纵缝张开、两侧腰部管片碎裂、管片大面积渗漏水。为保证该区间隧道的结构安全和地铁的正常运营，解决的办法就是采用机械手等专用设备，采取一定的技术措施对该范围隧道进行防水以及补强加固综合治理。以原有钢筋混凝土结构自防水及管片弹性密封垫防水为基础，进行防水堵水材料的充填压注，并结合结构钢圈的安设，对区间隧道结构进行结构加固处理，使隧道满足工程的结构耐久性与长期防水性。

该工程具体的施工步骤和内容如下：

1.隧道内各电缆、管线、支架等设备临拆临移（步骤10）

1）根据钢环板宽度，将在此施工区域内所有支架需临时改移或拆除。

2）隧道内所有电缆、管线需临时归拢（为保证拼装质量及安全性可临时拆除的电缆、管线等设备尽量拆除），其中包括以下几种：

（1）FAS、BAS报警管路；

（2）强电电缆；

（3）通信信号电缆，消防水管；

（4）无线、手机信号、公安消防漏缆；

（5）触网回流线。

2.粘贴芳纶布施工（步骤11）

1）施工准备

施工前须定位放样，将隧道加固部位在现场上定出。

2）砼表面打磨、基层处理

采用磨光机对原有砼表面打磨，清除表面的浮浆、油污等所有杂质，除去表面1mm厚的砂浆层。磨去面上突出5mm以上的“毛刺”。表面层打磨后用强力鼓风机或吸尘器将表面灰尘彻底清除。

3）粘帖施工

（1）材料下料

对加固用芳纶布的规格、长度、宽度、厚度进行核查。应注意布的两端是否宽度一致。

（2）粘接剂选择及搅拌

粘接剂搅拌时，应严格防止异物落入粘接剂内；应远离正在进行混凝土基层打磨现场或采取严密防尘措施避免灰尘落入。注意施工时环境温度对粘接剂固化的影响，应遵照产品说明书规定对搅拌加以调整。

（3）芳纶布粘贴及固化养护

施工时，首先应将搅拌充分的粘接剂均匀涂刷到混凝土基层表面。粘贴前，再次按要求对加固区域进行定位确认，必要时应放线确认。

芳纶布的贴敷应紧随粘接剂涂刷进行。要求芳纶布贴至混凝土基质后平整，无气泡，粘接剂应浸满芳纶布幅面。

纵向芳纶布与芳纶布之间确保有效搭接。

粘接剂的固化，一般在常温下即可。对于粘贴好的芳纶布在固化期内严禁有明显扰动。

3.环氧树脂堵漏（步骤12）

1）管片环缝及纵缝止渗堵漏方法（弹性环氧）

（1）预处理：选择双环缝或多环缝为单位进行隔断密封灌浆，对手孔接缝采用快干水泥裱糊密封，对要进行封缝的界面进行打磨，并涂刷刚性环氧树脂底油；

（2）灌浆节点制作：选取的节点处间隔钻孔，采用定制的长钻杆进行钻孔，并挤入弹性环氧胶泥。同时插入塑料棒，使胶体进一步向钻取的孔眼里面和两侧挤压。挤压胶泥对节点进行密封，采用弹性环氧胶泥对灌浆节点内的接缝表面批刮密封带进行封缝，并压水检验节点；

（3）注浆嘴制作：钻孔固定注浆嘴，在颈壁预先涂刷刚性环氧树脂底油，以便增加管壁和弹性环氧接缝的密封性能。在环向缝上埋设足够多的注浆嘴，用于灌浆和灌浆时的出气；同时在节点的两个钻孔之间也预埋一个注浆嘴，以便检验节点密封是否可靠；

（4）灌浆：采用电动泵由下至上，由低到高进行注浆，直至上一注浆孔出浆，对下部注浆孔进行封闭，再以上部出浆孔作为注浆孔继续灌浆，依次直至顶部的出气口出浆，使浆液充填整个管片接缝；

（5）清理：注浆结束后，去除胶带和注浆嘴，进行封闭。清理现场废弃物。

2）顶部封顶块两侧纵缝止渗堵漏方法（刚性环氧）

在管片其它位置纵缝和环缝填充好弹性环氧并达到一定固结效果后，再对封顶块两侧纵缝进行灌注刚性环氧。

（1）注浆管埋设。在封顶块两侧纵缝较低一端埋设两根进浆管。进浆管埋设不进行钻孔埋设，埋设的进浆管略微穿过封缝胶泥即可；

（2）出气孔埋设。在封顶块两侧纵缝较高一端埋设两根出气管。出气管采用铝管，埋设的出气管尽可能深入到封地块的内部；

（3）灌浆。采用电动泵由低到高进行注浆，直至上一出气孔出浆，对下部注浆孔进行封闭，再以下一环进浆管作为注浆孔继续灌浆，依次直至最后一环顶部的出气口出浆，使浆液充填整环管片纵缝；

（4）清理：注浆结束后，去除胶带和注浆嘴，进行封闭。清理现场废弃物。

4.环形钢板安装（步骤13）

1）道床两侧排水沟凿除

施工前，为保证施工空间的充足，以及钢环牛腿支架的尺寸统一，采用混凝土切割机对道床混凝土统一切割。另外混凝土凿除的一个主要目的是观察是否存在裂缝情况，产生裂缝的管片也需要进行钢圈支撑。

2）钢板制作

（1）放样：针对每一环的、每一块的钢环制作进行现场放样，确定制作尺寸；

（2）制作：按照放样尺寸及图纸要求进行钢环板的加工、制作；

（3）标示：对每一块加工好的钢板进行明显统一的标示，便于区分。

3）环板尺寸、规格、分块

（1）运营隧道内管片钢圈支撑加固：下部道床部位增加钢牛腿和钢拉条，上部其他根据隧道内管线设置情况对应分块,常规分块为两块钢牛腿加三块钢环板；

（2）非运营隧道内管片钢圈支撑加固：钢圈支撑平均分块为六块。

4）环形钢板安装

在牛腿支架安装完成后，开始进行环形钢板的安装工作，从一侧牛腿支架上的环形钢板开始拼装。

（1）环形钢板就位

利用机械手臂将环形钢板进行就位。相邻两块上下要求对接紧密，前后两端对齐，要求不大于2mm。

（2）环形钢板固定

①膨胀螺栓在环形钢板安装前需在管片上进行放样、布点并完成钻孔工作。膨胀螺栓如与管片内钢筋相碰，可适当调整位置，调整距离不可大于50mm。同时根据螺栓对应位置在环板上预留孔位；

②在环形钢板就位后马上进行环板固定工作。利用膨胀螺栓（M16,弧长方向间隔400mm，进入混凝土100mm）进行固定；

③膨胀螺栓的埋设采用排孔的方式依次进行；

③要求保证每天施工时间内安装好的环形钢板都必须固定。

5）手孔锚筋

（1）施工区域钢板支撑范围内的手孔里设置钢板锚筋，采用规格Φ12mm，l=200mm，对应锚筋位置在环形钢板上预留孔位；

（2）在环行钢板就位后将钢板与锚筋之间进行焊接，焊接采用塞焊。

6）环形钢板之间的焊接

环形钢板与环形钢板采用点焊定位，最后拼装接口的焊接采用坡口焊，同时利用最后一块环形钢板的安装焊逢修正成环的间隙。

7）钢板在管片原注浆孔位置留孔Φ110mm，同时须将注浆孔引到安装的钢圈支撑外，以便后期进行特殊注浆。

5．钢圈支撑成环焊接

1）在牛腿支架及道床上钢板支撑和环形钢板全部安装完毕后，各支撑之间进行整体焊接，以保证内部支撑形成一个良好的受力整体，起到对隧道加固支撑的作用；

2）焊接采用CO2气体保护焊，焊缝质量等级按照二级标准执行，同时在施工结束后进行探伤检测，要求达到三级质量标准。

6．防腐处理

常规施工，钢板内表面在安装前做防腐蚀处理（接缝两侧预留出5cm焊缝位置），涂层厚度均匀，分两层进行喷涂，总厚度不少于1.2mm，而在焊接施工结束后对钢环表面进行全方位的补喷，确保整体防腐。

最后将之前处理的排水沟和道床进行恢复。

7．钢圈管片间环氧树脂压注充填

1）加压前的检查和准备

环形钢圈安装完成后马上进行环形钢板与管片之间的环氧树脂压注填充工作。

2）压注前准备工作

（1）环形钢板就位后，钢板弧度两侧与管片接缝采用环氧胶泥进行封堵；

（2）常规将环氧填充分成5层来压注（每1m左右一层），根据分层情况预埋足够数量的注浆孔（兼作出气孔）。

3）压注方法（步骤14）

（1）利用移动平板搭设活动作业平台，采用小型电动注浆泵压注环氧树脂；

（2）压注顺序自下而上分层压注，直至顶部预留孔溢出树脂后停止压注。

以上结合附图及具体实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种运营隧道结构钢环加固施工方法，其特征在于，所述施工方法包括但不限于以下次序步骤：

加固区域内各电缆、管线、支架设备临拆临移；

于受损管片表面粘贴芳纶布；

对管片环缝及纵缝止渗堵漏；

于所述管片表面安装环形钢圈；

向所述环形钢圈与管片间压注环氧树脂填充固定。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，通过以下步骤于受损隧道表面粘贴芳纶布：

放样定位加固区域；

管片表面磨平成平整的基层；

调制粘接剂，将粘接剂均匀涂刷到基层表面；

按要求对粘贴区域进行放线定位确认，粘贴芳纶布。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，通过以下步骤对管片环缝及纵缝止渗堵漏：

沿所述管片的渗漏环缝及纵缝两侧间隔布设注浆孔；

于所述管片的环缝及纵缝处批刮环氧树脂以封闭所述渗漏环缝及纵缝表面；

在管片两侧纵缝较低一端埋设注浆管；

在管片两侧纵缝较高一端埋设出气管；

由下至上，由低到高进行注浆，直至上一出气孔出浆，对下部注浆孔进行封闭，再以下一环出气孔作为注浆孔继续灌浆，依次直至最后一环顶部的出气口出浆，使浆液充填整环管片的渗漏环缝及纵缝；

去除注浆嘴，进行封闭、清理。

4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，在对所述管片环缝及纵缝止渗堵漏之前包括步骤：

对管片上的手孔接缝采用快干水泥裱糊密封；

选择双环缝或多环缝为单位进行隔断密封灌浆；

对要进行封缝的界面进行打磨；

于打磨后的界面涂刷刚性环氧树脂底油并干燥。

5.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，在批刮环氧树脂以封闭所述渗漏环缝及纵缝表面之前包括步骤：

在管片环缝及纵缝两边各贴一根胶带；

沿所述胶带批刮弹性环氧树脂进行密封。

6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述环形钢圈由复数环形钢板焊接而成。

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，通过以下步骤于所述管片表面安装环形钢圈：

沿管片表面安装所述环形钢板，于所述环形钢板上预留注浆孔；

将所述环形钢板焊接成所述环形钢圈；

封堵环形钢圈两侧与管片的接缝处；

通过所述注浆孔于所述环形钢圈与管片间压注环氧树脂填充固定；

封闭所述注浆孔。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述环形钢板通过膨胀螺栓安装固定于管片上。

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