CN104265324A - 一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，包括如下步骤：(1)对隧道中的盾构结构进行防水处理，在盾构管片的外壁注浆，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理；(2)在盾构管片的内弧面涂刷粘结胶；(3)在刷有粘结胶的内弧面上安装复合腔体；(4)在复合腔体内部注入填充物。有益效果为，采用现场组装后形成新的加固体联合原隧道结构体共同受力，实现了对地铁运营零影响的情况下对原隧道结构进行加固处理。另外，通过对盾构管片的外壁注浆以改良土体，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理，封堵渗漏水的间隙，形成多道防水防线，确保渗漏水封堵的效果。

Description

一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种隧道结构加固的施工方法，特别涉及一种对原隧道结构进行结构补强及综合防水的复合构件加固结构及其施工方法。
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，盾构管道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，例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。国内外目前已有的结构加固方法主要为内钢支撑加固法，而内钢支撑加固法面临钢板自重大、易腐蚀、机械化依赖性高，工期长、进出隧道不便、不易多点施工等难题。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构及其施工方法，解决了内钢支撑加固法存在的钢板自重大、易腐蚀、机械化依赖性高，工期长、进出隧道不便、不易多点施工等难题。
一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，包括如下步骤：(1)对隧道中的盾构结构进行防水处理，在盾构管片的外壁注浆，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理；(2)在盾构管片的内弧面涂刷粘结胶；
(3)在刷有粘结胶的内弧面上安装复合腔体，依序将多个腔体单元相互固定连接，以形成复合腔体，所述复合腔体内部形成中空的一圆弧管通道；(4)在复合腔体内部注入填充物。
优选地，所述步骤(1)中，对隧道中的盾构结构进行防水处理之前，需要对盾构结构进行放样，以确定复合腔体的规格。
优选地，所述步骤(2)中，对盾构管片的内弧面涂刷粘结胶之前，需要对盾构管片的内弧面进行打磨，以供涂刷的粘结胶能更多的渗透至管片中。
优选地，所述步骤(2)中，粘结胶包括环氧底胶和环氧结构胶，先在盾构管片的内弧面涂刷环氧底胶，再在所述环氧底胶上涂刷环氧结构胶。
优选地，所述步骤(3)中，相邻的两个腔体单元之间采用内插接头或电焊进行连接。
优选地，所述步骤(3)中，当隧道内尚未铺设道床时，所述复合腔体采用满环安装，即将复合腔体满环安装于盾构管片的内弧面上；
当隧道已铺设道床，所述复合腔体环绕至道床位置处断开，并在道床与复合腔体之间采用牛腿或反力架进行固接。
优选地，所述步骤(3)中，当隧道已铺设道床，所述道床与所述复合腔体之间采用牛腿或反力架形式进行连接后，两牛腿或反力架之间用锁固件进行连接固定。
一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构，包括：与盾构管片的内弧面对应的多个腔体单元，相邻的两个所述腔体单元固定连接，多个所述腔体单元连通形成中空的一圆弧管通道，并于所述圆弧管通道内灌注有填充物。
优选地，所述腔体单元为纤维布复合钢骨架，所述纤维布钢骨架中空并形成有容置空间，所述填充物为高强砂浆或环氧树脂或其他刚性填充物。
优选地，相邻的两个所述腔体单元之间通过内插接头或电焊而连接。
本发明提供的既有隧道结构补强的复合构件加固结构，为运营隧道区间提供一种能满足施工工况的加固施工，同时对地铁运营零影响，主要采取纤维布复合钢骨架，钢骨架采用中空设置，钢骨架之间焊接或通过接头固定，组装完毕后钢骨架内压注高强度水泥浆，采用现场组装后形成新的加固体联合原隧道结构体共同受力，实现了对地铁运营零影响的情况下对原隧道结构进行加固处理。
另外，本发明还提供了一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，在现有的钢筋混凝土结构自防水及管片弹性密封垫防水为基础，通过对盾构管片的外壁注浆以改良土体，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理，封堵渗漏水的间隙，形成多道防水防线，确保渗漏水封堵的效果。
附图说明
图1为本发明既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法的流程图；
图2为本发明既有隧道结构补强的复合构件加固结构设于隧道内的结构示意图；
图3为本发明既有隧道结构补强的复合构件加固结构中图2的A-A剖面图；
图4为本发明既有隧道结构补强的复合构件加固结构设于有道床的隧道中B位置的放大图；以及
图5为本发明既有隧道结构补强的复合构件加固结构接头的结构示意图。
具体实施方式
为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
图1为本发明既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法的流程图，结合图1至图5所示，一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，包括如下步骤：
S1对隧道中的盾构结构进行防水处理，在盾构管片的外壁注浆以改良土体，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理，以封堵渗漏水的间隙。
所述步骤(1)中，对隧道中的盾构结构进行防水处理之前，需对隧道内各电缆、管线、支架等设备临拆临移，并对盾构结构进行放样，以确定复合腔体100的规格，主要采用高性能自动化测量仪或全站仪或其他测量仪器对盾构管片内弧面进行放样。
S2采用磨光机或其他打磨机具设备进行盾构管片的内弧面进行打磨，使得后道工序中涂刷粘结胶能更有效的渗透至管片，使粘结胶发挥更好的粘结性能。然后，在盾构管片的内弧面涂刷粘结胶，粘结胶包括底胶和结构胶，先在盾构管片的内弧面涂刷环氧底胶，待底胶半干后立即涂刷环氧结构胶。
S3在刷有粘结胶的内弧面上安装复合腔体100，所述复合腔体100的形状与盾构结构的内弧面对应设置，依序将多个腔体单元10相互固定连接，以形成复合腔体100，相邻的两个腔体单元10之间采用内插接头或电焊进行连接。本实施例中，相邻的两个腔体单元10采用内插的插头20连接，并采用化学锚栓进行固定在复合腔体100预先开至的锚栓孔70内，腔体单元10具体为纤维布复合钢骨架，钢骨架采用中空设置。在管片内弧安装一圈或一圈以上的复合腔体100，将拼接好的复合腔体100安装至涂刷粘接胶的内弧面上。
S4当隧道内尚未铺设道床40时，所述复合腔体100采用满环安装，即将复合腔体100满环安装于盾构管片内弧面上；当隧道已铺设道床40，所述复合腔体100环绕至道床40位置处断开，并在道床40与复合腔体100之间采用牛腿或反力架50进行固接。进一步地，当采用反力架50进行固接时，将两个反力架50设于道床40的两侧，在各个反力架50另一侧设有一锁固件60，以锁固反力架50，本实施例中锁固件为钢板。
S5在复合腔体100内部注入填充物30，复合腔体100拼装完成后，于复合腔体100的空腔体内事先安装的注浆口中进行充填，填充物30为高强度砂浆或环氧树脂或其他刚性填充物，使之形成新的加固体联合原隧道结构体共同受力。
结合图2至图5所示，本发明还提供了一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构，包括：与盾构管片的内弧面对应的多个腔体单元10，相邻的两个所述腔体单元固定连接。
所述腔体单元10为纤维布复合钢骨架，所述纤维布钢骨架中空并形成有容置空间，本实施例中相邻的两个纤维布复合钢骨架之间采用内插的接头20进行连接，接头20跨接相邻的两个腔体单元的抵触一端，并采用化学锚栓将内插的接头20固定在复合腔体100预先开至的锚栓孔70内。
多个所述腔体单元10连通形成一中空的圆弧管通道，并于所述圆弧管通道内灌注有填充物30，所述填充物30为高强砂浆或环氧树脂或其他刚性填充物。
现对本发明提供的一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法的具体操作细节进行详细说明。
首先，快速测量放样：采用高性能自动化测量仪或全站仪或其他测量仪器对砼管片内弧面进行放样，并根据放样结果，将复合腔体100分成不同大小尺寸的腔体单元10，并分别对腔体单元10进行制作。然后，管片打磨：采用磨光机或其他打磨机具设备进行管片打磨，管片打磨主要是让后道工序中涂刷结构胶能更有效的渗透至管片中，使结构胶发挥更好的粘结性能。进一步地，结构防水处理：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，在盾构管片外通过浆液(聚氨酯等)的压注改良土体，而在环纵缝内采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理，形成多道防水防线，确保渗漏水封堵的效果。更进一步地，盾构管片内弧面涂刷底胶和结构胶：先在管片内弧面涂刷环氧底胶待环氧底胶半干后立即涂刷环氧结构胶，涂刷结构胶是为了复合腔体100与盾构管片的粘结，而半干后涂刷能更有效的发挥两种胶体的粘结性能。再之，安装复合腔体：在管片内弧安装一圈或一圈以上的复合腔体100，腔体单元10间的连接采用内插接头20或电焊进行连接，并采用化学锚栓进行固定在复合腔体预先开至的锚栓孔70内；若隧道内尚未铺设道床40复合腔体100采用满环安装，满环安装是将复合腔体100安装于隧道盾构管片内弧面上，若隧道已铺设道床40则道床40与复合腔体100之间采用牛腿或反力架50形式进行连接。再然后，道床40钢板连接：若隧道已铺设道床40，则道床,4与复合腔体100之间采用反力架50形式进行连接后，两反力架50之间用钢板进行连接固定。最后，复合空腔体内充填：复合腔体100拼装完成后，于空腔体内事先安装好的注浆口中充填高强度砂浆或环氧树脂或其他刚性的填充物30，使之形成新的加固体联合原隧道结构体共同受力。
本发明提供的既有隧道结构补强的复合构件加固结构，为运营隧道区间提供一种能满足施工工况的加固施工，同时对地铁运营零影响，主要采取纤维布复合钢骨架，钢骨架采用中空设置，钢骨架之间焊接或通过接头固定，组装完毕后钢骨架内压注高强度水泥浆，采用现场组装后形成新的加固体联合原隧道结构体共同受力，实现了对地铁运营零影响的情况下对原隧道结构进行加固处理。
另外，本发明还提供了一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，在现有的钢筋混凝土结构自防水及管片弹性密封垫防水为基础，通过对盾构管片的外壁注浆以改良土体，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理，封堵渗漏水的间隙，形成多道防水防线，确保渗漏水封堵的效果。
以上结合附图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保护范围。

Claims (10)

1.一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对隧道中的盾构结构进行防水处理，在盾构管片的外壁注浆，并在相邻的两个盾构管片的纵缝处采用灌注环氧树脂或水泥嵌缝处理；
(2)在盾构管片的内弧面涂刷粘结胶；
(3)在刷有粘结胶的内弧面上安装复合腔体：依序将多个腔体单元相互固定连接，以形成复合腔体，所述复合腔体内部形成中空的一圆弧管通道；
(4)在复合腔体内部注入填充物。
2.如权利要求1所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中，对隧道中的盾构结构进行防水处理之前，需要对盾构结构进行放样，以确定复合腔体的规格。
3.如权利要求1所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对盾构管片的内弧面涂刷粘结胶之前，需要对盾构管片的内弧面进行打磨，以供涂刷的粘结胶能渗透至管片中。
4.如权利要求1所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述粘结胶包括环氧底胶和环氧结构胶，在盾构管片的内弧面涂刷粘结胶包括：先在盾构管片的内弧面涂刷环氧底胶，再在所述环氧底胶上涂刷环氧结构胶。
5.如权利要求1所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，相邻的两个腔体单元之间采用内插接头或电焊进行连接。
6.如权利要求1所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，当隧道内未铺设道床时，所述复合腔体采用满环安装，即将复合腔体满环安装于盾构管片的内弧面上；
当隧道铺设有道床时，所述复合腔体环绕至道床位置处断开，并在道床与复合腔体之间采用牛腿或反力架进行固接。
7.如权利要求6所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，当隧道铺设有道床，所述道床与所述复合腔体之间采用牛腿或反力架形式进行连接后，两牛腿或反力架之间用锁固件进行连接固定。
8.一种既有隧道结构补强的复合构件加固结构，其特征在于，包括：与盾构管片的内弧面对应的多个腔体单元，相邻的两个所述腔体单元固定连接，多个所述腔体单元连通形成中空的一圆弧管通道，所述圆弧管通道内灌注有填充物。
9.如权利要求8所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构，其特征在于，所述腔体单元为纤维布复合钢骨架，所述纤维布钢骨架中空并形成有容置空间，所述填充物为高强砂浆或环氧树脂。
10.如权利要求8所述的既有隧道结构补强的复合构件加固结构，其特征在于，相邻的两个所述腔体单元之间通过内插接头或电焊而连接。
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