CN108661677A - 一种用于隧道衬砌加固的w型钢带锚杆组合整体支护构造 - Google Patents

一种用于隧道衬砌加固的w型钢带锚杆组合整体支护构造 Download PDF

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吕船
原国华
牟开
刘涛
王晋璧
何广宝
宋萍
张坤
赵博文
陈亚军
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，包括自进式锚杆，注浆层，锚栓，W型钢带，纵向连接钢板；其中，所述自进式锚杆位于W型钢带下层，沿W型钢带以隧道环形截面内放射状植入的方式嵌入注浆层，注浆层上设置有锚栓孔；所述W型钢带和纵向连接钢板位于注浆层外，通过衬砌表面或W型钢带内的黏胶层和锚栓将所述W型钢带和纵向连接钢板固定。本发明利用W型钢带+锚杆整体支护构造，代替了传统的隧道衬砌补强方法，将单独作用的锚杆连接起来共同作用，有效地控制了衬砌的变形量，提高了衬砌的抗拉变形能力和承载力，而且又不破坏衬砌整体结构，显著提高了隧道的安全程度。

Description

一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，特别涉及一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造。
技术背景
W型钢带是一种新型的支护材料，由硅锰钢或A3钢制成，截面形状似W形。由于冷轧硬化的作用，与普通钢带相比，它具有更高的抗拉强度、抗弯模量和刚度。
通过锚杆的挤压加固作用，在围岩中形成一定厚度，均匀地连接压缩带，即挤压加固作用，它不仅能保持自身稳定，即锚杆-围岩共承载组合拱，而且能够承受地压，阻止上部围岩的松动和变形；通过锚杆注浆，对衬砌背后空洞或松散段进行注浆回填处理，利用注浆的封闭、挤压填充、高压劈裂和水花凝结等机理封闭和加固围岩，改善衬砌受力状态以及封堵水源。
目前常用的隧道衬砌加固方法有：①打锚杆并压浆；②拆除存在病害的衬砌结构并重新浇筑；③凿除衬砌再安装钢拱架。但方法①整体性较差，往往经过一段时间后衬砌又会出现新的裂纹；方法②效果较好，但施工费时费力，需要封闭线路较长时间，对行车影响较大，经济性较差；方法③由于凿槽较深，在衬砌薄弱的地方甚至可能把衬砌凿透，严重破坏原有衬砌结构的整体性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造。
技术方案如下：
一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，其特征在于，包括自进式锚杆，注浆层，锚栓，W型钢带，纵向连接钢板；其中，所述自进式锚杆位于W型钢带下层，沿W型钢带以隧道环形截面内放射状植入的方式嵌入注浆层，注浆层上设置有锚栓孔；所述W型钢带和纵向连接钢板位于注浆层外，所述 W型钢带和纵向连接钢板上的锚栓孔与注浆层上的锚栓孔对应；通过衬砌表面或 W型钢带内的黏胶层和锚栓将所述W型钢带和纵向连接钢板固定；
制作方法包括以下步骤：首先，在需要粘贴W型钢带的位置进行基面处理，打入自进式锚杆并注浆，钻制预留锚栓孔；第二步，制作W型钢带和纵向连接钢板，依据锚栓位置和数量，对待粘贴的W型钢带和纵向连接钢板进行配套打孔；第三步，钻孔植螺栓，在衬砌表面和W型钢带涂刷胶黏剂，安装W型钢带和纵向钢板，封边并进行防腐处理。
优选的，所述自进式锚杆均匀布置于隧道环形截面内。
优选的，两环W型钢带之间的纵向布置间距D2至少为1m。
优选的，所述W型钢带上的锚栓孔沿其条带的中心线均匀布置。
优选的，所述W型钢带的锥形凹角为60度。
利用W型钢带+锚杆整体支护构造，代替了传统的隧道衬砌补强方法，将单独作用的锚杆连接起来共同作用，有效地控制了衬砌的变形量，提高了衬砌的抗拉变形能力和承载力，而且又不破坏衬砌整体结构，显著提高了隧道的安全程度。用W型钢带对隧道衬砌进行补强加固，施工所需时间短，对既有线路行车干扰小，既保证了行车安全，又可取得较好的经济效益。
与现有技术相比，本发明所述的一种用于隧道衬砌加固的W型钢带+锚杆整体支护构造具有以下有益效果：
1、锚杆之间是支护的薄弱环节，利用W型钢带的高抗拉强度性能，来限制锚杆之间围岩的变形；
2、锚杆受力往往差别较大，通过W型钢带的媒介作用，使各锚杆受力均匀；
3、W型钢带充分利用自身的高抗拉强度，将锚杆联在一起，多根锚杆通过W 型钢带和纵向连接钢板作为托锚力构件，三者形成一个支护结构，增强了整体支护能力。
附图说明
图1是本发明一种用于隧道衬砌加固的W型钢带+锚杆整体支护构造的立面布置示意图，
图2为W型钢带、自进式锚杆和纵向连接钢板平面布置示意图，
图3为W型钢带+锚杆支护构造大样图，
图4为W型钢带锚固示意图，
图5为W型钢带大样图。
图中示出构件、部位名称及所对应的标记：
W型钢带1，自进式锚杆2，锚栓3，纵向连接钢板4，黏胶层5。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造进行详细描述。
实施例1
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
参照图1和图2，本发明一种用于隧道衬砌加固的W型钢带+锚杆整体支护构造，包括：W型钢带1，自进式锚杆2，锚栓3和纵向连接钢板4。W型钢带1、自进式锚杆2和纵向连接钢板4共同形成一个整体承载结构。
首先，在粘贴W型钢带1的位置进行基面处理，打入自进式锚杆2并注浆，钻制锚栓3预留孔；第二步，制作W型钢带2及纵向连接钢板4，依据锚栓3位置和数量，对待粘贴的W型钢带1和纵向钢板4进行配套打孔；第三步，钻孔植螺栓3，在衬砌表面及钢带(钢板)涂刷胶黏剂，安装W型钢带1和纵向钢板4，封边并进行防腐处理。
所述W型钢带应按要求在工厂内定制，具体型号尺寸应根据隧道实际衬砌厚度、强度通过强度验算经计算得出。两环W型钢带纵向布置间距D2一般为1m，可根据实际情况进行调整。
所述自进式锚杆纵向布置间距为D1，同W型钢带纵向布置间距，其锚杆长度L1，环向间距D1均按照设计要求确定。
所述锚栓环向间距为D3，按照设计要求确定，同时可根据自进式锚杆布置情况微调锚栓位置，但W型钢带和纵向连接钢板交叉处必须布置。
施工时，首先，在粘贴钢带(钢板)的位置进行基面处理，打入自进式锚杆并注浆，钻制锚栓预留孔；第二步，制作W型钢带及纵向连接钢板，依据锚栓位置和数量，对待粘贴的W型钢带和纵向钢板进行配套打孔；第三步，钻孔植螺栓，在衬砌表面及钢带(钢板)涂刷胶黏剂，安装W型钢带和纵向钢板，封边并进行防腐处理。
工程实践表明，对于隧道衬砌开裂加固问题，采用本发明一种用于隧道衬砌加固的W型钢带+锚杆整体支护构造，能提高既有衬砌的整体承载能力，满足不同的加固要求，使用范围广泛。该构造施工简单，是对既有隧道衬砌加固整治的新技术，也是对隧道进行衬砌加固整治的有效措施。
上面结合附图对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，其特征在于，包括自进式锚杆，注浆层，锚栓，W型钢带，纵向连接钢板；其中，所述自进式锚杆位于W型钢带下层，沿W型钢带以隧道环形截面内放射状植入的方式嵌入注浆层，注浆层上设置有锚栓孔；所述W型钢带和纵向连接钢板位于注浆层外，所述W型钢带和纵向连接钢板上的锚栓孔与注浆层上的锚栓孔对应；通过衬砌表面或W型钢带内的黏胶层和锚栓将所述W型钢带和纵向连接钢板固定；
制作方法包括以下步骤：首先，在需要粘贴W型钢带的位置进行基面处理，打入自进式锚杆并注浆，钻制预留锚栓孔；第二步，制作W型钢带和纵向连接钢板，依据锚栓位置和数量，对待粘贴的W型钢带和纵向连接钢板进行配套打孔；第三步，钻孔植螺栓，在衬砌表面和W型钢带涂刷胶黏剂，安装W型钢带和纵向钢板，封边并进行防腐处理。
2.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，其特征在于，所述自进式锚杆均匀布置于隧道环形截面内。
3.根据权利要求2所述的用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，其特征在于，两环W型钢带之间的纵向布置间距D2至少为1m。
4.根据权利要求3所述的用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，其特征在于，所述W型钢带上的锚栓孔沿其条带的中心线均匀布置。
5.根据权利要求1至4中任意一条所述的用于隧道衬砌加固的W型钢带锚杆组合整体支护构造，其特征在于，所述W型钢带的锥形凹角为60度。
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