CN109026067A - 一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了隧道加固技术领域的一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法，所述混凝土层的内圈处均匀等间距的安装有圆弧形加固板，所述锁紧圈的圆周外壁上与紧固锚杆连接，且紧固锚杆远离锁紧圈的一端分别穿过加固板和混凝土层并延伸至混凝土层的外侧，所述锁紧圈的表面上设有位移传感器，两组所述连接座之间安装有连接杆，本发明采用预先浇筑混凝土并配合钢板加固的方式，提高盾构隧道的刚度、整体性和极限承载能力，而且能够在狭小的空间以及较短的时间内完成加固结构的安装与调试，并利用位移传感器和应力传感器实时监测该盾构隧道及加固结构的应力、位移变化，特别适用于富集水的软质围岩机构底层的施工。

Description

一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法
技术领域
本发明公开了一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法，具体为隧道加固技术领域。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，全国各地区开始了城市地铁的大建设时期，盾构隧道因其施工过程对周围环境影响小，几乎成为了修建地铁的必选项。盾构隧道项目结构是典型的拼装结构，采用高强螺栓将一块块的混凝土预制块进行纵横向连接，形成具有承载能力的结构体，然而地质条件复杂，地下水位等变化对结构外载荷影响较大，盾构隧道结构在这些影响下会发生变形，如横向界面收敛、渗漏等。考虑到材料老化、结构整体性等问题，隧道结构的加固将具有非常大的市场。在加固中，需要考虑到加固材料的长期耐久性，而目前常用的基于钢材料的加固技术存在着不足，同时，对加固后的结构整体性能变化也是工程人员关心的问题。为此，我们提出了一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法，包括以隧道圆切面浇筑的混凝土层，所述混凝土层的内圈处均匀等间距的安装有圆弧形加固板，多组所述加固板所围成的半圆形结构的居中处还安装有锁紧圈，所述锁紧圈的圆周外壁上与紧固锚杆连接，且紧固锚杆远离锁紧圈的一端分别穿过加固板和混凝土层并延伸至混凝土层的外侧，所述锁紧圈的表面上设有位移传感器，相邻两组所述加固板之间安装有应力传感器，所述混凝土层的底端两侧固定安装有连接座，两组所述连接座之间安装有连接杆。
优选的，所述紧固锚杆位于混凝土层外侧的端部还与紧固锚头连接，且紧固锚头位于隧道结构中。
优选的，所述应力传感器和位移传感器通过RS-232总线与远程监控终端连接。
优选的，所述加固板的内腔安装有增加其稳定性结构的加强肋，所述加固板的表面上还均匀涂覆有防腐层。
优选的，该方法的具体步骤如下：
S1：根据盾构机开挖的隧道结构采用淋幕的方式浇筑混凝土，在隧道的圆切面上形成半圆形的混凝土层；
S2：在混凝土层的圆周内壁上安装紧固锚杆，且紧固锚杆分别贯穿加固板和混凝土层，并通过位于其端部的紧固锚头连接在隧道结构上；
S3：在紧固锚杆的一端设置锁紧圈，并在锁紧圈上安装位移传感器，在紧固锚杆由于隧道内部的结构应力出现变化时显示其位移幅度；
S4：在相邻的两组加固板的连接处安装应力传感器，用于检测两组加固板上的应力情况，从而检测出加固后的隧道构件长期耐久性。
S5：在半圆形的混凝土层的底部安装连接座，并在两组连接座之间设置连接杆，进一步提高半圆形混凝土层的底部结构稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用预先浇筑混凝土并配合钢板加固的方式，提高盾构隧道的刚度、整体性和极限承载能力，而且能够在狭小的空间以及较短的时间内完成加固结构的安装与调试，并利用位移传感器和应力传感器实时监测该盾构隧道及加固结构的应力、位移变化，其设计合理，操作简单，结构稳定性强，特别适用于富集水的软质围岩机构底层的施工。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明加固板结构示意图。
图中：1混凝土层、2加固板、21加强肋、22防腐层、3应力传感器、4紧固锚杆、5锁紧圈、6位移传感器、7紧固锚头、8连接座、9连接杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种盾构隧道环向智能化加固结构，包括以隧道圆切面浇筑的混凝土层1，所述混凝土层1的内圈处均匀等间距的安装有圆弧形加固板2，多组所述加固板2所围成的半圆形结构的居中处还安装有锁紧圈5，所述锁紧圈5的圆周外壁上与紧固锚杆4连接，且紧固锚杆4远离锁紧圈5的一端分别穿过加固板2和混凝土层1并延伸至混凝土层1的外侧，所述锁紧圈5的表面上设有位移传感器6，相邻两组所述加固板2之间安装有应力传感器3，所述混凝土层1的底端两侧固定安装有连接座8，两组所述连接座8之间安装有连接杆9。
其中，所述紧固锚杆4位于混凝土层1外侧的端部还与紧固锚头7连接，且紧固锚头7位于隧道结构中，所述应力传感器3和位移传感器6通过RS-232总线与远程监控终端连接，所述应力传感器3和位移传感器6通过RS-232总线与远程监控终端连接。
本发明还提供了一种盾构隧道环向智能化加固方法，该方法的具体步骤如下：S1：根据盾构机开挖的隧道结构采用淋幕的方式浇筑混凝土，在隧道的圆切面上形成半圆形的混凝土层1；S2：在混凝土层1的圆周内壁上安装紧固锚杆4，且紧固锚杆4分别贯穿加固板2和混凝土层1，并通过位于其端部的紧固锚头7连接在隧道结构上；S3：在紧固锚杆4的一端设置锁紧圈5，并在锁紧圈5上安装位移传感器6，在紧固锚杆4由于隧道内部的结构应力出现变化时显示其位移幅度；S4：在相邻的两组加固板2的连接处安装应力传感器3，用于检测两组加固板2上的应力情况，从而检测出加固后的隧道构件长期耐久性。S5：在半圆形的混凝土层1的底部安装连接座8，并在两组连接座8之间设置连接杆9，进一步提高半圆形混凝土层1的底部结构稳定性。
本发明采用预先浇筑混凝土并配合钢板加固的方式，提高盾构隧道的极限承载能力和刚度，而且能够在狭小的空间以及较短的时间内完成加固结构的安装与调试，并利用位移传感器6和应力传感器3实时监测该盾构隧道的应力变化以及加固结构的变化，其设计合理，操作简单，结构稳定性强。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种盾构隧道环向智能化加固结构，其特征在于：包括以隧道圆切面浇筑的混凝土层(1)，所述混凝土层(1)的内圈处均匀等间距的安装有圆弧形加固板(2)，多组所述加固板(2)所围成的半圆形结构的居中处还安装有锁紧圈(5)，所述锁紧圈(5)的圆周外壁上与紧固锚杆(4)连接，且紧固锚杆(4)远离锁紧圈(5)的一端分别穿过加固板(2)和混凝土层(1)并延伸至混凝土层(1)的外侧，所述锁紧圈(5)的表面上设有位移传感器(6)，相邻两组所述加固板(2)之间安装有应力传感器(3)，所述混凝土层(1)的底端两侧固定安装有连接座(8)，两组所述连接座(8)之间安装有连接杆(9)。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道环向智能化加固结构，其特征在于：所述紧固锚杆(4)位于混凝土层(1)外侧的端部还与紧固锚头(7)连接，且紧固锚头(7)位于隧道结构中。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道环向智能化加固结构，其特征在于：所述应力传感器(3)和位移传感器(6)通过RS-232总线与远程监控终端连接。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道环向智能化加固结构，其特征在于：所述加固板(2)的内腔安装有增加其稳定性结构的加强肋(21)，所述加固板(2)的表面上还均匀涂覆有防腐层(22)。
5.一种盾构隧道环向智能化加固方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
S1：根据盾构机开挖的隧道结构采用淋幕的方式浇筑混凝土，在隧道的圆切面上形成半圆形的混凝土层(1)；
S2：在混凝土层(1)的圆周内壁上安装紧固锚杆(4)，且紧固锚杆(4)分别贯穿加固板(2)和混凝土层(1)，并通过位于其端部的紧固锚头(7)连接在隧道结构上；
S3：在紧固锚杆(4)的一端设置锁紧圈(5)，并在锁紧圈(5)上安装位移传感器(6)，在紧固锚杆(4)由于隧道内部的结构应力出现变化时显示其位移幅度；
S4：在相邻的两组加固板(2)的连接处安装应力传感器(3)，用于检测两组加固板(2)上的应力情况，从而检测出加固后的隧道构件长期耐久性。
S5：在半圆形的混凝土层(1)的底部安装连接座(8)，并在两组连接座(8)之间设置连接杆(9)，进一步提高半圆形混凝土层(1)的底部结构稳定性。
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