CN111350522A - 一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，包括钢圈，加固结构，所述钢圈抵接在待修补盾构隧道的内环面，且其用于支撑已对待加固的管片进行加固的加固结构；所述钢圈包括开口环钢圈，闭口环钢圈，三角形钢板，化学螺栓，所述开口环钢圈设置在联络通道洞口处，且其开口方向设置在联络通道洞口方向，所述闭口环钢圈设置在开口环钢圈的两侧，且其与开口环钢圈固定连接，所述三角形钢板设置在开口环钢圈开口方向的四个角上，且其将所述开口环钢圈开口端与闭口环钢圈固定，所述化学螺栓环向设置在开口环的弧面上，且其将开口环固定在隧道的内环面上；通过上述方案，实现了在施工期对地铁联络通道破损管片进行加固的技术。

Description

一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统及施工方法

技术领域

本发明涉及盾构隧道施工技术领域，尤其涉及用于施工期地铁联络通道破损管片加固和修补的技术领域，具体地说，是一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统。

背景技术

随着社会的进步，城镇化发展迅速，城市路面交通问题日益严峻。为了解决城市交通问题，越来越多的城市选择修建地铁来缓解城市的交通压力。地铁的修建有多种方法，由于盾构法有施工安全，掘进速度快;盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低等优点，大部分城市地铁施工选择盾构法。但是在盾构法施工过程中，根据设计要求，要进行联络通道的施工，但是联络通道的施工不仅会破坏原有管片的完整性，降低管片的承载能力，同时又破坏了圆形断面的完整性，如果不采用加固措施，极容易发生管片破坏、隧道变形、涌沙、坍塌等危害。存在极大的安全隐患。

现有的盾构隧道联络通道破损管片加固方法有超前小导管注浆加固、冻结法换管片等。这些方法大部分是对要开挖部分土体进行的加固，忽略了盾构管片成环的完整性被破坏后的承载力下降，仅仅对要开挖部分的土体进行加固是不够的；且冻结法换管片的环境条件要求太高。综上所述，现有的盾构隧道联络通道施工加固方法均存在部分缺陷，不能很好的保证盾构隧道联络通道。因此亟需提出一种便于操作、可靠性高的盾构隧道联络通道破损管片加固方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，用以实现在施工期对地铁联络通道破损管片进行加固的技术，本加固系统通过设置钢圈，破损修补结构，裂缝修补结构，手孔填补结构，填充结构，嵌缝修补结构等结构，实现了在施工期对地铁联络通道破损管片进行加固的技术。采用本发明后可以实现在施工期对地铁联络通道破损管片进行加固的技术。

为实现上述技术方案，本发明通过以下技术方案实现：

一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，包括钢圈，加固结构，所述钢圈抵接在待修补盾构隧道的内环面，且其用于支撑已对待加固的管片进行加固的加固结构；

所述钢圈包括开口环钢圈，闭口环钢圈，三角形钢板，化学螺栓，所述开口环钢圈设置在联络通道洞口处，且其开口方向设置在联络通道洞口方向，所述闭口环钢圈设置在开口环钢圈的两侧，且其与开口环钢圈固定连接，所述三角形钢板设置在开口环钢圈开口方向的四个角上，且其将所述开口环钢圈开口端与闭口环钢圈固定，所述化学螺栓环向设置在开口环的弧面上，且其将开口环固定在隧道的内环面上。

为了更好的实现本发明，作为上述技术方案的进一步描述，所述加固结构包括手孔填补结构，填充结构，嵌缝修补结构，所述手孔填补结构设置在联络通道及其洞口附近管片的手孔上，所述填充结构用于填充钢圈至联络通道洞口附近的管片内径之间的空隙，所述嵌缝修补结构设置在管片与钢圈之间的缝隙上。

作为上述技术方案的进一步描述，所述手孔填补结构由硫铝酸盐超早强水泥形成的水泥砂浆填入手孔形成。

作为上述技术方案的进一步描述，所述开口环钢圈包括六块第一弧形钢板，所述第一弧形钢板的角度分别为15°、100°、60°、35°、50°、40°，所述第一弧形钢板按照所述角度顺序依次首尾相连形成开口环钢圈，所述第一弧形钢板各连接处采用坡口焊方法焊接固定。

作为上述技术方案的进一步描述，所述闭口环包括六块第二弧形钢板，所述第二弧形钢板的角度分别为100°、60°、60°、50°、50°、40°，所述第二弧形钢板按照所述角度顺序依次首尾相连形成闭口环钢圈，所述第二弧形钢板各连接处采用坡口焊方法焊接固定。

作为上述技术方案的进一步描述，所述嵌缝修补结构由弹性环氧胶泥，弹性环氧浆液按照一定配合比配合形成混合液填充入管片之间的缝隙形成。

作为上述技术方案的进一步描述，所述弹性环氧胶泥与弹性环氧浆液按照弹性环氧胶泥A组：环氧胶泥B组：弹性环氧浆液=1:1:1-3:1:5进行配置。

作为上述技术方案的进一步描述，所述填充结构由环氧砂浆填充入管片与钢圈之间的缝隙形成。

一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，具有如下安装方法：

S1：嵌缝填充；

S2：手孔填充；

S3：开口环钢圈安装；

S4：闭口环钢圈安装；

S5：对钢圈与管片之间的缝隙进行填充。

为了更好地实现本发明所述的安装方法，作为上述技术方案的进一步描述，步骤S3中，所述的开口环安装具有如下步骤：

S31：使用钻孔设备在待安装开口环的隧道环面上开设化学螺栓安装孔；

S32：安装弧形钢板；

S33： 安装化学螺栓并将开口环固定在隧道环面上；

S34：安装三角形钢板。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

本发明通过设置钢圈，破损修补结构，裂缝修补结构，手孔填补结构，填充结构，嵌缝修补结构等结构，实现了在施工期对地铁联络通道破损管片进行加固的技术。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明的钢圈三维结构示意图；

图3为本发明的加固结构三维结构示意图；

图4为本发明开口环钢圈三维结构示意图；

图5为本发明闭口环钢圈三维结构示意图。

图中标记1-钢圈，2-加固结构，3-管片，4-联络通道洞门，11-开口环钢圈，12-闭口环钢圈，13-三角形钢板，14-化学螺栓，21-手孔填补结构，22-填充结构，23-嵌缝修补结构，111-第一弧形钢板，121-第二弧形钢板。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明做进一步地详细、准确说明，但本发明的实施方式不限于此。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，“垂直”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

作为优选实施例，本实施例以针对圆形盾构隧道联络通道破损管片3进行加固的加固系统为例，根据图1～5；

一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，包括钢圈1，加固结构2，所述钢圈1抵接在待修补盾构隧道的内环面，且其用于支撑已对待加固的管片3进行加固的加固结构2；

所述钢圈1包括开口环钢圈11，闭口环钢圈12，三角形钢板13，化学螺栓14，所述开口环钢圈11设置在联络通道洞口处，且其开口方向设置在联络通道洞口方向，所述闭口环钢圈12设置在开口环钢圈11的两侧，且其与开口环钢圈11固定连接，所述三角形钢板13设置在开口环钢圈11开口方向的四个角上，且其将所述开口环钢圈11开口端与闭口环钢圈12固定，所述化学螺栓14环向设置在开口环的弧面上，且其将开口环固定在隧道的内环面上。

为了更好的实现本发明，作为上述技术方案的进一步描述，所述加固结构2包括手孔填补结构21，填充结构22，嵌缝修补结构23，所述手孔填补结构21设置在联络通道及其洞口附近管片3的手孔上，所述填充结构22用于填充钢圈1至联络通道洞口附近的管片3内径之间的空隙，所述嵌缝修补结构23设置在管片3与钢圈1之间的缝隙上。

为了更清晰和明确的阐述本发明，本实施例所述的开口环钢圈和闭口环钢圈之间的连接方式采用坡口焊方法进行焊接。

作为上述技术方案的进一步描述，所述手孔填补结构21由硫铝酸盐超早强水泥形成的水泥砂浆填入手孔形成。

作为上述技术方案的进一步描述，所述开口环钢圈11包括六块第一弧形钢板111，所述第一弧形钢板111的角度分别为15°、100°、60°、35°、50°、40°，所述第一弧形钢板111按照所述角度顺序依次首尾相连形成开口环钢圈11，所述第一弧形钢板111各连接处采用坡口焊方法焊接固定。

作为上述技术方案的进一步描述，所述闭口环包括六块第二弧形钢板121，所述第二弧形钢板121的角度分别为100°、60°、60°、50°、50°、40°，所述第二弧形钢板121按照所述角度顺序依次首尾相连形成闭口环钢圈12，所述第二弧形钢板121各连接处采用坡口焊方法焊接固定。

作为上述技术方案的进一步描述，所述嵌缝修补结构23由弹性环氧胶泥，弹性环氧浆液按照一定配合比配合形成混合液填充入管片3之间的缝隙形成。

作为上述技术方案的进一步描述，所述弹性环氧胶泥与弹性环氧浆液按照弹性环氧胶泥A组：环氧胶泥B组：弹性环氧浆液=1:1:1-3:1:5进行配置。

为了更清晰和明确的阐述本发明，

作为上述技术方案的进一步描述，所述填充结构22由环氧砂浆填充入管片3与钢圈1之间的缝隙形成。

实施例2：

一种施工期地铁联络通道破损管片3加固系统，具有如下安装方法：

S1：嵌缝填充；

S2：手孔填充；

S3：开口环钢圈11安装；

S4：闭口环钢圈12安装；

作为优选实施方式，如图5所示，本实施例中所述的闭口环钢圈12由六块半径相等的弧形钢板组成，各弧形钢板的角度分别为100°，60°，60°，50°，50°，40°，首先确定待加固的隧道环的封顶块所在的点位，进一步地，将100°弧形钢板放置在待加固的隧道环的底端，进一步地，分别将两块60°弧形钢板以及两块50°弧形钢板依次安装在100°弧形钢板的两端，同时将40°弧形钢板安装位设置在封顶块的对面，进一步地，将40°弧形钢板安装在安装位上；在安装的同时对各弧形钢板的连接处进行坡口焊接。

S5：对钢圈1与管片3之间的缝隙进行填充。

为了更好地实现本发明所述的安装方法，作为上述技术方案的进一步描述，步骤S3中，所述的开口环安装具有如下步骤：

S31：使用钻孔设备在待安装开口环的隧道环面上开设化学螺栓14安装孔；

S32：安装弧形钢板；

为优选实施方式，如图4所示，本实施例中所述的第一弧形钢板111的角度为分别为15°、100°、60°、35°、50°、40°，将100°弧形钢板放置在待加固的隧道环的底端，进一步地，将15°的弧形钢板安装在靠近联络通道洞口一侧，进一步地，将剩余四块弧形钢板依次安装在100°弧形钢板的另一侧；在安装的同时对各弧形钢板的连接处进行坡口焊接。

作为优选实施方式，本实施例中所述的弧形钢板采用表面原始锈蚀等级为A级的钢材，且弧形钢板的防锈皆采用防腐底漆，在底漆涂敷前对钢板表面作除锈处理，并且要使得除锈等级达到Sa3级；弧形钢板防腐采用喷涂型聚脲弹性体涂层，在拼接前进行双面喷涂，涂层厚度要均匀，厚度≥1.2mm。通过以上措施，可以很好的提升弧形钢板的使用寿命。

S33： 安装化学螺栓14并将开口环固定在隧道环面上；

作为优选实施方式，如图4所示，本实施例中所述的化学螺栓14采用不锈钢螺栓，机械性能等级A4-70，螺栓间距不大于400mm。化学螺栓14遇管片3螺栓孔、管片3螺栓处时可作适当调整。为保证施工安全，在安装开口环钢圈11时可先采用膨胀锚栓固定，待成环后打设化学锚栓补强。化学螺栓14如与管片3内钢筋相碰，可适当调整锚栓位置，调整距离不大于50mm；化学螺栓14植入管片3深度160mm，螺栓露出长度不大于2~3扣，将弧形钢板与管片3连接。

S34：安装三角形钢板13。

通过上述方案，实现了在施工期对地铁联络通道破损管片进行加固的技术。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：包括钢圈（1），加固结构（2），所述钢圈（1）抵接在待修补盾构隧道的内环面，且其用于支撑已对待加固的管片（3）进行加固的加固结构（2）；

所述钢圈（1）包括开口环钢圈（11），闭口环钢圈（12），三角形钢板（13），化学螺栓（14），所述开口环钢圈（11）设置在联络通道洞口处，且其开口方向设置在联络通道洞口方向，所述闭口环钢圈（12）设置在开口环钢圈（11）的两侧，且其与开口环钢圈（11）固定连接，所述三角形钢板（13）设置在开口环钢圈（11）开口方向的四个角上，且其将所述开口环钢圈（11）开口端与闭口环钢圈（12）固定，所述化学螺栓（14）环向设置在开口环的弧面上，且其将开口环固定在隧道的内环面上。

2.根据权利要求1所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述加固结构（2）包括手孔填补结构（21），填充结构（22），嵌缝修补结构（23），所述手孔填补结构（21）设置在联络通道及其洞口附近管片（3）的手孔上，所述填充结构（22）用于填充钢圈（1）至联络通道洞口附近的管片（3）内径之间的空隙，所述嵌缝修补结构（23）设置在管片（3）与钢圈（1）之间的缝隙上。

3.根据权利要求2所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述手孔填补结构（21）由硫铝酸盐超早强水泥形成的水泥砂浆填入手孔形成。

4.根据权利要求1所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述开口环钢圈（11）包括六块第一弧形钢板（111），所述第一弧形钢板（111）的角度分别为15°、100°、60°、35°、50°、40°，所述第一弧形钢板（111）按照所述角度顺序依次首尾相连形成开口环钢圈（11），所述第一弧形钢板（111）各连接处采用坡口焊方法焊接固定。

5.根据权利要求1所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述闭口环包括六块第二弧形钢板（121），所述第二弧形钢板（121）的角度分别为100°、60°、60°、50°、50°、40°，所述第二弧形钢板（121）按照所述角度顺序依次首尾相连形成闭口环钢圈（12），所述第二弧形钢板（121）各连接处采用坡口焊方法焊接固定。

6.根据权利要求2所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述嵌缝修补结构（23）由弹性环氧胶泥，弹性环氧浆液按照一定配合比配合形成混合液填充入管片（3）之间的缝隙形成。

7.根据权利要求6所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述弹性环氧胶泥与弹性环氧浆液按照弹性环氧胶泥A组：环氧胶泥B组：弹性环氧浆液=1:1:1-3:1:5进行配置。

8.根据权利要求7所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：所述填充结构（22）由环氧砂浆填充入管片（3）与钢圈（1）之间的缝隙形成。

9.一种对权利要求1～8任意一项所述的施工期地铁联络通道破损管片加固系统进行施工的方法，其特征在于：具有如下安装方法：

S1：嵌缝填充；

S2：手孔填充；

S3：开口环钢圈（11）安装；

S4：闭口环钢圈（12）安装；

S5：对钢圈（1）与管片（3）之间的缝隙进行填充。

10.根据权利要求9所述的一种施工期地铁联络通道破损管片加固系统，其特征在于：步骤S3中，所述的开口环安装具有如下步骤：

S31：使用钻孔设备在待安装开口环的隧道环面上开设化学螺栓（14）安装孔；

S32：安装弧形钢板；

S33：安装化学螺栓（14）并将开口环固定在隧道环面上；

S34：安装三角形钢板（13）。

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